Технологія зварювання алюмінію: аргоном, дкговая, полуавтоматом, електродами, сплави, труби

Зварювання алюмінію і його сплавів — це трудомістка і технологічно складна операція, яка потребує наявності певних знань і умінь. Високі показники електро- і теплопровідності, невелика вага і відмінні механічні властивості алюмінію роблять його одним з найпопулярніших матеріалів в багатьох областях діяльності людини.

Зварювання алюмінію із застосуванням вольфрамових електродів сама економічна, так як вимагає мало витратних матеріалів.

Незважаючи на всі переваги, алюміній дуже важко зварюється. Уміння якісно варити алюміній — це те, що відрізняє досвідченого зварювальника від новачка. Тому далі будуть розглянуті основні методи і технологія зварювання алюмінію.

Особливості зварювання алюмінію і його сплавів

Схема аргоновой зварювання алюмінію.

Трудносваріваемость алюмінію обумовлена ​​низкою його властивостей:

  1. На поверхні алюмінієвих виробів завжди присутній окісна плівка Al2O3, яка має температуру плавлення близько 2040 ° C, в той час як плавлення самого металу здійснюється при температурі 660 ° C.
  2. Велика вологотекучість матеріалу ускладнює управління зварювальної ванній і призводить до необхідності використання тепловідвідних підкладок.
  3. Легка окислюваність алюмінію призводить до утворення тугоплавкої плівки на краплях розплавленого металу, що ускладнює їх з’єднання в єдиний шов. Щоб уникнути виникнення плівки, необхідно організувати надійний захист зварювальної зони від надходження до неї повітря.
  4. Велика усадка матеріалу призводить до деформації зварного шва після його охолодження і затвердіння.
  5. Схильність до виникнення кристалізаційних пір і тріщин у шві призводить до зменшення його механічних характеристик.
  6. Висока теплопровідність алюмінію викликає необхідність використання великого значення робочого струму. Воно повинно бути в 1,5-2 рази більше за струм для зварювання сталевих виробів.

Як проводиться зварювання різних металів.

Різновиди електродів для зварювання чавуну.

Способи зварювання алюмінієвих виробів

Таблиця вибору дроту для зварювання алюмінію.

Варити алюміній і його сплави можна різними методами, серед яких найпопулярнішими є такі:

  1. Автоматичне дугове зварювання, при якій можна застосовувати флюс. При виборі флюсу особливу увагу слід приділяти його складу, тому що при зварюванні алюмінію флюс повинен бути виготовлений з хімічно чистих елементів.
  2. Аргонодуговая зварювання вольфрамовим електродом. Основною перевагою даного способу є те, що він не вимагає використання флюсу.
  3. Контактна стикова зварка із застосуванням спеціальних машин, які дозволяють домогтися безперервного плавлення зварюваного матеріалу.
  4. Точкова зварка.
  5. Шовна зварювання, яку можна використовувати тільки в тому випадку, якщо в наявності є досить потужне обладнання з іонними переривниками.

Електроди для зварювання алюмінію і його сплавів

Схема газового зварювання алюмінію.

Електродугове зварювання алюмінію здійснюється за допомогою різних схем:

  • TIG — технологія зварювання, що припускає використання неплавкого електрода, присадочного матеріалу і газоподібного флюсу;
  • MIG — спосіб, що відрізняється від першого автоматичною подачею дроту;
  • ММА — варіант, при якому застосовуються плавкі електроди, оточені оболонкою-флюсом.

При TIG-технології застосовуються вольфрамові електроди, які здатні витримати температуру більше 3000 ° C. При цьому самі електроди практично не витрачаються, так як вони беруть участь тільки в процесі генерації електричної дуги. Присадним матеріалом в цьому випадку є алюмінієвий дріт. Рекомендовані режими зварювання алюмінію і його сплавів вольфрамовими електродами представлені в таблиці.

Товщина алюмінію, мм Діаметр електрода, мм Значення зварювального струму, А
вольфрамового електрода присадки в аргоні в гелії
1-2 1,6-2,0 1-2 50-70 30-40
3-4 2,0-3,0 2-3 100-130 60-90
4-6 3,0-4,0 3 160-180 110-130
6-10 5,0 3-4 220-300 160-240
11-15 6,0 4 280-360 220-300

Крім вольфрамових стрижнів існують ще й вугільні електроди. Зварювання алюмінію такими електродами — це особлива технологія, при якій замість вольфрамового стержня застосовуються електроди з вуглецю.

Такий процес використовується при необхідності зварювання алюмінієвих деталей товщиною від 5 до 10 мм, а також при заварюванні різних дефектів в литих конструкціях. В даному випадку порошкоподібний флюс наноситься на зварюються кромки і присадку. Діаметр вугільних стрижнів коливається в межах 2-18 мм. При цьому їх довжина може становити 70 см. Це пояснюється тим, що вугілля, на відміну від графіту, під час зварювання досить сильно витрачається.

Плавкі електроди застосовуються при стикуванні алюмінієвих деталей з товщиною кромки не менше 4 мм. Причому плавким стрижнем можна заварити тільки стикувальний шов. Таврове з’єднання або зварювання внахлест таким електродом вийде. Оптимальним варіантом плавких електродів є серія ОЗАНА. За допомогою таких елементів можна отримати високу механічну міцність зварювальної зони, одночасно гарантуючи невелику ймовірність виникнення в стику корозійних процесів.

Зварювання алюмінію за допомогою електродів

Зварювання алюмінію і його сплавів в першу чергу має на увазі підготовку металу до процесу зварювання. Підготовка включає профілювання крайок, що зварюються, а також видалення поверхневих забруднень і оксидів. Видалення і знежирення здійснюється за допомогою органічних розчинників або спеціальних лужних ванн.

Як розчинники використовують уайт-спірит, розчинники РС-1 і РС-2, технічний ацетон. Знежирення алюмінієвих виробів можна здійснювати в спеціальному водному розчині. Видалення поверхневої плівки є однією з найпотрібніших робіт при підготовці матеріалу до зварювання. Окисну плівку можна видалити за допомогою металевих щіток. Після відповідної обробки крайки необхідно ще раз знежирити розчинником. Після процедури зачистки деталь перед зварюванням можна зберігати не більше 3 годин.

Таблиця режимів зварювання алюмінію.

При більш широких масштабах виробництва поверхні деталей піддають травленню за такою технологією:

  • знежирення в розчиннику;
  • травлення в ванні з водного розчину — 45-50 г / л Наона (температура ванни повинна бути близько 65 ° C, час травлення — 60-120 с);
  • промивка в проточній воді температурою близько 70 ° C, після чого здійснюється промивка в холодній воді;
  • освітлення в 30% -ному водному розчині HNO3 протягом 60-120 с;
  • промивка в холодній проточній воді, після чого промивання в гарячій воді температурою 65-75 ° C;
  • просушування гарячим повітрям (близько 75 ° C).

Після проведення підготовчих робіт можна приступати безпосередньо до зварювання. Її виробляють на постійному струмі зворотної полярності. Зварювальний струм повинен бути такої величини, щоб на 1 мм алюмінію припадало — 25-30 А.

Щоб отримати зварний шов високої якості, метал підігрівають до температури 300-400 ° C. Підігрів та подальше охолодження алюмінію дозволяє виключити можливість виникнення кристалізаційних тріщин і знизити викривлення. Для зварювання великих деталей можна використовувати локальний підігрів зварювальної зони. Відразу після закінчення робіт шов необхідно промити гарячою водою і обробити металевою щіткою.

Сварка алюмінієвих заготовок — процес, що вимагає наявності деякого досвіду в проведенні подібних робіт. При точному дотриманні всіх інструкцій і рекомендацій можна домогтися гарного результату.

Ссылка на основную публикацию