Особенности работы с алюминием

Содержание

Особенности работы с алюминием – Stroim24.info

Особенности работы с алюминием

Устранять дефекты радиаторов из алюминия сложно, но можно даже без специального оборудования

Пайка алюминиевых радиаторов при выполнении ремонтных работ — один из наиболее сложных и наиболее ответственных процессов. Как правило, и в случае с починкой отопительных устройств, и при восстановлении автомобильных радиаторов решение этой задачи поручают профессионалам.

Но при наличии знаний, навыков и минимальной сноровки качественно запаять алюминиевое устройство вполне реально. Что для этого потребуется и как следует выполнять работы, я сейчас расскажу.

Выбор алюминия для изготовления различных радиаторов неслучаен: этот металл отличается оптимальным сочетанием малой массы, прочности и отличной теплопроводности. Благодаря этому из алюминия можно делать пластинчатые конструкции с большой суммарной площадью, и они будут обеспечивать отличную теплопередачу.

Но есть у материала и недостаток, который заключается в сложности ремонта любых радиаторов при повреждениях:

На любых изделиях из алюминия появляется пленка окислов

  1. Алюминий — материал химически активный. Из-за этого поверхность металла очень быстро окисляется, покрываясь слоем оксидной пленки.
  2. Оксидная пленка становится препятствием для спаивания двух алюминиевых изделий. Для максимальной прочности необходимо добиться непосредственного контакта металла с металлом, но при нагревании между ними неминуемо образуется тонкий слой оксидов.

Слой оксидов защищает от коррозии — это справедливо и для меди, и для алюминия

С другой стороны, если бы не пленка, то коррозия алюминия на воздухе была бы крайне активной. Это же характерно, например, для медного радиатора : поверхностный слой оксидов играет роль изоляции, непроницаемой для кислорода.

  1. Чтобы эффективно запаять радиатор из алюминия, нужно избавиться от оксидов на его поверхности. Для этой цели используются специальные составы — флюсы. Применение флюсов на основе кадмия, висмута или цинка позволяет очистить поверхность материала, снизить напряжение поверхностей при соединении и улучшить сцепление металла с припоем.

Окислы удаляются с помощью специальных флюсов

Цена качественных флюсов для пайки этого металла может быть достаточно высокой (например, у Castolin Alutin 51L — около 300 рублей за 25 г). Вот почему при выполнении ремонта радиаторов в домашних условиях используют самодельные составы — так называемые плавни.

Даже такую маленькую дырочку заделать будет непросто

Статья в тему:  Виды систем отопления

В любом случае при пайке основная задача заключается в том, чтобы изолировать обрабатываемый участок от контакта с кислородом. Добиваются этого самыми разными способами.

Альтернативная методика — заделка дефекта холодной сваркой — может рассматриваться только как временная мера. Все-таки подобные составы не выдерживают эксплуатационных нагрузок, и рано или поздно их прочность снижается.

Способ 1. Железно-канифольный флюс

Итак, чем запаять поврежденный алюминиевый радиатор? Проще всего использовать флюс на основе канифоли. Инструкция будет следующей:

  1. Подготовка. Зачищаем обрабатываемый участок, удаляя остатки краски и загрязнения, затем ошкуриваем металл абразивом и обезжириваем растворителем. Чем тщательнее мы выполним все эти работы, тем эффективнее будет ремонт.

Основа флюса — измельченная канифоль

  1. Приготовление флюса. В металлическом тигле плавим канифоль, постепенно нагревая емкость и помешивая плавящееся вещество. Небольшими порциями добавляем железные опилки (1 часть на 2 части канифоли) и размешиваем до полной однородности смеси.

Опилки в составе смеси для пайки играют роль абразива

  1. Обработка поверхности. Ремонтируемый участок покрываем тонким слоем расплавленного железно-канифольного флюса. Чем меньше будет пропущенных участков, тем выше будет качество ремонта.

И работы с флюсами, и пайку желательно проводить под вытяжкой. Если такой возможности нет, то работать нужно в хорошо проветриваемом помещении.

Внесение пропоя под слой флюса позволяет обезопасить поверхность от кисления

  1. Пайка. На паяльник набираем небольшое количество припоя, после чего круговыми движениями наносим его на алюминий под слоем флюса. Железные опилки при этом работают как абразив: они счищают оксиды, обеспечивая связь припоя и алюминия. Расплавленная канифоль позволяет свести к минимуму доступ кислорода, потому вторичное окисление не происходит.

Основной минус этого метода пайки алюминия — его сложность. Практически невозможно обрабатывать так большие повреждения, поскольку флюс быстро застывает, и качество ремонта снижается.

Запаянный участок должен выглядеть примерно так

Способ 2. Самодельный плавень

При ремонте достаточно крупных повреждений алюминиевых радиаторов своими руками можно использовать специальные составы — плавни. В этом случае работы выполняются так:

  1. Подготовка. Готовим место дефекта по схеме, описанной в предыдущем разделе, очищая и обезжиривая металл.

Участок с дефектом нужно тщательно зачистить и обезжирить

  1. Компоненты плавня. Сульфат натрия (4%), хлорид калия (56%), хлорид лития (23%), криолит (10%) и поваренную соль (75) по отдельности перетираем в ступке практически в пудру. После этого ссыпаем материалы в тигель и перемешиваем до получения однородного порошка.

Статья в тему:  Из-за чего воздух попадает в систему отопления

В таком тигле плавятся компоненты самодельного флюса

Перетертые компоненты отличаются гигроскопичностью (впитывают влагу из воздуха). Потому хранить их нужно в темных стеклянных емкостях с притертыми пробками, не допуская перегрева и попадания прямых солнечных лучей.

  1. Подготовка плавня. Сухие компоненты засыпаем в тигель и плавим до однородности, аккуратно перемешивая.
  2. Пайка. Тонкий слой плавня наносим на поверхность, которую предварительно прогреваем с использованием газовой горелки. После этого пропаиваем поврежденный участок, применяя оловянносвинцовый припой с добавлением висмута.

Устранение дефекта с использованием плавня и припоя

Способ 3. Низкотемпературный припой с проклейкой

Такую течь запаять довольно сложно. Но реально!

Автомобильный радиатор отличается от радиаторов отопления в первую очередь конфигурацией резервуаров. При устранении неисправности паять приходится небольшие тонкостенные трубки и пластины, поэтому описанные выше методики не всегда будут применимы.

Самофлюсующиеся прутки легкоплавкого припоя

Альтернатива — использование алюминиевых прутковых припоев с низкой температурой плавления. Пример починки радиатора приводится в таблице:

ИллюстрацияЭтап работы
Зачистка участка.Используя наждак или специальную насадку на дрель/шуруповерт, зачищаем алюминий, снимая пленку окислов.
Обезжиривание.Обрабатываем участок растворителем, удаляя органические загрязнения и остатки оксидов.
Обжим повреждений.Используя небольшие плоскогубцы, обжимаем поврежденный участок, уменьшая площадь отверстия. Делается это чтобы облегчить процесс пайки.
Пайка.С помощью газовой горелки прогреваем участок. После этого вносим в пламя пруток припоя с низкой температурой плавления и проводим им по повреждению.При каждом проходе частицы припоя будут попадать в отверстие и на поверхности вокруг него, постепенно устраняя дефект.
Дополнительная герметизация.После завершения пайки наносим поверх отремонтированного участка высокотемпературный клей для алюминия.Полимеризуясь, этот материал закроет все микропоры, что в разы повысит надежность ремонта.

После пайки и обработки клеем секции радиатора выглядят так, как на фото

Заключение

Источник: https://stroim24.info/osobennosti-raboty-s-alyuminiem/

Алюминиевая проволока для сварки: как и где используется, правила выбора, характеристика

Особенности работы с алюминием

В промышленности алюминий применяется очень широко – от изготовления кухонной посуды до самолетостроения. При изготовлении изделий из алюминия детали зачастую соединяются при помощи сварки. При этом обычно используют алюминиевую проволоку.

Работа с алюминиевыми деталями – дело непростое и новички редко рискуют связываться с ней. Факторов, способных повлиять на результат существует достаточно много.

Мы расскажем вам, что надо учитывать при сваривании алюминия и как выбрать материалы, чтобы добиться хороших результатов.

Алюминиевая проволока и ее применение

Алюминиевая проволока изготавливается либо из чистого алюминия, либо из сплавов этого металла. Встречается в виде нарезанных прутков небольшой длины или в катушке.

Может применяться и для сварки, и для наплавки металлов. Применяется, в основном, в автоматической или полуавтоматической сварке с использованием защитного газа.

Для удобства работы с проволокой применяются специальные механизмы для ее подачи. Этот механизм может быть автономным либо встроенным в аппарат, и его задача – направлять проволоку в зону работ с заданным интервалом.

Это можно делать и вручную, производя подачу свободной рукой, однако этот метод считается непрофессиональным.

Основные факторы, влияющие на выбор проволоки для сваривания – ее марка и диаметр. Необходимо следить за тем, чтобы марка алюминия соответствовала марке свариваемого металла. Диаметр зависит от толщины свариваемой детали.

Например, для сваривания алюминиевого листа, при его толщине в 2 мм, необходимо выбрать прут диаметром 2-3 мм. Если не следовать этим условиям – неизбежны потери в качестве шва.

Особенности работ с алюминием

Конечно, выбор присадочного материала важен, но это не единственное, что может повлиять на качество швов. Дело в том, что пленка, которой покрыт алюминий, под воздействием кислорода окисляется. Это надо учитывать при хранении проволоки.

Храниться алюминиевые прутки должны герметично упакованными и использоваться сразу после вскрытия упаковки. Так мы сможем избежать окисления проволоки и сохраним ее характеристики и пригодность для работы.

То же самое касается и свариваемого металла, поэтому перед сваркой он нуждается в подготовке.

Подготовка металла

Существенным минусом при сваривании алюминия является образование на его поверхности окисной пленки. Это мы должны обязательно учитывать при работе с этим металлом.

Температура плавления алюминия, как мы знаем, составляет 660 градусов, тогда как температура плавления окисной пленки – около 2500 градусов. Если мы не будем это учитывать, мы получим недолговечный шов низкого качества.

Также при сваривании алюминия необходимо учитывать его высокую теплопроводность.

Это может вызвать прожоги и деформацию металла. Избежать таких последствий можно, если зачистить свариваемые поверхности, удалив тугоплавкую пленку. Так мы можем избежать деформаций металла и предотвратить возникновение дефектов.

Зачистку можно выполнить при помощи металлической щетки, болгарки, шлифовальной машины, наждачной бумаги. Для получения хорошего результата рекомендуется использование несколько инструментов.

Опытные сварщики советуют использовать флюсы, специально предназначенные для этих целей. Также для предотвращения деформации можно предварительно прогреть деталь при помощи горелки либо в печи.

Технология сваривания алюминиевых деталей

Обычно при сварочных работах с алюминием используются аппараты профессионального либо полупрофессионального класса. В сварочных работах с алюминием чаще всего используют аргон либо аргоно-гелиевую смесь.

Как показывает опыт, именно такой выбор позволяет добиться наиболее качественного результата.

Альтернативой применению газа для этого вида работ может стать использование так называемой порошковой проволоки. Что это такое? Порошковая проволока — это полая трубка малого сечения из металла, заполненная флюсом.

Когда проволока плавится, в сварочной зоне образуется защитное облако из паров флюса, предотвращающее окисление металла. Однако вы должны быть готовы к тому, что качество швов в этом случае будет ниже, чем при сварке по рекомендуемому нами методу.

Перед началом работ алюминиевая проволока заправляется в подающий механизм, задается необходимая скорость ее подачи. В сварочной зоне проволока будет плавиться в пламени горелки и, смешиваясь со свариваемым металлом, образовывать сварочный шов.

Газ в этом случае защищает свариваемую область, не допуская появления окисной пленки, способствуя ускорению работы и улучшению качества сварочного шва.

Как сваривать алюминий электродом?

Особенности работы с алюминием

Особые свойства алюминия становятся причиной возникновения трудностей во время соединения деталей из этого металла. На сегодняшний день разработано несколько способов, с помощью которых можно без особых трудностей справиться с такой задачей, как сварка алюминия.

Сварка алюминия электродом

В промышленных условиях для подобных целей применяется аргонодуговая сварка, но в домашних условиях, при отсутствии необходимого оборудования, может подойти сварка алюминия электродом с помощью инвертора или трансформатора постоянного тока. Выполнения сварочных работ для соединения алюминия требует особой подготовки и соблюдения определенных правил работ.

Особенности работы с алюминием

Электрическая дуга позволяет соединять различные виды металлов, в том числе и алюминий, с помощью значительного нагрева деталей. Она позволяет проплавить металлические пластины различной толщины, что способствует созданию прочного соединения. Но соединение алюминиевых деталей сопряжено с определенными трудностями работы.

Сварочный шов на алюминиевой детали

Алюминий обладает некоторыми характеристиками, несвойственными большинству металлов, одной из которых является гигроскопическое свойство. Это свойство металла заключается в его способности впитывать влагу из окружающей среды. Многие не подозревают об этом, так как холодный алюминий не имеет видимых свидетельств накопления влаги.

Но при значительном нагреве, в месте сварочных работ начинается испарение влаги. Это приводит к излишним брызгам, трудностям в работе и получении некачественного соединения.

Чтобы препятствовать возникновению дефектов, следует предварительно нагреть алюминиевые изделия до температуры 150 градусов. Это можно сделать с помощью газовой горелки. При этом влага испарится из поверхности алюминия и не будет препятствовать выполнению качественных сварочных работ.

Сварка алюминия своими руками также сопряжена с проблемой покрытия металла оксидным слоем. Оксидная пленка возникает в процессе химической реакции между молекулами алюминия и кислорода. Она защищает изделия от воздействия кислотной среды, в то же время препятствуя выполнению сварочных работ.

Это связано с большой разницей температуры плавления чистого металла и его оксида. Температура плавления алюминия составляет 500 градусов, а его оксида – 2000 градусов. Поэтому перед тем как варить алюминиевые изделия рекомендуется очистить поверхность металла с помощью металлической щетки.

Это позволяет получить доступ к чистому металлу.

Однако очищенная поверхность очень быстро воздействует с кислородом, в результате чего на поверхности образуется новый оксидный слой. Поэтому в промышленных условиях сваривание деталей проводят одновременно с подачей инертного газа – аргона. Он препятствует доступу кислорода к металлу и возникновению новой оксидной пленки.

В домашних условиях также следует создать газовое облако при сварке с помощью инвертора.

Следует также учитывать тот факт, что алюминий в чистом виде практически не используется. Чаще всего применяются сплавы на его основе, которые обладают улучшенными свойствами. Некоторые дополнительные компоненты могут препятствовать созданию качественного шва.

Технология сварки электродом

Сварка алюминия электродом в домашних условиях должна выполнятся строго в соответствии с характеристиками алюминиевого сплава и требованиям к типу электрода.

Электроды для сварки алюминиевых изделий значительно отличаются от остальных типов, так как на них нанесено специальное покрытие из химической смеси солей, обычно фтористых и хлористых. Это покрытие позволяет создать газовое облако без применения чистого аргона.

Электроды по алюминию

Существует определенная классификация электродов в зависимости от предназначения и типа алюминиевого сплава, детали из которого необходимо соединить.

Наиболее широко применяемые электроды по алюминию и их предназначения:

  1. ОЗА-1 – электрод, предназначен для соединения элементов из чистого алюминия, без дополнительных компонентов. Перед выполнением сварочных работ требуется очистка поверхности для избавления от оксидной пленки и предварительного нагрева для избавления от влаги.
  2. ОЗА-2 – используется для исправления литьевого брака и наплавки алюминиево-кремнистых сплавов.
  3. ОЗАНА-1 – необходим при использовании технологии сварки чистого алюминия, толщина листов которого превышает 1 см. При этом требуется предварительный нагрев до температуры не более 400 градусов.
  4. ОЗАНА-2 – применяется в таких же случаях, как и электрод ОЗА-2, но также может использоваться для соединения деталей и сплавов алюминия, таких как силумин и дюралюминий.
  5. ОК96.20 – этот тип электродов предназначен для сварки сплавов алюминия с применением марганца, магния и кремния. Может применятся для работ с дюралюминием.

От правильного выбора электрода напрямую зависит качество шва, поэтому очень важно определить тип сплава. Обычно производители маркируют изделия, где указывают информацию о свойствах и особенностях металла.

Сварка алюминия инвертором

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором выполняется в строгом соблюдении пошаговой инструкции.

Сварка алюминия инвертором

Весь процесс можно разделить на несколько этапов:

  1. Предварительная настройка инвертора:
  • следует установить режим переменного тока с помощью тумблера AC/DC, переведя его в режим AC;
  • регулировка баланса полярности проводится в зависимости от типа металла, из которого произведено изделие, для чистого алюминия нужно использовать отрицательную часть диапазона, а для сплавов – положительную;
  • регулировка сварочного тока происходит в соответствии с толщиной металлического изделия и диаметра сварочного электрода (для трехмиллиметрового электрода и двухмиллиметрового листа рекомендуется сила тока в 60 А);
  • замедление процесса затухания электродуги устанавливается на уровне 3-х секунд, и регулируется в зависимости от характеристик металла;
  • следует установить время продувки инертным газом, что требуется для охлаждения шва.
  1. Этапы подготовки металлических деталей для сварки алюминия инвертором:
  • очистка поверхности металлической щеткой или наждачной бумагой, которая необходимая для избавления от оксидной пленки, нужно добиться эффекта белого блеска;
  • обработка поверхности химическими веществами, что требуется для обезжиривания деталей и получения качественного шва;
  • прогрев деталей до температуры 400 градусов, которую следует осуществлять непосредственно перед выполнением сварочных работ.
  1. После тщательного выполнения всех необходимых предварительных работ можно приступать к непосредственной сварке. Соединительные операции следует проводить в умеренном темпе. Это очень важно для равномерного прогрева заготовок и создания качественного шва.
  2. Подача электрода должна проводится непосредственно на начало сварочной ванны, желательно придерживаясь угла в 15 градусов. Чтобы готовый шов получился равномерным и качественным, прикосновения электрода должны быть мягкие и легкие. При этом шов должен получиться немного ребристым.

Перед выполнением сложных работ по сварки алюминиевых изделий следует получить необходимые навыки.

Для этого можно потренироваться на старых ненужных деталях, посмотреть обучающие видео и проконсультироваться у опытных специалистов.

Специалисты, опираясь на собственный опыт, могут указать на некоторые особенности работ, которые невозможно узнать в специальной литературе, а также могут указать на сделанные ошибки во время тренировки.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/spravochnik/svarka/svarka-aljuminija-elektrodom.html

Советы по сварке алюминия электродами

[Сварка алюминия электродами] требует соблюдений особых условий.

При этом важно не только правильно провести сам процесс сварки электродами, но и выбрать подходящие электроды.

Цена на эту услугу не является слишком высокой, однако многие делают выбор в пользу самостоятельной сварки электродами, в домашних условиях.

Если вы никогда ранее не занимались сваркой алюминия своими руками, то перед началом работ следует узнать, как происходит этот процесс, а также правила, которым нужно следовать, чтобы сварка алюминия была проведена правильно.

Особенности процесса

Сварка, даже в домашних условиях, должна происходить при соблюдении техники безопасности.

Очень важно, например, провести изоляцию проводов перед началом работ, чтобы избежать риска удара током.

Защититься от тока вам также помогут сапоги из резины – можно надеть их перед началом процесса.

Чтобы защитить себя от ожогов, вам понадобятся специальные перчатки и маска, предназначенные для сварки. Цена на защитное оборудование не так уж высока, и проводить без него работу запрещается.

Процесс своими руками может проводиться только в том помещении, где отсутствуют легко воспламеняемые предметы. Это относится не только к мебели, но и, например, к деревянным полам.

Во время работы рядом нужно держать огнетушитель или хотя бы емкость с водой, чтобы быстро нейтрализовать непредвиденную ситуацию.

Лучше всего заниматься работой с алюминием на открытом воздухе, но, если это невозможно, то перед ее началом, помещение, где будет происходить работа с инвертором, обязательно нужно проветрить.

Это нужно, поскольку в процессе работы в воздухе будут образовываться газовые соединения, опасные для человека.

Источник: https://varimtutru.com/kak-svarivat-alyuminiy-elektrodom/

Как сварить алюминий

Особенности работы с алюминием

Довольно часто на стройках, промышленных предприятиях, в быту необходима сварка алюминия. Технология сварки алюминия и его сплавов гораздо сложнее технологии соединения иных цветных металлов, поэтому стоит заранее внимательно изучить все возможные способы соединения.

Многих интересует, какие существуют методы сварки алюминия, в чем заключаются особенности сварки алюминия и его сплавов, как проходит подготовка алюминия к сварке, что представляет собой сварка алюминия в домашних условиях.

С ответами на подобные вопросы, а также полезными рекомендациями вы можете ознакомиться в этой статье.

Где применяется алюминий

Благодаря хорошей электро- и теплопроводности этот металл популярен при изготовлении электротехники и теплового оборудования. Так как алюминий мало подвержен коррозии, то алюминиевые конструкции  просто незаменимы в строительстве.

Используют этот металл и в пищевой промышленности – в качестве посуды, столовых приборов, упаковки, фольги для запекания.

Наиболее широко алюминий и его сплавы представлены в авиа- и судостроении.

Поскольку этот металл довольно легкий, из него изготавливают корпусы транспортных средств, надстройки на палубу и прочие детали. Алюминий быстро возгорается, и его активно используют для производства взрывчатых веществ. Также металл входит в состав твердого топлива для ракет.

Кроме того, из него изготавливают архитектурные элементы, скульптуры, барельефы; фурнитуру для одежды и мебели; корпусы для всевозможной техники; и многое другое.

Подготавливаем металл к свариванию

Подготовка алюминия к сварке состоит из ряда манипуляций. Среди них:

  • Тщательная очистка. Перед тем как приварить алюминий к любому металлу, все поверхности следует отчистить от масляных и жирных пятен, пыли. Это можно сделать с помощью растворителей.
  • Обработка кромок. Алюминий в листах толщиной до 1, 5 мм проходит отбортовку торцов. В деталях толщиной более 20 мм, свариваемых электродами, выполняют разделку кромок. Если сварка производится неплавящимся электродом или присадочной проволокой, а толщина детали превышает 4 мм, также проводят разделку кромок.
  • Удаление оксидной пленки. Перед сваркой алюминия в домашних условиях газовой горелкой кромки обрабатывают бензином либо каустической содой. Последнюю обязательно смывают водой. Ликвидировать пленку также можно напильником или стальной щеткой.
  • Проверка целостности металла. Для этого его поверхность обрабатывают проникающим составом, который позволяет выявить дефекты и место, подходящее для того, чтобы сформировать шов.

Особенности сваривания алюминия

Сварка алюминия в домашних условиях должна начинаться с подробного изучения свойств материала. Без этого металла не обойтись во многих сферах жизни, однако сварка и пайка сопряжены с некоторыми трудностями.Чтобы соединение было прочным и прослужило не одно десятилетие, нужно обратить внимание на особенности сварки алюминия и его сплавов.

  • Окисная пленка, которая находится на металле, плавится при температуре 20440 градусов по Цельсию. Сам же металл плавится при 660 градусах по Цельсию. Эта пленка не позволяет получить качественный шов, поэтому сварочные работы по алюминию должны происходить в среде защитных газов.
  • Довольно трудно формировать сварные ванны, поскольку металл имеет высокую текучесть. Для облегчения работы стоит использовать подкладки, отводящие тепло.
  • Кремний и водород, содержащиеся в алюминии, ухудшают качество шва: при малейшем нарушении технологии могут возникнуть такие дефекты, как поры и трещины.
  • Сваривание алюминия газовой горелкой должно проводиться при высоких значениях тока, поскольку он имеет высокую теплопроводность.
  • Сварка алюминиевых сплавов сложна тем, что не всегда удается точно определить их марку и выбрать соответствующий режим.
  • При застывании металл усаживается, что ведет к деформации деталей.

Чтобы разрушить прочную оксидную пленку, сварка алюминия постоянным током должна проводиться на обратной полярности. Только в этом случае можно достичь катодного распыления, необходимого для уничтожения тугоплавкой пленки.

Автоматическая сварка алюминия при помощи плазмы позволяет добиться более качественных результатов, которые не может гарантировать сваривание алюминия газовой горелкой. Присадка в этом случае производится проволокой, а дуга образована ионизированным газом.

С помощью плазматрона возможна как сварка алюминия дома,так и соединение алюминиевых поверхностей на СТО, в монтажном цехе, на строительной площадке и т.д.

Технология сварки алюминиевых сплавов плазмой позволяет присоединять к алюминию тонкие детали (не толще 0,2 – 1,5 мм), при этом вероятность прожога шва минимальна.

Технология сварки

Сварку алюминиевых конструкций можно проводить разными способами:

  • При помощи вольфрамовых электродов в среде инертных газов;
  • Полуавтоматической сваркой в инертных газах;
  • С помощью покрытых плавящихся электродов;
  • Методом контактной сварки.

Для сваривания ответственных участков используют аргонодуговой способ. Технология сварки алюминия и его сплавов при помощи тугоплавких вольфрамовых электродов предполагает, что присадочная проволока будет перемещаться только вдоль шва, перед электродом. Длина дуги должна быть минимальной, а подача проволоки – плавной.

Для сварки по алюминию следует использовать максимальную скорость, иначе соединение будет иметь дефекты. Как правило, сваривают во всех положениях. Масса аргона гораздо больше, чем у воздуха, поэтому лучшее качество шва будет у горизонтальных соединений.

Для сварки алюминия в потолочном и вертикальном положениях лучше смешать аргон с гелием.

Обычно сварка алюминиевых радиаторов и других конструкций проходит с помощью полуавтомата тогда, когда они толще 3-х мм. Для сварки алюминия полуавтоматом используется алюминиевая проволока. Она подается в автоматическом режиме, а газовая горелка перемещается вручную. Инертный газ, поступающий во время работы, служит для защиты алюминиевых деталей от окисления.

Режимы сварки алюминия подбираются в зависимости от толщины деталей и электродов, а также силы тока. Перед тем, как сварить алюминий, убедитесь, что ток – обратной полярности, наконечник имеет диаметр больший, чем проволока, а подающий проволоку механизм снабжен четырьмя роликами.

Такие меры обеспечат целостность оксидной пленки и нормальный вылет проволоки из сопла, без излишнего трения и сминания.

Сварка алюминия электродом в домашних условиях производится тогда, когда толщина деталей превышает 4 мм, а использовать громоздкое профессиональное оборудование нет возможности.

Сварка алюминия и его сплавов таким образом требует предварительного нагрева поверхностей: если они средней толщины, то до 250°С, если большой толщины, то до 400°С. Если толщина деталей превышает 20 мм, то нужно заранее выполнить разделку кромок.

Как правило, сварка алюминия своими руками при помощи электрода производится электродами ОЗАНА и УАНА.

Обратите внимание, что этот способ имеет ряд недостатков: металл в процессе разбрызгивается, шлак тяжело счищается с поверхностей, шов получается пористый и в результате недостаточно прочный. Поэтому дуговая сварка алюминия электродом применяется относительно редко.

Контактная сварка алюминия может быть:

  • точечной,
  • стыковой,
  • шовной.

сварка алюминия при помощи машины контактной точечной сварки

Точечная сварка алюминия сложна тем, что сварщику необходимо перемещать электрод на высокой скорости, чтобы обеспечить равномерное давление на материал.

Точечная сварка алюминия может проводиться электродами, выполненными из меди и ее сплавов.

Как и материал свариваемой поверхности, они достаточно прочные и отлично проводят электричество, поэтому такая сварка задействует аккумулированную энергию.

Использование стыкового метода позволяет оплавлять металл равномерно. Величина тока при этом должна составлять примерно 15 тысяч А на 1 сантиметр сечения детали.

Шовный способ целесообразен тогда, если машина имеет большую мощность и оснащена ионными прерывателями.

Соединение алюминия и железа

Если соединение между собой алюминиевых деталей не вызывает вопросов, то многие начинающие сварщики задаются вопросом – можно ли приварить алюминий к железной поверхности? Ведь сплавы алюминия с железом, где последнего содержится более 12 %, имеют низкую степень ковкости, а показатели теплоемкости, теплопроводимости и теплового расширения у этих металлов настолько различны, что при сварке трудно избежать термических напряжений.

Приварить алюминий к железу можно двумя способами:

  • Используя биметаллические переходные вставки, состоящие из железа и алюминия. Соединение при этом формируется дуговой сваркой. Железная сторона вставки приваривается к железной детали, алюминиевая – к детали алюминиевой.

биметаллическая пластина

  • Покрыв поверхность железной детали металлом, который совместим с алюминием. Для этой цели отлично подойдет цинк. Сваривать стоит также дуговым способом.

Как сварить алюминий и нержавеющую сталь

Сварка алюминия и нержавейки необходима прежде всего при монтаже сложного промышленного оборудования, которое эксплуатируется в агрессивной среде, поэтому высокие требования к качеству сварного шва вполне обоснованы. Сварка алюминия со сталью может быть проведена как с помощью биметаллических вставок, так и благодаря покрытию деталей разнородными материалами.

В первом случае сварка алюминия постоянным током должна начаться с алюминиевых поверхностей, чтобы обеспечить существенный отвод тепла при соединении стальных поверхностей. Вставка из стали и алюминия не должна быть перегрета в процессе, иначе интерметаллическое соединение в ней станет хрупким и ненадежным.

Электросварка может проводиться в случае, если сталь будет покрыта тонким слоем алюминия. После того, как будет нанесено покрытие, сталь можно приваривать к алюминию дуговой сваркой.

В процессе обязательно следите за тем, чтобы дуга не соприкасалась со стальной поверхностью. Сварка алюминиевых сплавов со сталью может быть проведена и в случае, если сталь будет покрыта серебряным припоем.

Сваривать нужно присадочным сплавом из алюминия, не нарушая целостность слоя, образованного серебряным припоем.

Сварка алюминия и меди

Сварка меди и алюминия широко распространена в электропромышленности (соединение проводов) и холодильной промышленности (сварка труб). С помощь плавления соединять эти металлы проблематично: чем выше содержание меди в сварном шве, тем более хрупким и склонным к образованию трещин он будет. Сварка алюминия с медью обычно проводится двумя способами:

  • “Замковое” соединение. На алюминиевую поверхность приваривается медная накладка. Затем производится наплавка, соединяющая все сварные швы.
  • Сварка при помощи графитовых электродов. Сила сварного тока при этом должна находиться в пределах 500 – 550 А, длина дуги – не превышать 20-25 мм при напряжении 50-60 В.

Сварка меди и алюминия может проводиться как электродуговым способом,так и аргонодуговым, и газовым. Не менее распространено холодное сваривание.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5bf3137cd8320000adc8b015/5dc318d197b5d469e09d06ec

Как выполняется сварка алюминия, какие существуют методы

Особенности работы с алюминием

Если начинающий сварщик может отрабатывать свои навыки и умения на сварке черных металлов, то работа с алюминием не терпит дилетантства. Надо отметить, что технологии не стоят на месте, и специалисты разрабатывают новые и перспективные способы работы с цветными металлами, однако характерные свойства алюминия все же накладывают определенные требования на сварочный процесс.

Каждый знает, что алюминий, как и его сплавы, имеют относительно малый удельный вес, обладают высокой теплопроводностью, низким удельным сопротивлением. Тем не менее, металл достаточно устойчив к механическим нагрузкам. Именно эти свойства делают алюминийсодержащие материалы востребованными на производстве.

Сложности процесса

Прежде чем переходить к непосредственному описанию процесса, необходимо рассмотреть, какие именно особенности металла считаются уникальными, так как основная задача сварщика – повысить и без того низкую свариваемость алюминия.

Алюминий достаточно активен, особенно это касается химических реакций с кислородом. В результате окисления на поверхности, даже после обработки, достаточно быстро появляется окисная пленка. Она по физическим свойствам отличается от основного металла.

Температура плавления пленки из оксида алюминия составляет 2044°C градуса, в то время как сам металл плавится уже при 660°C градусах.

Расплавленный алюминий после сварки начинает кристаллизоваться, при этом капли, покрытые снаружи оксидной пленкой, образуют ячеистую структуру. Сварной шов не получается сплошным, а это ведет к образованию свищей и пор.

Дефекты шва негативно сказываются на его прочности и герметичности. Чтобы пресечь взаимодействие алюминия с кислородом, околошовную зону защищают от атмосферного воздуха. Обычно для подобных целей используется аргон.

В силу сваей инертности, он не взаимодействует с металлом, а также вытесняет кислород, так как инертный газ тяжелее воздуха.

Несмотря на высокую теплопроводность, расплавленный алюминий не успевает отводить тепло в окружающую среду. Повышенная текучесть существенно осложняет процесс формирования шва.

Необходимо дополнительно использовать различные теплоотводящие подкладки.

Если применять различные средства, обеспечивающие интенсивное охлаждение, то резкий перепад температур может стать причиной возникновения мелких трещин.

Еще одной проблемой является растворенный в жидком металле водород. Он в виде пузырьков поднимается на поверхность ванны, но наружу выходит не весь. В застывшем металле могут образовываться поры или скопления пор. Наличие кремния в сплаве способствует образованию трещин при кристаллизации.

При нагревании алюминиевая заготовка увеличивается в размерах. тепловое расширение присуще каждому металлу, однако у алюминия высокий коэффициент линейного расширения. Тем не менее, на качество сварки влияет не столько расширение металла, сколько его усадка при кристаллизации ванны. Сварочный шов может подвергаться серьезным деформациям.

Высокая теплопроводность алюминия сказывается и на параметрах сварки. Чтобы достичь нужной температуры дуги приходится увеличивать силу тока. Отметим, что сварка черных металлов производится при более низких значениях сварного тока, несмотря на то, что их температура плавления выше, чем у алюминия.

Наконец, последняя сложность, препятствующая проведению работ в домашних условиях, состоит в том, что без специальных средств и материалов практически невозможно определить состав сплава, из которого изготовлены детали.

Методы

Напомним, что сварка металлов может осуществляться различными методами. Их отличия основываются на разнице в технологии, расходных материалах и вспомогательных средств. Имеющие опыт мастера могут воспользоваться одним из методов для сварки алюминия. Забегая вперед, отметим, что каждый из методов требует общих знаний технологии и определенного опыта.

  • Сварка алюминия аргоном TIG. Имеется в виду аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа – аргона. В международной классификации данный режим сварки обозначается, как TIG.
  • Полуавтоматическая сварка MIG. Используются защитные газы, присадочный материал в виде проволоки подается специальным механизмом. Инверторы, ведущие сварку в режиме MIG, называют полуавтоматами за наличие такого механизма.
  • Ручная дуговая сварка MMA. Такая сварка ведется покрытыми плавящимися электродами.

При выборе любого из перечисленных методов задача сварщика сведется к разрушению и дальнейшему препятствованию образования оксидной пленки. Именно с этой целью оборудование настраивается для ведения сварки постоянным током с обратной полярностью.

Обратная полярность предусмотрена для сварки любых цветных металлов, чувствительных к перегреву. Эффект катодного распыления, возникающий при бомбардировке электрода ионами, эффективно удаляет образовавшуюся оксидную пленку. Вот почему сваривать алюминиевые детали током прямой полярности не просто нежелательно, а невозможно.

Подготовка поверхностей

Технология подготовки поверхностей алюминиевых изделий может несколько отличаться, в зависимости от условий проведения работ. Тем не менее, несмотря на отличия, требования к состоянию кромок, зазоров и поверхностей вполне определены ГОСТ. Подготовительные работы можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе происходит очистка поверхностей от грязи, пыли, масляных и жировых отложений. Полезно обезжирить поверхности бензином, растворителем, ацетоном или уайт-спиритом. Неотъемлемым этапом является разделка кромок.

Особенно актуален процесс разделки, когда толщина деталей превышает 4 мм (20 мм для ручной дуговой сварки). В противном случае нельзя гарантировать проплавление металла по всей толщине, поэтому шов будет некачественным.

Но даже при работе с тонким листовым металлом кромки приходится подготавливать, производят их отбортовку.

Перед непосредственной сваркой оксидную пленку нужно удалить, что производится механическим способом. В качестве инструмента подойдет напильник, наждачная бумага или металлическая щетка.

Окисляется алюминий быстро, поэтому данную процедуру бессмысленно проводить задолго до начала работ. Предусмотрен и химический способ борьбы с окислом. Поверхность протирается каустической содой.

Но после обработки придется деталь промыть водой и высушить.

Ручная дуговая сварка

В некоторых случаях к соединению алюминиевых деталей не предъявляются жесткие требования прочности и надежности. Примером может служить применение алюминия в качестве декора. В подобной ситуации можно использовать сварку MMA.

В домашних мастерских данный способ весьма применим, однако он имеет ряд недостатков. При попытке сваривания деталей, толщина которых не превышает 4 мм, могут образовываться сквозные прожоги.

Шов получится не очень прочным, а внутренняя структура будет содержать множество пор. В процессе сварки будет происходить интенсивное разбрызгивание металла, что существенно скажется на эстетичности шва. Образовавшийся шлак сложно снять с поверхности.

Через некоторое время он станет центром образования коррозии.

Покрытыми электродами в режиме MMA можно сваривать не только чистый алюминий, но и его сплавы. Популярные марки электродов – ОЗА-1 и ОЗА-2, а также пришедшие им на смену УАНА и ОЗАНА

Электроды ОЗАНА-1 используются при сварке чистого металла, а ОЗАНА-2 больше подходит для сплава алюминия и кремния. Инвертор для сварки алюминия должен быть функциональным и позволять работать на постоянном токе с обратной полярностью.

Разработаны специальные таблицы значений сварного тока для каждого металла. В данном случае можно примерно оценить его значение по следующему правилу: толщину листа, выраженную в миллиметрах, необходимо умножить на 25.

Полученное значение указывает номинальный ток в амперах.

Для эффективной сварки толстых заготовок часто применяют предварительный разогрев, который выполняется газовой горелкой. Локальный прогрев может осуществляться до разной температуры, которая зависит от толщины заготовки. При локальном разогреве допускается последующее медленное охлаждение. Разделение шва на зоны позволяет исключить возникновение деформаций и трещин в металле.

В целях экономии расходных материалов рекомендуется производить сварку электродов с повышенной скоростью. Кроме того, замедление в формировании шва чревато прожогом металла насквозь.

Важно при ведении сварки одним электродом обеспечить непрерывность процесса. Если электрод отвести в сторону, то кратер шва в этом месте покроется шлаком, и снова разжечь дугу будет проблематично.

Направление ведения электрода совпадает с направлением шва. Поперечных колебаний быть не должно.

После окончания сварки следует удалить шлак. Шов промывается горячей водой и зачищается металлической щеткой. Даже малейшие частицы шлака могут стать очагами коррозии. Еще раз напомним, что подобная технология сварки алюминия применима только в домашних условиях, если к прочности соединения не предъявляется особых требований.

Аргонодуговая

Сварка алюминия в среде аргона, хоть и не считается самой простой, зато является наиболее распространенной. В результате качественно выполненных работ можно получить соединения с высокой степенью прочности.

Неплавящийся вольфрамовый электрод относится к расходным материалам, как и присадочные прутки. Диаметр электрода варьируется от 1,6 до 5 мм. Диаметр прутков составляет 1,6-4 мм.

Аргон выступает в качестве защитного газа и подается в зону сварки через специальные сопла горелки.

Для эффективного разрушения окисла на поверхности металла сварку производят переменным током. Остальные параметры сварочного процесса необходимо выбирать из специально разработанных таблиц.

В них указаны значения скорости подачи газа, диаметра прутка, диаметра электрода, силы тока.

Самостоятельно определить параметры сложно, так как они зависят от типа сплава, способа соединения и обработки кромок, а также от толщины заготовки.

В принципе, сварка аргоном доступна и в домашних условиях, но для этого необходимо иметь соответствующее оборудование, а также нужные расходные материалы. Но опыт придется нарабатывать методом проб и ошибок. Полезно запомнить ряд общих правил и придерживаться их.

  • Вольфрамовый электрод удерживается так, чтобы между ним и поверхностью металла образовывался угол 70-80° градусов.
  • Присадочный пруток подносится к электроду под углом 90° градусов.
  • Зазор между электродом и поверхностью, то есть, длина дуги составляет 1,5-2,5 мм.
  • Вдоль шва при его формировании пруток продвигается с незначительным опережением, а затем движется горелка. Выполнение данного правила обеспечивает более эффективную защиту аргоном.
  • Движения прутка играют важную роль. Их желательно изучить на видео, прежде чем впервые начинать процесс. Манипуляции сварщика напоминают движение кисти художника.
  • В качестве теплоотводящей подкладки лучше всего использовать стальную или медную пластину.
  • Газ начинают подавать до розжига дуги, а заканчивают через несколько секунд после ее обрыва.

Скорость истечения газа и скорость подачи проволоки являются определяющими параметрами. От них зависит не только себестоимость процесса, но и качество шва. Высокая скорость газа только ухудшает защиту. В зону ванны будет поступать воздух и содержащийся в нем кислород. В то же время малое количество газа не может обеспечить требуемую защиту.

Полуавтоматическая

Принцип работы полуавтоматической сварки схож с принципом аргонодуговой сварки. Роль защитного газа может выполнять любой другой инертный газ. В зависимости от применяемого газа различают MIG и MAG сварку. Расходным материалом служит проволока, которая подается с помощью специального механизма. Но при работе с алюминием не эти детали являются отличительными.

Некоторые полуавтоматические инверторы способны работать в импульсном режиме. Благодаря всплеску напряжения материал присадки с усилием «вбивается» в сварочную ванну. В результате такой точечной сварки получаются аккуратные и надежные соединения.

К сожалению, оборудование с возможностью импульсной сварки стоит очень дорого, поэтому в домашнем хозяйстве крайне редко встречается.

Обычные полуавтоматические инверторы тоже могут вести сварку алюминия, только присадка добавляется сплошным слоем. По надежности такие швы существенно уступают точечным швам и швам, полученным при помощи неплавящегося вольфрамового электрода. К особенностям МИГ-сварки можно отнести такие закономерности:

  • Сварка осуществляется постоянным током при обратной полярности.
  • Рукав, по которому подается мягкая проволока, не должен иметь петель.
  • Необходимо использовать специальные наконечники подающего устройства, маркированные индексом «AL» и предназначенные для алюминия, во избежание застревания проволоки вследствие ее теплового расширения.
  • Скорость подачи алюминиевой проволоки должна быть больше, чем стальной.

Такие методы сварки алюминия, как холодная сварка под давлением и контактная сварка, не были рассмотрены по той причине, что встречаются они очень редко, так как технология работ сложна и подразумевает наличие дорогостоящего оборудования.

Источник: https://svarkoy.ru/teoriya/svarka-alyuminiya.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.