Как варить алюминий: 105 фото преодоления трудностей при варке металла

Особенности работы с алюминием

Посредством электрической дуги соединяют множество видов железа. Подобная методика обеспечивает достаточно высокую температуру горения, в результате чего происходит качественное проплавление разной толщины пластин, создавая надёжную и герметичную защиту. Однако сварка алюминия с помощью инвертора считается самой сложной из-за определенных специфических характеристик.

Первая сложность заключается в гигроскопических свойствах материала, который может накапливать в себе окружающую влагу. И хоть это нельзя заметить в естественном охлажденном состоянии, но при начале сварочных работ обязательно появятся проблемы. При зажигании дуги и прогревании металла до повышенных температур частицы влаги начинают испаряться с поверхности и неизбежно проникать в зону сварку. В результате образуются чрезмерные брызги и помехи, которые мешают провести нормальный шов.

organizaciya_svarochnoy.jpgДля предотвращения подобного явления достаточно предварительно подогреть конструкцию при температурном режиме 150−190 градусов Цельсия. В таком случае можно заметить интенсивное выделение влаги на поверхности.

Следующая сложность — наличие окисной пленки, которой покрыты все изделия. Её предназначение заключается в защите конструкции от агрессивного воздействия кислотной среды. Однако это существенно утрудняет обработку с помощью инвертора. Основная неприятность связано с большой разницей температур плавления. Известно, что сам алюминий начинает расплавляться при показателях 500 градусов Цельсия, а его оксид при 2000 градусов. Для устранения подобного перепада достаточно очистить место сварки с помощью железной щетки, чтобы обеспечить требуемый доступ к металлу.

Взаимодействие с окружающей средой обеспечивает правильное формирование пор в структуре шва, что существенно ухудшает герметичность. Для защиты сварочной ванны применяют аргон или газовое облако при инверторной сварке.

svarochnye_apparaty.jpgНе секрет, что чистый алюминий практически не применяется для изготовки деталей, поэтому входящие в его состав наполнители и дополнительные элементы могут стать проблемой. Для примера, марки Ал2 и Ал2 содержат в себе силумин от 4 до 13%, поэтому их принято называть ограниченно свариваемыми. Подобные показатели характерны для моделей АМ r 1 и Amr 6, где марганец добавляется в пропорции 2−6%.

Виды сварки для алюминиевых сплавов

Сложный химический состав сплавов, а также окисный, тугоплавкий слой не даёт возможности соединять, свариваемые заготовки и ремонтируемые изделия, традиционным способом. Поэтому особенности сварки  диктуют применение специальных электродов, проволоки и среды защитных газов, препятствующих окислению. Большое влияние на качество шва оказывает толщина заготовок, и необходимо отметить, что алюминий обладает значительным коэффициентом расширения и высокой теплопроводностью, что ведёт к деформации шва, при нарушении технологии. Наиболее популярными методами работ по свариванию сплавов алюминия, являются следующие виды:

  • сварка методом ММА покрытыми плавящимися электродами, постоянным током обратной полярности, без защитного газа;
  • метод АС TIG с использованием вольфрамового, тугоплавкого электрода в инертной среде, переменным высокочастотным током;
  • сварка MIG, с применением полуавтоматической подачи алюминиевой проволоки, горелкой в защитной среде аргона или его смеси с СО2.

Наиболее применимым методом сварки в домашних условиях является ММА, но тонкого шва, применяя этот способ, добиться будет трудно. Кроме того, работе предшествует определённый подготовительный процесс обработки заготовок и прокаливания электродов, и может понадобиться неоднократный проход довольно дорогими электродами. Мало подходит для тонкостенных заготовок, а для значительной толщины требует обработки кромок.

Для работы с тонкостенными заготовками и выполнения более качественного шва больше подходит метод TIG. Аппараты ММА+TIG стоят сравнительно недорого и позволяют существенно расширить диапазон доступных работ. Так называемая аргонодуговая сварка алюминия выполняется с использованием тугоплавкого, вольфрамового электрода и горелки, в которую подаётся инертный газ.

Полуавтоматическая MIG сварка подразумевает регулируемую, автоматическую подачу проволоки, которая одновременно служит электродом, в сварочную ванночку и среду инертного газа. Метод делает возможным добиться весьма хорошего качества, но требует квалификации и дороже, чем предыдущие способы.

Важно. При сварке алюминия дома помнить о правилах техники безопасности, пользоваться спецодеждой и защитной маской Хамелеон или её аналогами. 

Почему не сваривают дюрали?

Основная причина горячего растрескивания при сварке «несвариваемых» алюминиевых сплавов серий 2ХХХ и 7ХХХ заключается в следующем. В ходе сварки в зоне шва – зоне термического влияния – по границам зерен выделяются компоненты сплава – эвтектики и интерметаллиды – с температурой плавления ниже, чем у основного сплава. Это понижает и расширяет температурный интервал затвердевания границ зерен. Поэтому, при дуговой сварке этих типов сплавов границы зерен затвердевают последними и, вследствие этого, легко растрескиваются под воздействием усадочных напряжений. Мало того, это приводит к увеличению разности гальванических потенциалов между границами зерен и остальной зеренной структурой, что делает границы зерен более подверженными коррозии под напряжением.

Трудности при сварке

  • высокая температура плавления окисной пленки по сравнению с температурой плавления алюминия;
  • высокая теплопроводность:
  • образование значительных остаточных напряжений и деформаций;
  • нерастворимость окисной пленки в жидком металле сварочной ванны;
  • при нагреве нет явных признаков перехода алюминия и его сплавов в жидкое состояние;
  • образование кристаллизационных трещин.

Подготовка к сварке

Резку и подготовку кромок деталей из алюминия и его сплавов следует вести механическими способами

Стыковое соединение металла разной толщины

100.jpg

Конструктивные элементы подготовки кромок (размеры приведены в мм)

101.jpg

Конструктивные элементы подготовки кромок при сварке со сквозным проплавлсннем н формированием шва на весу

При сварке за один проход может возникнуть надрез корня шва

При снятии фаски с обратной стороны стыкуемых кромок надрез не возникает. Для снятия фасок можно использовать напильник

Свариваемые поверхности тщательно очищают от смазки, на ширине 100-150 мм от кромок обезжиривают ацетоном, уайт-спиритом или другим растворителем.

Пленку окиси алюминия удаляют механически или химическим травлением.

При механической обработке (непосредственно перед сваркой) кромки зачищают на ширину 25-30 мм абразивной бумагой, шабером или щеткой из нержавеющей проволоки диаметром не более 0,15 мм.

Химическое травление проводят в течение 0,5-1 мин в растворе, состоящем из 50г едкого натра и 45г фтористого натрия на 1 л воды. После травления поверхность промывают проточной водой, а затем осветляют в 30-35%-ном растворе азотной кислоты (для алюминия и сплавов типа АМц) или в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты (для сплавов типа АМг и В95). После повторной промывки поверхность сушат до полного испарения влаги.

Алюминиевую сварочную проволоку перед сваркой тоже обрабатывают. Сначала ее обезжиривают, а затем подвергают травлению в 15%-ном растворе едкого натра в течение 5-10 мин при 60-70°С. после чего следует промывка в холодной воде и сушка при температуре 300°С в течение 10-30 мин.

Подготовленные к сварке материалы сохраняют свои свойства 3-4 дня. Позже на поверхности вновь образуется окисная пленка.

Детали из алюминия и его сплавов собирают в приспособлениях или на прихватках, выполняемых аргонодуговой сваркой W-электродом. Расстояние между прихватками должно быть не более 150-180 мм.

Поверхности прихваток непосредственно перед сваркой зачищают металлическими щетками. Обнаруженные дефектные прихватки удаляют, и стыки прихватывают повторно. При сварке прихватки полностью переплавляют.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий