Андрей Смирнов
Время чтения: ~10 мин.
Просмотров: 0

Виды электродов по алюминию и тонкости выбора

Подготовка алюминия перед сваркой

Перед сваркой (не важно, домашней или профессиональной) нужно тщательно подготовить металл. Мы расскажем вам все основные этапы

Итак, подготовка алюминия к сварке:

Для начала нужно как следует очистить поверхность алюминия и присадочную проволоку от грязи или других загрязнений. Даже если вам кажется, что деталь и проволока абсолютно чистые, все равно пройдитесь по ним тряпкой. Затем нужно обезжирить металл, для этого можно использовать любой растворитель (например, ацетон).
К подготовительным работам также относят разделку кромок. Разделку выполняют только в том случае, если есть необходимость. Мы рекомендуем проводить раздел кромок, если деталь толще 5 мм и при сварке не используются покрытые стержни, а так же если толщина более 20 мм и стержни используются.
Не забывайте про окисную пленку. Ее можно удалить непосредственно перед сваркой (не полностью, конечно, но остатков будет немного). Для этого используйте напильник или щетку со щетинами из стали. Счистите пленку с кромок и можете приступать к работе. Когда выполняется сварка алюминия в домашних условиях многие мастера используют бензин или соду для удаления пленки

Это не самый эффективный способ, но если вы все же используете его, то промойте кромки водой после такой обработки.
Зачистка алюминия относится к работам, которые нужно выполнить уж после сварки, но мы уделим этому внимание. Полученный сварочный шов нужно зачистить жесткой металлической щеткой, удалив остатки застывших алюминиевых капель и шлака.

Особенности сварки алюминия

Технология сварки алюминия и его сплавов учитывает все особенности металла. Об этом знают все опытные мастера, но новички часто даже не догадываются, какие сложности могут возникнуть при сварке алюминия и стали. Давайте остановимся на этом подробнее.

Первая и, пожалуй, самая главная сложность сварки алюминиевых сплавов с применением высоких температур — окисная пленка. Окисная пленка образуется на поверхности металла и плавится при температуре вдвое больше температуры плавления самого алюминия. Из-за этого не удается как следует наплавить металл и сформировать шов.

Даже если металл все же расплавился, он мгновенно покрывается окисной пленкой, покрывающей всю сварочную зону. К счастью, от этой проблемы можно избавиться, продумав все заранее. Сварка меди и алюминия требует использования защитных газов, например, аргона. Газ защищает сварочную зону от образования окиси и позволяет легче сформировать шов.

Вторая особенность — избыточная текучесть алюминия при плавлении. При нагреве металл буквально растекается, не позволяя сформировать сварочную ванну. Мы рекомендуем использовать в своей работе теплоотводящие подкладки, чтобы избавиться от этого недостатка.

Не стоит забывать, что в составе алюминия в большом количестве содержится водород. При остывании шва он стремится наружу, образуя трещины и поры в соединении. В целом, даже самый качественный шов при охлаждении может стать бракованным. Это связано с повышенным коэффициентом линейного расширения алюминия. Металл фактически усаживается (по аналогии с деревом). Шов деформируется и образуются трещины. На картинке ниже вы можете видеть показательный пример.

Соединение алюминия и нержавейки нужно выполнять, установив высокое значение сварочного тока. Выше мы писали, что алюминий обладает повышенной теплопроводностью, соответственно минимальные значения тока он просто пропустит через себя и сварочный процесс пройдет неудачно. Но учтите, что если вы варите нержавейку, то нужно установить силу тока в полтора раза меньшую, чем при сварке алюминия.

Также рекомендуем использовать постоянный ток и установить обратную полярность. Так вы сможете добиться катодного распыления, которое нивелирует негативные особенности окисной пленки. Сваривать алюминий постоянным током, установив прямую полярность, просто не получится.

И последняя особенность, которую нужно учесть, заключается в том, что сварка алюминия (особенно сварка алюминия в домашних условиях) не предполагает знаний о марке металла. Даже на производстве не всегда можно узнать, какая марка алюминия используется при сварке. Поэтому крайне сложно подобрать правильный метод и режим сварки.

Все это часто отталкивает новичков, и они предпочитают вовсе не браться за такую работу. Но не все так сложно, как может показаться на первый взгляд. У любой проблемы есть решение. Далее мы расскажем о методах сварки алюминия, которые учитывают все особенности и позволяют выполнить работу не только качественно, но и быстро.

Сварка алюминия со сталью через биметаллические вставки

Способ
сварки алюминия со сталью путём нанесения металлических покрытий на стальные
кромки технологически достаточно сложен. Поэтому, подобные способы целесообразно
применять в случае сварки мелких изделий. На практике наибольшее распространение
получил способ сварки с
использованием промежуточных вставок из биметалла. Примеры таких соединений
указаны на рисунке:

Биметаллические вставки изготавливаются из крупногабаритных биметаллических
пластин, из углеродистой стали и хромоникелевой, при помощи сварки взрывом.
Впервые такой метод был предложен Раздуем Ф.И. и Ситаловым В.П.

Сварка алюминия аргоном для начинающих

Опытные сварщики рассказывают, что соединение алюминиевых деталей посредством аргона состоит из ряда разноплановых действий. Качество соединения деталей зависит непосредственно от того, насколько согласованными они будут друг с другом.

Процедура сварки предусматривает применение ряда специальных материалов, приборов и узлов. Например, сварочный аппарат для сварки алюминия аргоном включает в себя несколько элементов, каждый из которых перед работой потребуется привести в работоспособное состояние.

Окончательная стоимость работы зависит от того, каким будет расход сопутствующих ресурсов. Постарайтесь экономно расходовать присадочную проволоку и аргон.

Материалы для работы

Аппарат для сварочных работ состоит из следующих частей: баллона с аргоном; источника электропитания; механизма подачи присадочной проволоки. Такая проволока бывает на катушках или бобинах.

На больших производственных предприятиях подобные аппараты подключают к централизованной магистрали, по ней идет инертный газ. Верстаки для монтажа свариваемых деталей делают на основе нержавеющей стали.

Подготовка деталей

Когда вы привели оборудование для сварки алюминия в рабочее состояние, потребуется подготовить детали для сваривания. Это делается так:

  1. С их поверхности удалите жир, грязь или машинное масло с помощью растворителя.
  2. Если толщина деталей составляет 4 мм и больше, нужно разделать кромки.
  3. Согласно техническим условиям и рекомендациям экспертов листовой алюминий с толщиной в 4 мм и больше нужно сваривать исключительно встык. Перед началом работы всегда нужно уточнять такие параметры, как толщина листа и ширина кромки в миллиметрах.
  4. Зачистите кромку на наждачном станке или с помощью напильника. Если деталь сложной формы, то место сваривания нужно зачистить мобильной шлифовальной машинкой. Так или иначе, оксидную пленку обязательно нужно убрать с поверхности.

Ключевое описание процесса сварки

Чтобы работа была выполнена качественно, нужно, как уже говорилось ранее, применять вольфрамовые электроды. Их диаметр при этом должен составлять 1,5−5,5 мм.

Во время процесса обязательно следите за ориентацией электрода относительно рабочей поверхности металла. Держите электрод под углом 80 градусов. А присадочную проволоку по отношению к электроду нужно держать под прямым углом.

Максимальная длина дуги составляет 3 мм. В данном положении расход материалов будет наиболее оптимальным. Во время работы присадочная проволока будет двигаться впереди горелки. Она и вольфрамовый электрод должны передвигаться исключительно вдоль сварочного шва. Нельзя допускать поперечных движений.

Если вы работаете с тонкими алюминиевыми листами, то для подкладки хорошо подойдет лист нержавейки. В этом положении выполняется интенсивный отвод тепла от рабочего места сквозь лист нержавейки, при этом риск прожога сократится. Также сократится и расход энергии, потому что работа будет выполняться оперативно.

Технология сварки алюминия аргоном – пошаговая инструкция

Настройка аппарата для сварки

В качестве примера настройки аппарата можно рассмотреть пример сварки листов толщиной 2 мм. Перед тем как включить источник тока, к нему необходимо подключить защитный газ (аргон) и настроить его подачу. Для этого используют манометр, установленный на баллоне с газом. При сварке в помещении расход аргона должен составлять от 7 до 8 литров в минуту. При выполнении работ на открытом воздухе его придется увеличить. Для сварки листов такой толщины подойдет электрод диаметром от 1,6 до 2,4 мм.

Если в процессе работы на его конце образуется шар правильной формы, то все нормально. Если нет, то необходимо подстроить источник, скорее всего, он выдает недостаточное количество тока. Вылет электрода должен составлять не более 2 мм.

Возбуждение сварочной дуги

Предпочтительным способом зажигания дуги является бесконтактный способ, реализуемый высокочастотным осциллятором. Как уже писали ранее, хорошо заточенный электрод – залог успешного зажигания дуги. При этом его расположение должно быть строго вертикально по отношению к поверхности свариваемых деталей. Дуга возбуждается точно в начале сварочного шва.

В противном случае электрод следует заточить по новой, либо вообще заменить.

Создание сварочной ванны

После успешного возбуждения дуги не нужно торопиться и сразу подавать присадку в зону сварки. Дождитесь  образования так называемой сварочной ванны. Наблюдайте за формированием в зоне прогрева пятна расплавленного алюминия, имеющего зеркальную поверхность.

Главное не перегреть металл, ведь сварочная ванна формируется за нескольно секунд.

Выполнение сварного шва

Итак , мы добились образования сварочной ванны, теперь можно подавать присадку и одновременно перемещать сварочную горелку без колебательных движений.

Аргонодуговая сварка алюминия неплавящимся электродом состоит из следующих повторяющихся циклов:

  1. Образование сварочной ванны;
  2. Наплавка валика, формирование участка шва;
  3. Переход к следующему участку

Угол наклона горелки должен составлять 60-80. Присадочный пруток подается под углом 10-20.

Как мы уже отметили, формирование сварного шва осуществляется ” капля за каплей”. Сварщик должен непрерывно следить за процессом ,чтобы размеры наплавочных валиков были одинаковыми и шов оставался красивым и качественным.

Завершение сварного шва

Не менее важным этапом тиг сварки алюминия является завершение шва, так называемая заварка кратера.

Чтобы при завершении шва “тяжелые “шлаки не оседали в металле “легкого” алюминия используют следующие приемы:

  • уменьшение подачи присадочной проволоки;
  • увеличение скорости перемещения горелки

Процессы продолжаются до тех пор, пока не будет образовываться сварочная ванна.

Контроль сварки и дефекты швов

Способ контроля выбирают в зависимости от степени ответственности сварного шва. Если он носит декоративный характер, то вполне достаточно визуального осмотра. Если он будет работать под нагрузкой, то, вполне возможно, придется использовать другие методы.

При ошибках в технологии, недостаточной квалификации сварщика и в некоторых других случаях, например, недостаточная чистота газа, в сварном шве возникают дефекты. По сути, их описание точно такое, как и в обычной электродуговой сварке, то есть это непровары, подрезы, наплывы и многие другие. Да и устраняют их теми же способами, то есть переделкой и доведения до требований рабочей документации.
Рекомендуем к просмотру:

Необходимое оборудование для сварки

О сущности метода TIG-сварки здесь говорить  не будем, отметим лишь что  tig сварка алюминия  осуществима при наличии:

  • сварочного аппарата;
  • электрода из вольфрама;
  • защитного газа (аргон);
  • присадочной проволоки.

Источник сварочного тока

При аргон сварке алюминия вольфрамовым электродом в среде защитного газа используется переменный ток (АС). Он служит для создания более качественного шва. Давайте посмотрим  как это работает:

  1. При пересечении отметки  зажигается дуга;
  2. При положительном полупериоде происходит разрушение оксидной пленки как основного металла ,так и присадочного прутка;
  3. На отрицательном цикле дуга воздействует на сам алюминий, нагревая его .Происходит охлаждение вольфрамового электрода;
  4. Смена полярности  происходит до 100 раз в секунду при частоте 50 Гц.

На современных  аргонодуговых аппаратах для сварки алюминия как минимум предусмотрены две функции регулировки :

  • регулировка частоты
  • изменение баланс переменного тока

Для выполнения тиг сварки в домашних условиях вполне подходят аппараты для сварки типа Brima TIG или Сварог TECH TIG. Это универсальные источники тока, которые можно использовать в том числе и для других сварочных работ, например, для обработки черных металлов. Они отличаются неприхотливостью, простотой эксплуатации. Позволяют выполнять сварочные работы даже в квартире, разумеется, при соблюдении мер безопасности.

 Вольфрамовые электроды для алюминия

Для соединения алюминия в таких условиях необходимо использовать неплавящиеся электроды из вольфрама, которые изготовлены с применением легирующих добавок.

Электроды различают по типу внесенных в их состав добавок. Это определяет марку электрода для различения их между собой их концы окрашивают в разные цвета. Всего существует несколько типов электродов, которые необходимы для сварки алюминия:

  • WC 20 ( серый);
  • WT 20 ( красный);
  • WL 15 ( желтый)

Обычно электрод перед сваркой остро затачивается  для легкого возбуждения дуги а в  процессе работы он приобретает форму шарика.

Защитные газы

Применяется для защиты сварочной ванны от пагубного воздействия атмосферного кислорода. Самым распространенным является инертный газ аргон (Ar), отсюда и название этого процесса. Его использование обусловлено дешевизной и распространенностью.

Лучшего  проплавление и увеличение скорости сварки добиваются применением гелия, либо смели двух этих газов(Не). О том, как варить алюминий аргоном читайте дальше.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации