Тиг сварка для алюминия

Обновлено: 20.09.2024

Ранее мы рассказывали о том, как подобрать электрод , газ и другие расходные материалы. В этой статье продолжим рассматривать сварочный процесс, а точнее работу с аргонодуговым аппаратом tig. Для удобства сразу же выделим вопросы, которые будут затронуты в данном материале:

Для наглядности используем конкретные модели и заготовки. Сваривать будем нержавеющую сталь, а в качестве tig-аппарата выступит надежный и простой в управлении аппарат FUBAG INTIG 200 DC Pulse. Помимо основных функций оборудование обладает функцией импульсной сварки.

Что касается расходных материалов, то в приведенном примере используется баллон с аргоном, электроды WL 20 (для постоянного тока) и присадочный пруток.

Подготовка аргонодугового аппарата к работе

Все комплектующие под рукой. Собираем все воедино:

Устанавливаем редуктор на баллон с газом

Подключаем газовый шланг к редуктору

Подключаем байонетный разъем горелки к минусовому разъему

Подключаем кабель управления к пяти-пиновому разъему на лицевой панели

Последним подключаем кабель массы к плюсовому разъему

Аппарат практически готов к работе, теперь переходим к сборке tig горелки:

1. Первым устанавливаем цангодержатель

2. Аккуратно вставляем в него цангу

3. Прикручиваем хвостовик (не до конца)

4. Устанавливаем керамическое сопло

5. Вставляем вольфрамовый электрод

6. Настраиваем вылет электрода

7. Хорошенько затягиваем хвостовик.

Как только все выполнено, выставляем расход газа в зависимости от места проведения и диаметра сопла. Для сопла с диаметром 10 мм вполне подойдет расход газа равный 10 л/мин.

Внимание! Помимо самого аппарата и горелки, подготовка требуется и заготовкам. Очистив их от ржавчины, оксидной пленки и других загрязнений, вы позаботитесь о качестве сварки. Для обезжиривания можно воспользоваться ацетоном, уайт-спирпитом или другим растворителем. Присадочный пруток также зачищается наждачкой и обезжиривается.

Настройка tig аппарата от А до Я

Практически все металлы свариваются на прямой полярности (на электроде минус). Исключением является лишь сварка алюминия и его сплавов. Ярким примером сплава может могут стать медные сплавы со значительным содержанием алюминия. Для них обязательным является использование переменного тока.

На панели управления выставляем метод сварки – TIG.

Устанавливаем предпродувку газа на 0,5 сек.

Настраиваем ток поджига – 25% от рабочего тока (А).

Фиксируем время нарастания до рабочего тока – 0,2-1,0 сек.

Устанавливаем ток сварки (А) (см. Таблицу ниже)

Выставляем время до тока заварки кратера (спада в секундах)

Выбираем значение тока заварки кратера в амперах

Последним параметром станет время продувки газа после сварки (сек)

Параметры, которые относятся к заварке кратера, подбираются в зависимости от толщины металла.

В данной таблице даны общие рекомендации по подбору сварочного тока для наиболее используемых металлов и толщин. Это поможет вам сориентироваться при подготовке к началу работы.

Таблица. Настройка аргонодугового аппарата в зависимости от вида металла и толщины

Вид металла

Толщина металла, мм

Почему следить за силой тока важнее, чем за остальными параметрами? Во время TIG сварки можно прожечь заготовку, выставив слишком сильный ток. Низкое значение не позволит расплавить металл, что сведет все попытки сварить деталь на нет.

Правильный запуск и сварка TIG-горелкой

Параметры выставлены и пора начинать. У владельцев данной модели сварочного аппарата есть целых два варианта:

Использовать контактный поджиг

Прибегнуть к функции высокочастотного поджига

Последний предотвратит прожиг металла в случае неправильно выставленных параметров во время настройки аппарата аргонодуговой сварки. Он убережет металл от вольфрамовых включений и позволит самостоятельно контролировать расстояние до детали с момента начала работы.

И теперь самое главное – как же правильно вести горелку? Большинство опытных сварщиков проводят сварку справа налево. Во время процесса без присадочного материала электрод стоит расположить практически перпендикулярно свариваемой поверхности. Если присадочный материал присутствует, то достаточно удерживать небольшой угол (15-20 градусов).

Внимание! Чтобы металл шва не окислялся, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа.

Процесс сварки завершается заваркой кратера. Заварка кратера - финальный участок сварочного шва длиной, высота которого уменьшается до нуля. С точки зрения качества сварного соединения, необходимо исключить образования кратера в финальной части шва. Для этого в аппарате предусматривается режим плавного уменьшения тока.

Для наглядности всего вышеописанного специалисты подготовили специальный видеоролик:

Сварка алюминия аргоном: Что нужно знать

В чем сложность работы с металлом? Алюминий — не самый простой материал для сварки. Работу приходится вести, учитывая особенности металла:

На воздухе чистый алюминий окисляется. Оксид Al 2 O 3 — это тугоплавкое соединение, переходящее в жидкое состояние при 2050 o С. Само собой это существенно усложняет процесс сварки. Для того чтобы работать с алюминиевыми деталями потребуется специальная подготовка материала, которая доведет его до «чистого» состояния.
Температура плавления чистого алюминия составляет всего 660 o С. Высокий риск прожига требует тщательного контроля параметров сварочного аппарата и выверенных движений во время сварочного процесса.

Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне или аппаратом TIG позволяет избавиться от возникающих проблем, обеспечивая аккуратный и прочный шов на стыке соединения двух деталей.

Технология TIG: преимущества метода

В отличие от стальных сплавов алюминий сложнее в плане термической обработки. Главная проблема — образование оксида при контакте с кислородом воздуха. Подача аргона в зону сварки перекрывает поступление кислорода к алюминию, создавая благоприятные условия для сваривания. В процессе работы происходит расплавление алюминиевого прутка с образованием сварного соединения.

Сварка алюминия аргоном: плюсы метода

Стабильное горение дуги.
Равномерный провар.
Производство тонкого и аккуратного шва.

Метод относится к универсальным: технология TIG годится не только для алюминия, но и для других металлов и сплавов.

Оборудование

Вольфрамовые электроды. Материал содержит небольшое включение редкоземельных элементов. Чем ниже их содержание, тем выше качество электрода и стабильнее дуга.

Присадочный алюминиевый пруток. Расходник длиной до метра предлагается в разных диаметрах в интервале 1,6–4,0 мм. Желательно использовать материал после вскрытия упаковки.

Продолжительное хранение приводит к образованию оксидной плёнки, что усложняет процесс сварки алюминия. Состав прутка должен соответствовать характеристикам свариваемых поверхностей.

Горелка TIG и сопла для равномерной подачи инертного газа к зоне расплава. Если сварку алюминия аргоном планируется вести на открытом воздухе, необходимо брать сопла с большим диаметром, поскольку инертный газ вне помещения скорее уходит из зоны сварки под действием ветра.
Баллон с аргоном, оснащённый редуктором для регулировки давления.

Сварка постоянным и переменным током

Аппарат для сварки алюминия аргоном может работать на постоянном токе (DC) и переменном (AC) (есть и инверторы с двумя режимами AC/DC). Если подключить DC в обратной полярности, произойдёт резкий рост температуры сварки. Условия приводят к перегреву вольфрамового электрода, в результате металл разрушается. Чтобы этого не происходило, сварщику приходится уменьшать сварочный ток. В таком режиме можно сваривать только небольшие по толщине детали.

Переменный ток сварки алюминия аргоном запускает процесс удаления оксидной плёнки электрическим методом. Когда на электроде минус, деталь разогревается и плавится. После смены направления заряженных частиц на электроде возникает плюс, и начинается разрушение Al 2 O 3 . В таких условиях электрод практически не перегревается, поэтому можно поднять сварочный ток.

TIG сварка алюминия

Многие специалисты отмечают плохую свариваемость алюминия, так что для получения прочного соединения используются специальные методы, которые помогают достичь результата высокого качества. TIG сварка алюминия является одним из таких способов, так как именно она помогает бороться с основными негативными факторами, которые и создают проблемы во время сваривания. Здесь все проводится под защитой инертного газ, в качестве которого чаще всего выступает аргон. Но основной силой, что расплавляет металл, тут выступает электрическая дуга, которая образуется между металлом заготовки и неплавким электродом.

Сварочный шов после сварки алюминия tig инвертором

ТИГ сварка алюминия имеет относительно высокую себестоимость, так что ее применяют в тех случаях, когда требуется ответственная деятельность свареной детали. Виной этому высокая стоимость газа, у которого достаточно высокий расход. Но все это обеспечивает намного более удобные условия работы, чем сварка алюминия электродом при помощи обыкновенного сварочного трансформатора. TIG сварка алюминия применяется преимущественно в промышленных условиях. Для работы с ней требуется особый опыт, так как для достижения результата высокого качества следует иметь не только хорошую технику, но и обладать соответствующим уровнем мастерства.

Преимущества

Инертный газ является лучшей на данный момент защитной средой, которая создает непроницаемые для кислорода и водорода условия;
Нет риска попадания влаги в сварочную ванну из обмазки электрода;
Дуга обладает высокой стабильностью горения;
Швы получаются более аккуратными и тонкими, а сварочные соединения более крепкими;
Многие недостатки свариваемости алюминия становятся не такими существенными;
Возможность работы с широким спектром режимов настроек.

Недостатки

Высокая себестоимость сварочного процесса;
При работе с газом работа становится менее безопасным;
Горение газа оказывает вред здоровью сварщика;
TIG сварка алюминия обладает более длительным процессом подготовки, а соответственно, становится более трудоемкой.

Почему важен переменный ток

В последнее время ТИГ сварка алюминия постоянным током практически не производится, так как большинство специалистов используют переменный ток. Существует несколько определенных положений, которые предрасполагают к выбору именно этому роду электричества. Когда подключается постоянный ток на обратной полярности, то создается катодная очистка оксидной пленки. При этом же, температура сварки значительно увеличивается. По этой причине может возникнуть разрушение вольфрамового электрода, который активно применяется в данной сфере. Подключив постоянный ток с прямой полярностью, он не сможет ликвидировать оксидную пленку, так что даже при более стабильной дуге будет плохое качество сварки. Таким образом, переключение полярности может обеспечить итог работы высокого качества и именно поэтому стоит выбирать переменный ток. Сварка алюминия TIG инвертором постоянным током проводится очень редко, так как работать им оказывается слишком сложно.

TIG сварка алюминия

Что необходимо для ТИГ сварки

Для того чтобы осуществить процесс сваривания, требуется обеспечить следующий набор оборудования:

Вольфрамовые электроды различного диаметра;
Заземление для аппарата;
Сварочный инвертор ТИГ (постоянного/переменного тока);
Расходный присадочный материал, в виде сварочной проволоки;
Горелка для данного вида сварки;
Газовые шланги;
Баллон с инертным газом;
Сопла на горелку и цанг с держателем;
Блок для охлаждения горелки;
Редуктор для регулировки давления газа.

Сварочная маска Хамелион

Помимо этого необходимо иметь сварочную маску Хамелеон, краги, педаль управления сварочным током и прочие вещи.

Методы

Сварка алюминия и стали может осуществляться несколькими методами, в том числе и специфическими. Одним из них является четырехтактный метод. Во время первого такта работы в нем активизируется высокий ток сварки, который позволяет разогреть металл без создания дефектов на рабочей поверхности. Третий такт использует понижающую функцию, которая помогает избежать трещин во время наполнения концевого кратера.

TIG сварка алюминия постоянным током

Импульсный метод аргонно-дуговой сварки, что обладает рядом преимуществ. Во время его использования добавляется второй импульс-процесс, который снижает нагрев шва и противодействует деформации заготовок. Шов получает аккуратный и ровный внешний вид.

Технология TIG сварки алюминия

Выбор сварочных материалов и подбор оборудования

Сварка тонкого алюминия проводится электродами с небольшим диаметром. Но во время работы могут возникать различные ситуации, так что желательно иметь у себя в наличии набор необходимых электродов диаметром от 1 до 6 мм, что позволит проводить работы с металлом практически любой толщины. Современные инверторы должны поддерживать силу тока от 10 до 450 Ампер, чтобы можно было проводить тонкую настройку параметров работы. Присадочная проводок выбирается по составу, чтобы он максимально сходился с теми заготовками, которые будут свариваться, будь то сварка алюминиевых труб или каких-либо других вещей.

Пошаговая инструкция

Сварка алюминия со сталью и другими металлами происходит практически по одной и той же схеме:

Сначала идет подготовка металла, куда входят такие процедуры как зачистка поверхности щеткой, обработка растворителем, разделка кромок, если толщина слишком высокая и так далее;
После этого на место сваривания следует выложить флюс, который будет использоваться;
Затем можно приступать к непосредственному свариванию, зажигая дугу и пламя горелки и проводя шов по всей поверхности кромок;
После окончания процесса металл желательно подогревать в течение нескольких минут, постепенно понижая температуру;
Зачистить и проверить качество соединения.

«Важно!
Из-за плохой свариваемости алюминия требуется обязательно использовать флюс.»

Таблица режимов ТИГ сварки алюминия

Сварка листового алюминия должна проводиться строго по определенным режимам:

Сварка алюминия аргоном - особенности и технология для начинающих

Алюминий по своей природе имеет ряд преимуществ перед другими металлами. Это в первую очередь малый вес, высокая прочность, стойкость к воздействию перепадов температур, невосприимчивость к коррозии и т.д. Именно по этим причинам алюминий используется в различных отраслях промышленности: пищевая, химическая, автомобилестроение, машиностроение, кораблестроение и т.д.

Для получения высокопрочного сварочного соединения используется несколько способов сварки, но одним из самых лучших считается метод аргонодуговой сварки TIG. Данный метод обеспечивает высокую прочность шва, глубокий и плотный провар, красивый внешний вид соединения. Поэтому ТИГ-сварка в простонародье имеет еще одно название – «элитная сварка».

Особенности сварки алюминия

Наличие оксидной пленки на поверхности изделия. Температура плавления оксидной пленки более 2050°С. Для ее удаления используется метод травления (очистки металла) и специальное сварочное оборудование.
Невысокая температура плавления. Алюминий обладает низкой температурой плавления (660°С) и высокой теплопроводностью, в результате возрастает вероятность прожига заготовки.
Требуется большее вложение энергии. За счет большой теплопроводности алюминия, нужно вносить при сварке до 6 раз больше тепла, чем при сварке простой стали, или применять метод предварительного прогрева.
Образование пор в сварочном шве. Поры в алюминиевых заготовках, в отличие от стальных, формируются внутри сварочного шва, возле границ сплавления с обрабатываемым металлом у поверхности сварочного соединения.

Достоинства TIG-сварки алюминия

При контактах с кислородом, на поверхности алюминия создается тонкий слой оксидной пленки, для проплавления которой нужна очень высокая температура. Поэтому используется подача защитного газа аргона, который способен вытеснять кислород из зоны сварки. При этом присадочный пруток расплавляется, создавая прочный сварочный шов.

Достоинства сварки алюминия методом ТИГ на переменном токе:

достигается аккуратный тонкий шов высокой прочности;
возможность сваривать разные сплавы на основе алюминия;
высокая стабильность сварочной дуги;
плотный глубокий провар и высокопрочное соединение на протяжении всего шва.

Что применять для аргонодуговой сварки TIG изделий из алюминия

Для аргонодуговой сварки TIG алюминия используют специальные аппараты с возможностью сварки на переменном токе AC TIG.

Импульсный режим сварки TIG Pulse позволяет добиться более качественного проплавления алюминиевых заготовок с контролируемым тепловложением, исключая коробление, наплывы и прожиг металла.

Также важно использовать качественную маску типа «Хамелеон» или сварочный щиток. При использовании маски «Хамелеон» затемнение будет происходить автоматически, за счет специального светового фильтра.

Для чего используется переменный ток

При сварке алюминия на постоянном токе обратной полярности, оксидная пленка будет разрушаться, но при этом нужно использовать высокие токи для проплавления тугоплавкого материала.

При сварке на высоких токах начинает быстро разрушаться вольфрамовый электрод, и возрастает риск прожига заготовки. Сварка постоянным током при прямой полярности не позволяет разбить оксидную пленку, хотя и делает дугу более стабильной.

Режим переменного тока позволяет автоматически переключать полярность тока во время сварочного цикла. В результате в начале цикла будет разрушаться оксидная пленка, а при следующем цикле осуществляется глубокий и плотный провар алюминия. Настройка полярности и баланса тока позволяют минимизировать разрушение вольфрамового электрода, увеличивая его срок службы, и при этом регулировать зону очистки и глубину проплавления.

Как и для чего подготавливают алюминиевые изделия перед сваркой

От подготовки поверхности заготовки зависит качество будущего шва. Перед работой необходимо очищать каждое изделие, даже если визуально на его поверхности не видно следов масел, стружки и прочих загрязнений.

Процесс подготовки заготовки:

с помощью растворителя (ацетон, бензин, уайт-спирит) обрабатывают рабочую поверхность алюминия;
затем зачищают химическим или механическим методом поверхность, удаляя оксидную пленку;
после чего необходимо просушить изделие до начала цикла сварки.

Для механического метода очистки используется наждачная бумага или проволочные щетки. Химический метод – применение щелочных растворов с последующей промывкой в горячей и холодной воде и просушкой заготовки.

Читайте также: