Алюминий сварка sprint color

Как правильно варить алюминий аргоном

Есть несколько способов неразъемного соединения этого капризного материала, у каждого есть достоинства и недостатки. Но надежные и эстетичные швы, не требующие дополнительной обработки, создаются только сваркой алюминия аргоном. Успешность работы определяется правильностью выбора оборудования, расходных материалов и знания нюансов метода.

Особенности сварки алюминия аргоном

Выполняя работу нужно учитывать неординарность характеристик этого металла:

Из-за повышенной химической активности поверхность алюминия при контакте с воздухом быстро покрывается оксидной пленкой. Она плавится при температуре более 2000⁰C, а металл — 660⁰C. Если твердые кусочки пленки попадут в шов, его прочность уменьшится.
При сварке алюминия трудно контролировать процесс, так как его цвет не меняется после расплавления.
Материал гигроскопичен, поэтому впитывает атмосферную влагу, которая при нагреве испаряется с поверхности, снижая качество соединения.
Из-за высокого коэффициента линейного расширения место соединения при остывании может деформироваться и растрескаться. Для компенсации усадки сварка аргоном проводится с повышенным расходом проволоки или модифицируют шов.
Если неправильно настроить расход газа при выполнении аргоновой сварки алюминия, он вспенивается при недостатке, а избыток затрудняет сформировать шов.

Необходимое оборудование и материалы

Для работы потребуется аппарат выдающий переменный ток, поскольку сварку алюминия постоянным током аргоновым методом провести не получится. Оптимальным вариантом будет инвертор с режимом тиг и набором опций, позволяющих:

бесконтактно зажигать дугу;
заваривать кратер на конце шва;
регулировать баланс тока;
устанавливать период времени, в течение которого продолжается подача аргона после отключения дуги.

Чтобы снизить расход газа для сварки алюминия нужно обзавестись горелкой с газовой линзой (цангодержателем), внутри которой помещена сетка. При проходе аргона через ячейки улучшается защита места сварки при меньшем расходе. Для установки линз выпускаются сопла нескольких диаметров, чем больше размер, тем надежнее защита.

Сварка проводится универсальным вольфрамовым электродом (AC/DC) любой окраски или специализированным для работы переменным током (AC) зеленого цвета. Конец заостряется, но оставляется притупление. После розжига дуги он станет похожим на каплю. Чтобы вольфрам не перегревался, электрод вставляют в сопло с вылетом 3 — 5 мм. При работе он загрязняется алюминиевыми брызгами, тогда конец снова заостряют.

Так как у алюминия высокая скорость плавления присадочная проволока должна быть диаметром не меньше толщины деталей, чтобы успевать продвигать ее. Она может подаваться вручную или механизмом полуавтомата. Работая с чистым алюминием, чаще всего выбирают проволоку №5356, а со сплавами — №4043, с добавлением кремния.

Для tig сварки алюминия требуется чистый газ аргон с концентрацией 98 — 99%. Поэтому покупать его нужно у надежных продавцов. Редуктор и манометры лучше выбрать импортные, поскольку они позволяют точнее настраивать расход, чем отечественные модели.

Настройка аргонового аппарата

Сначала настраивается расход газа в диапазоне 6 — 12 л/мин по манометру, который ближе к шлангу. Работая в помещении, значение устанавливается в 1,5 раза меньше чем на улице. Завышенный расход создает турбулентные завихрения, которые газ смешивают с воздухом, снижая тем самым надежность защиты зоны сварки.

В зависимости от толщины заготовок настройку аппарата для сварки аргоном по току проводят по таблице:

Толщина металла, мм

Величина тока, А

Диаметр электрода из вольфрама, мм

Для алюминия устанавливается полярность 50/50. Однако при работе с чистым металлом для получения тонкого шва и меньшего разогрева электрода регулятор баланса тока сдвигают в сторону отрицательных значений. Для сплавов лучше пользоваться положительным диапазоном, но не увлекаясь. Переменный ток с большой положительной полуволной губителен для электрода.

Время затухания дуги при заваривании кратера, в зависимости от толщины заготовок устанавливается 2 — 4 секунды. Продолжительность подачи аргона после завершения сварки 3 — 5 секунд.

Подготовка деталей к сварке

Прежде чем начинать сваривать детали их очищают от грязи и жира любым растворителем. Оксидную пленку удаляют щеткой с металлическим ворсом или напильником. Использование абразивного инструмента нежелательно. Крупинки, оставшиеся в царапинах, попадут внутрь шва, что не лучшим образом скажется на его качестве. С кромок толстого алюминия (больше 4 мм) снимают фаски под углом 45 — 65⁰.

Для удаления влаги заготовки подогреваются до 150⁰C. Для снижения риска прожога тонкого металла до нуля под заготовки подкладывают стальные или медные пластины. Они улучшают отвод тепла, что позволяет ускорить процесс, за счет чего экономится энергия и газ. Сварку в среде аргона проводят сразу после подготовки, чтобы алюминий не успел окислиться.

Процесс сварки алюминия аргоном: пошаговая инструкция

Главным для начинающих, осваивающих эту технологию, является строгое выполнение несложных правил:

Для создания ровного шва заготовки предварительно прихватываются с обеих сторон.
Присадочную проволоку подают после появления сварочной ванны. Важно не промедлить, чтобы не прожечь в металле дырку.
При сваривании алюминия аргоном длину дуги выдерживают на уровне 3 мм.
Электрод располагают под углом 80⁰, а проволоку перпендикулярно к нему. Для предотвращения разбрызгивания алюминия ее подают плавно, без рывков.
Если сваривается тонкий алюминий, электрод ведут вдоль стыка без поперечных движений. При работе с заготовками толще 3 мм допускаются зигзагообразные колебания.
Технология сваривания аргоном предусматривает движение проволоки перед электродом.
Шов завершается нажатием кнопки на аппарате, которая включает таймер затухания дуги.
Положение горелки не меняют до окончания продувки аргоном.
У правильно сделанного шва поверхность получается ребристой без пор и трещин.

Читать еще: Замена полотенцесушителя сварка гарантия 5 лет

Освоив технологию аргонодуговой сварки алюминия можно неплохо зарабатывать. За 1 см такого соединения платят 45 и более рублей. Но чтобы стать востребованным специалистом придется сначала потренироваться, чтобы научиться создавать надежные швы.

Лазерная сварка алюминия

Алюминий (и его сплавы) как конструкционный материал обладает множеством достоинств. Он лёгкий, прочный, не поддаётся коррозии. Однако алюминий обладает и недостатком — он осень плохо сваривается. Существует технология, которая позволяет сваривать алюминиевые заготовки. Это лазерная сварка. Установки лазерной сварки сложные и достаточно дорогие. До недавнего времени использовались только в промышленных условиях. С расширением использования на рынке появились и доступные установки бытового класса.

Технология лазерной сварки

Технология лазерной сварки алюминия была разработана во второй половине XX века. Как только были созданы лазеры, способные к непрерывной работе, их сразу стали приспосабливать к сварным работам. Высокая энергия, которую несет узко фокусированный лазерный луч, позволяет нагреть ограниченную область на стыке двух заготовок, расплавить в ней металл. После прекращения нагрева металл кристаллизируется , соединяя две заготовки в одно целое. При постоянстве общего количества энергии, переносимой пучком, более узкая фокусировка позволяет добиться более высокой плотности энергетического потока. Соответственно повышается и температура нагрева.

Технология лазерного соединения алюминиевых сплавов и чистого алюминия позволяет работать без создания вакуума или атмосферы инертных газов. Требуется лишь провести механическую очистку сварочной зоны от окисные пленки, загрязнений или остатков лакокрасочных покрытий зоны. Обезжиривание позволяет удалить масложировые пятна и следы смазки.

Параметры лазерной сварки подбираются исходя из толщины заготовок, их пространственной конфигурации , величины сварочного зазора.

Если удается так подогнать заготовки, что сварочный зазор невелик, то использование присадочных материалов не требуется. Шовный материал образуется из оплавленных кромок соединяемых деталей.

Технология лазерной сварки

Технология позволяет варить практически в любом положении. Малая ширина сварочной ванны не позволяет расплаву вытекать даже при положении «снизу». Сварка производится в основном встык. Шов внахлест возможно только для очень тонких листовых материалов.

Условия и способы осуществления сварочного процесса

Алюминий и его сплавы обладают рядом физико –химических особенностей. В их числе:

малый удельный вес;
высокая прочность;
сопротивляемость коррозии.

Это делает алюминий желанным для конструкторов материалом везде, где важен вес конструкции и ее коррозионная стойкость. Алюминий имеет и еще одну особенность- в нагретом создании он очень быстро окисляется. Окислы алюминия чрезвычайно тугоплавки ( более 2000 °С). При обычной сварке образование таких пленок, не разрушающихся при температуре плавления металла, препятствует сварке. Кроме того, оксидная пленка активно поглощает газы и водяные пары, порождая различные дефекты сварного шва.

Поэтому требуются принимать специальные меры для предотвращения попадания частиц окисных пленок в сварочную ванну. Для этого используют различные флюсы, атмосферу защитных газов, сварку в вакууме и т.д.

Параметры лазерной сварки внахлест

Лазерная сварка позволяет обойтись без всех этих усложняющих технологию и повышающих трудоемкость мероприятий.

Еще одной особенностью алюминия является его исключительно высокая теплопроводность.

Поэтому для сваривания алюминия требуется энергетические потоки с высокой плотностью. Обеспечение таких потоков в традиционных технологиях сваривания приводит к перегреву заготовок и их температурным деформациям. В результате перегрева происходит также изменение молекулярной структуры шва и околошовной области, приводящее к снижению прочности изделия.

Использование метода лазерной сварки, концентрирующего нагрев в очень узкой области, позволяет избегнуть и этих проблем.

Оборудование для проведения лазерной сварки алюминия

В состав установки лазерной сварки входят следующие основные узлы:

Несущая рама, на которой крепятся все остальные узлы.
Источник питания. Выдает высокое напряжение для питания генератора лазерного луча и низкое напряжение для питания механизма подачи заготовки и позиционирования головки.
Генератор оптического излучения.
Оптическая система фокусировки и направления луча в сварочную зону.
Рабочий стол (для стационарных установок).
Механизм подачи заготовки (для стационарных установок).
Механизм перемещения сварочной головки.

Читать еще: Алюминиевые радиаторы отопления 1 секция на сколько квадратов

Оборудование для лазерной сварки

Установки лазерной сварки включают в себя также системы промышленной безопасности, исключающие травмы обслуживающего персонала и повреждение материальных ценностей.

Аппараты лазерной сварки алюминия

Аппараты лазерной сварки алюминия могут функционировать в одном из двух режимов:

Непрерывном. Используется непрерывное излучение лазера. Позволяет сваривать более толстые заготовки. Доступен на стационарных установках высокой мощности, с развитыми системами охлаждения.
Импульсном. Сварка ведется серией последовательных импульсов, разогревающих алюминий до температуры плавления.

Аппараты также делятся на

Стационарные. Обладают лазером большой мощности и способностью работать с заготовками определенных размеров, определяемых размерами рабочего стола.
Мобильные. Установки меньшей мощности позволяют проводить сварку там, где это необходимо. Устанавливаются рядом с местом работ, лазерный луч передается по гибкому световоду. Позволяют варить в любом положении, включая положение «снизу».

Установка для лазерной сварки ЛТСК435-20

Кроме того, аппараты для сварки алюминия лазером различаются по типу и мощности используемого квантового генератора.

Типы лазеров

В настоящее время в аппаратах лазерной сварки алюминия применяются два основных типа лазеров:

Кроме того, проводятся исследования возможности применения для сварочных работ полупроводниковых лазерных генераторов. Промышленных образцов достаточной мощности пока не разработано.

Твердотельный

Установки с твердым активным телом развивают меньшую мощность по сравнению с газовыми и работают обычно в импульсном режиме. Принцип их работы следующий:

Цилиндрическое активное тело, изготовленное из смеси окиси алюминия и ионизированного хрома , располагается внутри камеры. Торцы стержня отполированы и являются зеркалами. Одно из них полупроницаемое- свет может проходить через него при достижении определенной интенсивности пучка.
Рядом с активным телом находится лампа накачки, периодически облучающая стержень импульсами света.
Ионы хрома, входящие в состав стержня, переходят в активное состояние и переизлучает свет в продольном направлении.
Импульсы светы, попеременно отражаясь от торцевых зеркал, увеличивают свою интенсивность, поскольку накачка продолжается.
Когда интенсивность превышает определенный порог, световой импульс проходит через полупроницаемое зеркало и уходит в оптическую систему направления и фокусировки и через нее- в рабочую зону.

Длина волны таких аппаратов равна 0,69 микрона, мощность может достигать нескольких сотен ватт.

Газовый

Установки сварки алюминия лазером, использующие газообразное активное тело, конструктивно совпадают с твердотельными за исключением двух особенностей:

Активное тело является заключенной в стеклянную колбу смесью углекислого газа, гелия и азота.
Излучение возбуждается электрическим разрядом в газовой среде.

Зеркала (сплошное и полупроницаемое) на торцах колбы такие же, как в случае твердотельного лазера. Так же происходит усиление импульса и его проход в систему фокусировки.

Газовая смесь находится под давлением от 2 до 14 килопаскалей, в результате электрического разряда возбуждается световое излучение с длиной волны около десяти микрон.

Коэффициент полезного действия газовых установок доходит до 15%, мощность — до десятков киловатт.

Преимущества сварки лазером

Основные преимущества лазерного способа сварки заготовок из алюминия следующие:

высокая производительность;
низкая трудоемкость;
отсутствие расходных сварочных материалов;
нет необходимости в создании защитной атмосферы;
возможность варить в любом положении;
высокая точность сварки;
минимальные температурные деформации;
экологичность.

Одним из немногих недостатков метода при сварке алюминия является высока с сложность и стоимость оборудования. Недешево обходится и его обслуживание. Невысок и КПД.

Эффективность технологии

Расчет экономической эффективности использования лазерного способа сварки деталей из алюминия проводится в сравнении с традиционными технологиями сварочных работ.

Следует сравнивать не только цену покупки установок, но и совокупную стоимость владения ими, или сумма расходов за время эксплуатации, например, за год или пять лет- среднее время службы.

Лазерные установки проявляют свои преимущества в следующих условиях:

большой объем работ;
высокие требования к качеству сварного шва;
возможность автоматизации процесса;
малая толщина (до 1 см) свариваемых алюминиевых заготовок;
высокие требования к загрязнению окружающей среды;
доступность для найма высококвалифицированного персонала.

Результат лазерной сварки алюминия

Положительные особенности процесса лазерной сварки алюминия широко используются в производстве средств связи, аэрокосмической промышленности, производстве сложных промышленных установок, а также в оборонной индустрии. Расширение рынка ведет к снижению стоимости аппаратов, уже сегодня предлагаются модели бытового класса, доступные и домашним мастерам.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сварка алюминия

Алюминий – это капризный металл: температура плавления оксидной плёнки значительно выше такого же параметра самого металла. Для его сварки требуется качественное оборудование и соответствующие навыки сварщика.

Читать еще: Как сделать картину из ткани на стену своими руками

Сварка алюминия полуавтоматом

Следует заметить, что сваривать алюминий можно любым полуавтоматом. Но лучше всего использовать для сварки полуавтомат, имеющий импульсный режим сварки «MIG Pulse» (импульсная сварка) и опцию сварки алюминия. Принцип действия такого аппарата заключается в том, что импульс высокого напряжения разрушает оксидную пленку. Дальнейший процесс протекает при базовом значении этого параметра. При этом, каждая капля расплавленной проволоки полностью внедряется в сварочную ванну, способствуя образованию качественного шва. Такое оборудование очень дорого.

Сварка алюминия полуавтоматом.

Широко применяется инверторный полуавтомат на переменном токе «TIG Pulse AC/DC». Качество сварки на этом оборудовании несколько выше, но сварочный процесс протекает в 3 раза медленнее. На практике часто обходятся обычным полуавтоматом. В определённых случаях, после небольшой модернизации применяют даже модели, в которых режим сварки алюминия конструкторами вообще не был предусмотрен. «TIG-сварку» алюминия мы обсудим в другой статье, а сегодня остановимся на особенностях «MIG-сварки».

Требования к расходным материалам и сварочному инвертору

Для сварки необходима сварочная алюминиевая проволока для полуавтоматов, имеющая сплошное сечение. Следует учитывать, что алюминиевая проволока очень мягкая. Поэтому, шланг горелки должен быть прямым (без перекручиваний) и не должен превышать в длину 3 метра. Для уменьшения трения проволоки в канале, он должен быть изготовлен из тефлона. Для сварки алюминия используйте специальные контактные наконечники для сварки. У них диаметр отверстие больше, чем у наконечников для сварки стали. Объясняется это тем, что алюминий имеет больший коэффициент объёмного расширения, чем сталь.

Чтобы сварочный аппарат не заминал алюминиевую проволоку в процессе её подачи, сварочный полуавтомат «MIG» должен иметь 4-х роликовый прижимной механизм. Для максимального снижения давление прижимного механизма на ролики, на них имеются U-образные канавки. Для тех же целей следует вкладыши устанавливать возможно ближе к роликам.

Смятие алюминиевой проволоки в механизме подачи.

Вкладыш должен выступать как можно ближе к роликам.

Сложности сварки

Главную проблему сварки — оксидную пленку алюминия и метод борьбы ней — мы обсудили выше. При выполнении сварки алюминия, следует руководствоваться следующими рекомендациями:

чтобы избежать прожога алюминиевой детали (сказывается сочетание низкой температуры плавления и высокой теплопроводности), перед сваркой её рекомендуется предварительно прогреть;
до начала сварки (не ранее, чем за 24 часа) следует зачищать место контакта карщёткой. Это значительно ослабит слой оксидной пленки, улучшит проплавление детали и скорость процесса сварки;
важно поддерживать постоянную длину дуги: 12…15 мм. Если длина будет меньше — то будет прожог, если больше – не сплавление;
алюминий быстро остывает и твердеет, поэтому возникают трудности с финишной заваркой кратера (в конце шва). Нужен или навык, или полуавтомат с режимом малого тока в конце сварки (режим «4 такта»).

Где применяется

Сварка алюминия полуавтоматом осуществляется во всех отраслях промышленности. Используют её и домашние умельцы.

В зависимости от области применения оборудования, изменяется частота его использования и, соответственно, выбор. С целью экономии материальных средств, рекомендуется применять наиболее подходящий для ваших потребностей сварочник.

Для сварки алюминия «от случая к случаю» применяйте инверторы:

«ПРОФИ MIG 350;
«ПРОФИ MIG 500;
«ПРОФИ MIG-500FW Digital».

Если необходимо оборудование для постоянной работы с высокой скоростью, то следует использовать сварочный аппарат с импульсным режимом «MIG Pulse» и функцией сварки алюминия.

При необходимости получать швы превосходного качества без малейших пор и если не важна скорость сварки, то следует применять полуавтоматы аргонодуговой сварки на переменном токе «TIG AC/DC».

Процесс плазменной сварки алюминия.

Сварка алюминия плазмой

Упрощенно плазменная сварка представляет собой расплавление металла в сварочной ванне посредством нагрева свариваемого металла потоком плазмы. Возможности плазменной технологии создавать высокую температуру позволили разрушать оксидную плёнку алюминия. Благодаря этому создано несколько методик сварки, основными из которых являются: плазменная и микроплазменная сварка.

На нашем сайте рассказывается, как устроен инструмент для плазменной обработки металла и принцип его действия, об основных расходных материалах плазмотрона: электроде и сопло . Особенности плазменной сварки алюминия изложены в статье «Плазменная сварка алюминия».