Технология сварки алюминия полуавтоматом

Особенности сварки алюминия полуавтоматом – технология и оборудование

Сварка алюминия полуавтоматом – это процесс, требующий не только наличия определенных навыков, но и знания особенностей данного материала, варить который достаточно непросто. Однако освоить этот сложный процесс может почти каждый желающий, затратив на это не так уж много времени и приложив к обучению свое старание и желание овладеть новыми полезными навыками.

Процесс сварки алюминия полуавтоматом

В чем заключаются особенности и сложности сварки деталей из алюминия

Основная сложность соединения алюминиевых деталей при помощи сварки заключается в том, что на поверхности данного металла всегда присутствует тугоплавкая оксидная пленка, которую необходимо удалить. Если пренебречь этим требованием, то варить алюминий будет очень сложно, а полученное соединение будет обладать очень низким качеством.

Сварка алюминия полуавтоматом или с использованием любого другого оборудования осложнена еще и тем, что данный металл отличается очень высокой теплопроводностью и невысокой температурой плавления. Именно из-за этого заготовки из алюминия при сварке часто прожигаются и деформируются.

Зачистка алюминиевой заготовки углошлифовальной машиной

Подготовка деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла к сварке должна решить сразу две задачи: удаление с поверхности металла тугоплавкой окисной пленки и исключение возможности деформации соединяемых заготовок в процессе выполнения сварочных работ.

Пленку удаляют при помощи механической зачистки области соединения металлическими щетками, напильниками и шлифовальными машинками либо специальными флюсами. Чтобы избежать деформации соединяемых деталей в процессе сварки, их предварительно нагревают в печах или при помощи газовой горелки.

Качественно выполненное сварное соединение алюминиевых деталей

Требования к оборудованию для полуавтоматической сварки алюминия

Сварка алюминия полуавтоматом может выполняться на любом оборудовании, но лучших результатов позволяют добиться импульсные сварочные аппараты. Инверторные устройства (ТИГ), на которых сварка выполняется на переменном токе высокой частоты, также обеспечивают высокое качество получаемого соединения, но процесс на них происходит в три раза медленнее, по сравнению с импульсным оборудованием. Однако для тех домашних мастеров, которые собираются варить детали из алюминия своими руками, ТИГ-аппараты являются оптимальным выбором.

Технология сварки алюминия полуавтоматом подразумевает использование защитного газа, в качестве которого используется аргон или смесь этого газа с гелием (если варить необходимо заготовки большого сечения). В отдельных случаях полуавтоматическая сварка данного металла может выполняться и без газа, но тогда необходимо использовать специальную порошковую проволоку, испарения которой формируют защитную среду, либо осуществлять процесс под слоем флюса.

Полуавтомат для сварки алюминия должен соответствовать ряду требований, которые учитывают особенности как свариваемых деталей, так и расходных материалов, используемых для выполнения соединения. Среди таких требований необходимо выделить следующие:

  • Диаметр отверстия в наконечнике, через которое подается сварочная проволока, должен иметь некоторый запас по своему размеру. Объясняется это требование тем, что алюминиевая проволока, используемая для сварки, в процессе нагрева значительно расширяется, что может привести к ее застреванию в подающем отверстии.
  • Шланг полуавтомата, через который подается сварочная проволока, должен быть не слишком длинным (не более 3 метров), что объясняется мягкостью используемой проволоки из алюминия, которая может деформироваться. Не допускается, чтобы на таком шланге были скручивания и сильно изогнутые участки.
  • Чтобы минимизировать силу трения сварочной проволоки, подающейся через шланг полуавтомата, рекомендуется заменить обычный канал подачи на тефлоновый.
  • Чтобы механизм подачи сварочного полуавтомата не заминал мягкую алюминиевую проволоку, он должен быть оснащен 4 роликами, имеющими U-образные канавки. Использование такого подающего механизма позволит обеспечить минимальное механическое воздействие на поверхность проволоки.

Четырехроликовый механизм, обеспечивающий плавную подачу алюминиевой проволоки

Если вы собираетесь выполнять сварку заготовок из алюминия своими руками достаточно часто и вам важна производительность данного технологического процесса, то лучше использовать для этих целей специализированное оборудование, работающее в импульсном режиме. В таком полуавтомате изначально заложен синергетический режим сварки, что дает возможность эффективно использовать это устройство для соединения деталей, изготовленных из алюминия.

Если же вас в первую очередь интересует качество формируемого сварного шва, а не скорость технологического процесса, то лучше использовать для сварки алюминиевых деталей в среде аргона упомянутый выше инвертор ТИГ. Такое оборудование стоит значительно дороже, но обеспечивает высокое качество сварного шва, его однородность и отсутствие в нем пор.

Инверторный полуавтомат марки «Кедр» с выносным механизмом подачи проволоки

Условия сварки алюминия

Алюминий, являясь металлом с высокими прочностными характеристиками, требует особых условий при выполнении сварки. При соблюдении этих условий можно варить детали из данного металла и своими руками.

  • Поверхности соединяемых заготовок должны пройти обязательную очистку от окисной пленки, для чего можно использовать механические или химические способы.
  • Необходимо применение наконечника с отверстием большего диаметра, чем диаметр сварочной проволоки.
  • Сварку следует выполнять в среде защитного газа, в качестве которого преимущественно используется аргон.
  • Требуется следить за стабильностью длины сварочной дуги. Интервал этого параметра должен составлять 12–15 мм. Следует также контролировать скорость выполнения сварки, которая не должна быть слишком высокой (в противном случае не получится достичь качественной проварки соединяемых деталей).
  • Если сварка выполняется без использования защитного газа, необходимо выполнять ее при помощи порошковой проволоки или под слоем специального флюса. Защита зоны сварки необходима для того, чтобы минимизировать влияние на нее негативных факторов внешней среды, а также не допустить образования на поверхности соединяемых деталей тугоплавкой оксидной пленки.
  • Чтобы формирование сварного шва не сопровождалось его деформацией, подачу защитного газа следует отключать не сразу после окончания процесса сварки, а спустя 5–7 секунд.
  • Достичь хороших результатов при выполнении сварки полуавтоматом алюминия позволяет использование четырехтактного импульсного режима.

Соблюдение вышеперечисленных условий выполнения полуавтоматической сварки деталей, изготовленных из алюминия и сплавов на основе данного металла, не гарантирует высокого качества формируемого соединения, если неправильно выбраны рабочие режимы такого технологического процесса.

Как правильно настроить оборудование

Сложность сварки алюминия обусловлена не только химическими свойствами данного металла, но также необходимостью строго придерживаться оптимальных режимов выполнения данной технологической операции. Для того чтобы хорошо усвоить правила выполнения такого непростого процесса, недостаточно будет просто посмотреть обучающее видео, важно понимать нюансы осуществления данной операции.

К особенностям рассматриваемого процесса, о которых не расскажет обучающее видео, относятся следующие.

  • Перед началом сварки важно правильно выбрать и выставить рабочие режимы полуавтомата (напряжение, силу тока, скорость подачи сварочной проволоки, полярность).
  • Чтобы полученный сварной шов обладал требуемым качеством и надежностью, необходимо правильно подобрать расходные материалы.
  • Если посмотреть видео, демонстрирующее сварку алюминия полуавтоматом, можно обратить внимание на то, что данный процесс сопровождается образованием большого количества копоти. Это также следует учитывать при выполнении такой технологической операции.

Как и любой сложный технологический процесс, сварка деталей из алюминия при помощи полуавтомата требует тщательной подготовки, в рамках которой выполняются следующие мероприятия:

  • подбираются наконечники для сварочного оборудования, которые оптимально подойдут для присадочной проволоки определенного диаметра;
  • выполняется тщательная зачистка поверхностей деталей, которые необходимо варить;
  • выбираются режимы сварки полуавтоматом, которые зависят от нескольких параметров: толщины соединяемых деталей, типа соединения и др. (чтобы облегчить себе выбор режимов сварки, можно использовать специальные таблицы или параметры, которые оговорены требованиями соответствующих ГОСТов);
  • при выполнении сварки алюминия полуавтоматом наконечник устройства располагают под требуемым углом к поверхности соединяемых деталей.

Схема наложения шва при сварке алюминия

При сварке алюминия, который отличается высокой теплопроводностью, очень важно контролировать степень нагрева соединяемых заготовок, чтобы не допустить их перегрева и, как следствие, деформации.

Выбираем аппараты для полуавтоматической сварки алюминия

Для сварки алюминия, которую вы собираетесь выполнять своими руками, очень важно правильно выбрать оборудование, позволяющее получать качественное и надежное соединение.

При выборе подходящего агрегата следует учитывать ряд параметров.

В том случае, если варить алюминий вы собираетесь постоянно, лучше выбрать полуавтомат профессионального типа, отличающийся высокой мощностью.

Режим работы сварочного аппарата

Оптимальным по своим характеристикам является оборудование, работающее в импульсном режиме (PULSE). Использование такого полуавтомата не только обеспечивает разрушение окисной пленки и предотвращает риск прожигания соединяемых деталей, но и гарантирует получение качественного и надежного сварного шва.

Отдельные модели сварочного оборудования могут работать от обычной электросети, но более стабильную работу демонстрируют те из них, которые подключаются к трехфазной электрической сети с напряжением 380 В. Такие аппараты обеспечивают стабильность сварочной дуги и равномерность распределения нагрузки на электрическую сеть.

На выбор оборудования для выполнения сварочных работ с алюминием и сплавами на основе данного металла оказывает влияние и торговая марка, под которой оно выпускается. Среди опытных специалистов большой популярностью пользуются полуавтоматы от немецких и итальянских производителей, а также аппараты отечественного производства.

Сварка деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла является достаточно сложным технологическим процессом, к выполнению которого следует привлекать только квалифицированных специалистов, обладающих опытом работы в данной области.

Как варить алюминий полуавтоматом? Технология сварки с использованием защитного газа и присадочного материала

На поверхности алюминия всегда образуется оксидная плёнка, её нужно удалять, иначе варить металл будет крайне сложно, а полученная деталь будет низкого качества.

Чаще всего полуавтомат используют, когда нужно что-то наплавить или закрыть зазор.

У алюминия высокая теплопроводность, а работать с ним нужно при низких температурах.

Подготовка материала к сварке

Перед процессом нужно сделать следующее:

  • отшлифовать поверхность;
  • убрать налёт и оксидную плёнку: щётками, специальными машинками или флюсами;
  • обезжирить поверхность ацетоном;
  • расшить кромки (если толщина заготовки более 5 мм);
  • края деталей обрезать под углом 30-45 градусов и обработать флюсом;
  • чтобы детали не деформировались, их нужно заранее подогреть.

Технология сварки алюминия полуавтоматом

Соблюдаются следующие условия:

  1. Проволоку нужно подавать плавно, всегда впереди горелки.
  2. Горелку двигать всегда вдоль шва.
  3. Скорость работы – максимальная.
  4. Если при работе используются тонкие пластинки металла, нужно подложить под него нержавейку, чтобы не прожечь.
  5. Важно учитывать усадку металла: коэффициент его расширения выше, чем у других.
  6. Необходимо как можно точнее выставить параметры аппарата и скорость подачи присадочного материала.
  7. Использовать защитный газ – аргон или смесь аргона и гелия.
  8. После работы подождать, пока металл остынет и проверить качество соединения с помощью керосина.
  9. Обработать шов и придать ему эстетический вид.
Читайте также  Чем можно заклеить алюминий

Схема сварки алюминия полуавтоматом

Какой защитный газ используют

При работе на полуавтомате с алюминием рекомендуют использовать аргон или смесь аргона с гелием. Последнюю смесь применяют для заготовок с большим сечением.

В отдельных случаях полуавтоматическая сварка данного металла может выполняться и без газа, но тогда необходимо использовать специальную порошковую проволоку, испарения которой формируют защитную среду, либо осуществлять процесс под слоем флюса.

Аргон создаёт защитный слой, который ослабляет воздействие атмосферного воздуха, следовательно, на шве будет меньше различных окисей.

Использование газа замедляет рабочий процесс, зато результат – высокое качество полученного шва.

Можно ли варить алюминий полуавтоматом без защитного газа

Иногда алюминий варят без газа, но чтобы вокруг металла была защитная среда, используют порошковую проволоку. Её испарения защищают металл от образования окисей.

Оборудование и его настройка

С алюминием можно работать на любом оборудовании, но чаще всего сварка этого металла проходит на импульсных или инверторных сварочных аппаратах.

Инвертор (ТИГ) работает на переменном токе высокой частоты, процесс сварки значительно дольше импульсного.

Полуавтомат для сварки алюминия должен соответствовать следующим требованиям:

  • наконечник под алюминий должен быть на 0,2-0,3 мм больше, чем диаметр проволоки;
  • проволока должна быть тоже алюминиевая;
  • шланг не должен быть длиннее 3 метров, без скрученных участков;
  • канал подачи лучше заменить на тефлоновый;
  • механизм подачи сварочного полуавтомата оснастить 4 роликами с U-образными канавками.

Примерная стоимость полуавтоматических аппаратов для сварки на Яндекс.маркет

Перед началом работы нужно правильно выставить рабочие режимы полуавтомата: напряжение, силу тока, скорость подачи сварочной проволоки, полярность и внимательно подобрать расходные материалы.

Приблизительные параметры для металла толщиной 2 мм: напряжение 15 В, сила тока 140-150 А.

Присадочный материал для работы

Присадочную проволоку, с помощью которой варят алюминий, производят по двум стандартам:

Важно использовать проволоку сразу после распаковки коробки. В открытой среде она хранится недолго. Воздух ухудшает её качественные характеристики и окисляет.

Техника безопасности при работе

Обязательно нужно соблюдать меры безопасности во время сварочного процесса:

  • проверить технику и целостность электрических проводов перед работой;
  • работать в специальной защитной одежде и маске;
  • не варить на открытом воздухе под дождём;
  • если процесс сварки идёт с защитным газом, отодвинуть баллоны минимум на 5 метров от места сварки.

Плюсы и минусы сварки полуавтоматом

  1. Экономичность: себестоимость полуавтомата ниже аргоновой сварки.
  2. Полуавтомат – универсальная и относительно несложная техника.
  3. Процесс сварки занимает немного времени, поскольку присадочная проволока подаётся автоматически.
  1. Если не использовать защитный газ, швы получаются некачественными.
  2. Если нет возможности использовать газ, нужно обязательно использовать флюс.
  3. Высокая скорость электрической сварки усложняет процесс формирования нормального валика шва.

Как варить алюминий полуавтоматом

Сварка алюминия полуавтоматом должна выполняться под защитой инертного газа. В основном для этого используют аргон. Иногда к нему добавляется гелий.

Сегодня для сварки металлов применяют различные сварочные аппараты. При их выборе учитывают свойства и поведение металлов во время выполнения сварочных работ. Особый подход требует алюминий и его сплавы. Как и стальные сплавы, этот металл широко используется во многих сферах, поэтому вопрос соединения алюминиевых конструкций и отдельных изделий из него совсем не праздный. Чаще других для этих целей применяется сварка алюминия полуавтоматом.

Особые свойства алюминия

Широкое использование алюминия объясняется его небольшим удельным весом, достаточно стабильной прочностью и коррозионной устойчивостью. Но его поведение при тепловой обработке создает сложности при соединении алюминиевых конструкций и деталей с помощью сварки. Это объясняется спецификой физико-химических свойств алюминия:

  • он не изменяет свой цвет при сильном нагревании, поэтому трудно понять по цвету о степени прогрева металла;
  • имеет широкий температурный диапазон плавления в отличие от стальных сплавов и начинает плавиться при низком температурном пороге, теряя при этом свою прочность;
  • не проявляет склонности к намагничиванию;
  • обладает высокой теплопроводностью (в среднем в 5 раз больше, чем стальные сплавы), поэтому при нагреве зоны соединения тепло интенсивно распространяется по всей свариваемой детали. Чтобы его не терять, перед проведением сварочных работ, особенно больших алюминиевых изделий, предварительно проводят их нагрев;

Из-за активного взаимодействия алюминия с кислородом воздуха на его поверхности образуется окисная пленка. При достижении определенной толщины она затем начинает служить защитой алюминия от дальнейшего окисления. В то же время, окисная пленка создает сложности при сварке, т. к. плавится при температуре 2050-2200 о С, в отличие от самого металла, имеющего точку плавления в районе 660 о С.

Задачи сварщика при работе с алюминием

  • избавиться от окисной пленки в месте шва: пробить ее электрическим импульсом или провести механическую очистку поверхности с помощью металлической щетки или путем химического травления. Для пробивания пленки используют специальный импульсный режим работы оборудования;
  • при выборе режима сварки не допустить прожогов металла из-за повышенной теплопроводности и низкого порога плавления алюминия, приводящего к быстрой потере прочности при нагревании. Для этого он должен обеспечить нужную температуру процесса и дугу от 12 до 15 мм длиной, выбрать правильные электроды и размер присадочной проволоки, подходящий для толщины соединяемых алюминиевых деталей и сопла горелки;
  • учитывать склонность алюминия к значительной линейной усадке (почти вдвое больше, чем у сталей) при быстром остывании после нагрева, т. к. это ведет к созданию внутреннего напряжения с образованием деформационных трещин или кратеров в области шва. Для предотвращения этого начинать сварочный процесс нужно при большом сварочном токе, чтобы пробить оксидную пленку, а заканчивать — постепенно снижая его к концу процесса, это смягчит резкую смену температуры и не даст образоваться кратеру.

Технологические особенности сварки

Разбавление аргона углекислым газом при сварке алюминия, как это делают при соединении стальных конструкций аргонодуговым способом, недопустимо.

Допускается выполнение сварного шва полуавтоматом без применения нейтрального газа при условии использования порошковой расходной проволоки. При нагреве она начинает распылять железосодержащий порошок, который образует облако и служит диэлектриком, выполняющим защитную роль также, как инертный газ.

Использование порошковой проволоки в качестве защитного флюса при сварке алюминия стоит применять только в исключительных случаях, т. к. при таком методе сварной шов не будет отличаться высоким качеством.

Задачи, которые стоят перед сварщиком при работе с алюминием, успешно можно решить с помощью сварочного полуавтомата с использованием TIG и MIG технологий.

При TIG технологии используются неплавящиеся электроды на основе вольфрама и присадочная проволока, автоматически заполняющая стык между деталями. При использовании этой технологии необходимо наличие в полуавтоматическом устройстве режима переменного тока, а также высокочастотного розжига дуги.

В этом случае окисная пленка пробивается путем «катодного» распыления ее поверхности в моменты тока с обратной полярностью.

При MIG методе в качестве присадки используют сами электроды, т. к. они являются плавящимися. Такой электрод равномерно подается в сварную зону с помощью устройства автоматической подачи проволоки.

Сварка алюминиевых сплавов полуавтоматическим аппаратом MIG способом проводится с использованием постоянного тока, имеющего обратный характер полярности. Рассмотрим его подробно.

Сварка постоянным током обратной полярности

При ее проведении сварочная дуга окружена парами металлического расплава электродной проволоки. Капли жидкого алюминия при постоянной подаче проволоки в виде ионов притягиваются «катодной» поверхностью сварной ванны. При этом происходит их нейтрализация с образованием дополнительного тепла.

В результате такого процесса поверхностная оксидная пленка разрушается. Если окисный слой значительный, то перед проведением сварки его нужно удалить с помощью механической чистки или травлением.

Плавящийся электродный металл заполняет каплями область между стыками деталей, образуя при застывании прочный шов.

Как использовать полуавтомат при сварке алюминия

  • Подача мягкой алюминиевой проволоки осуществляется специальным прижимным механизмом, который вращается с помощью четырех роликов, имеющих U–форму поверхностной канавки. Для обеспечения стабильной подачи проволоки необходимо отрегулировать давление на прижимной вращающийся механизм. Это поможет избежать зажимания проволочного алюминия во время проведения сварки.
  • Расплавление присадочной проволоки происходит способом струйного переноса. Такой режим может быть обеспечен применением переменного тока в 270 ампер или импульсного тока в 100 ампер. Поэтому сварочный аппарат должен иметь возможность настроек таких режимов с помощью блока генерации, т. е. представлять инверторный тип аппарата.
  • Аппарат при сварке алюминия должен работать в режиме обратной полярности сварного тока, когда «–» подается на клемму, закрепленную на детали, а электрод подсоединяется к «+». Это обеспечивает создание наивысшей температуры в сварной области.
  • Т. к. алюминиевые сплавы при нагревании расширяются больше, чем стальные, то при их сварке для полуавтоматической подачи проволоки в горелках должны использоваться контактные наконечники с диаметром отверстия заведомо с припуском на величину расширения, при этом должен соблюдаться хороший контакт для поддержания электрической искры.
  • Для меньшего контактного трения при прохождении проволоки внутри горелки нужно использовать специальный кабельный канал, рассчитанный на алюминий. Обычно он изготавливается из тефлонового материала или на основе графита.
  • Важным для успешного выполнения сварного шва является подбор подходящего диаметра сварной проволоки из алюминия. Т. к. этот металл является мягким, то использование тонкой проволоки до 8 мм в диаметре затруднительно ввиду сложности ее прохождения через горелку (она может запутываться с образованием петель и изгибов). Выходом является использование горелок с небольшим размером длины или применения дополнительного приспособления подачи проволоки внутри корпуса горелки.

При использовании толстой проволоки (от 1,2 до 1,6 мм в диаметре) нужно применять высокий сварной ток.

Плюсы и минусы сварки алюминия полуавтоматом

Плюсы полуавтомата:

  • Такое устройство аппарата позволяет использовать его в широком диапазоне с разными настройками, помогающими выбрать нужный режим проведения сварочного процесса.
  • Контроль дуги можно проводить при любом положении горелки.
  • Можно проводить сварку деталей любого размера. При необходимости соединения конструкций больших размеров проводить работу можно без использования защитного аргона.
  • Аппарат обеспечивает высокую точность сварного шва.
  • Обеспечивается экономный расход расходных материалов и электроэнергии с большой эффективностью.
  • Аппараты полуавтоматического типа могут иметь небольшой вес и размеры, а также мобильность, позволяющую устанавливать их в нужном месте.
  • Имеют высокий КПД, достигающий 95%.
  • Основным недостатком полуавтомата инверторного типа является его высокая стоимость по сравнению с трансформаторными устройствами.
  • Такие аппараты боятся пыли, которой в производственных условиях или на стройке достаточно. Поэтому, в отличие от других устройств, они нуждаются в регулярной чистке с продувкой инвертора.
  • Электронные схемы управления регулировкой плохо реагируют на минусовые температуры, а перепады температур могут вызвать конденсат и вывести из строя систему.
Читайте также  Фрезеровка алюминия ручным фрезером

Ознакомившись с процессом сварки алюминия с помощью полуавтоматического аппарата и его тонкостями, вы можете самостоятельно приступать к работе. Соблюдение всех рекомендаций статьи и правильного проведения технологического процесса позволит добиться качественного надежного соединения изделия из алюминия.

Сварка алюминия полуавтоматом: особенности и технология новичкам

Алюминий — это относительно дешевый и легкий металл, поэтому он активно используется в машиностроении, пищевой промышленности, авиастроении и в быту. Он отлично принимает форму матрицы при отливе, легко обрабатывается, а вот сваривается плохо. Рассмотрим технологию сварки алюминия при помощи метода MIG с рекомендацией по выбору полуавтомата, настроек, расходных материалов.

  • Сложность сварки алюминия
  • Суть полуавтоматической сварки алюминия
  • Отличия сварки алюминия полуавтоматом от аргонодугового метода
  • Подготовка свариваемого материала
  • Требования к оборудованию
  • Расходные материалы
  • Настройки аппарата
  • Процесс сварки алюминия полуавтоматом

Не каждый полуавтомат подойдет для сварки алюминия. Этот металл довольно капризный в плане сварки, поскольку имеет оксидную пленку. Температура плавления оксида составляет 2044 градуса. Поэтому, чтобы его пробить электрической дугой, необходима высокая сила тока. Но сам алюминий под оксидом плавится уже после 600 градусов. Получается, при высоком сварочном токе:

  • жидкая ванна разбрасывается по сторонам;
  • сложно контролировать дугу;
  • увеличивается количество подрезов, прожогов.

    Если ток снизить, то не получится прожечь оксидную пленку — весь присадочный металл будет оставаться на поверхности, а не сплавляться с основным. Это сделает стык слабым, не герметичным. Поэтому нужны MIG аппараты, способные автоматически менять величину ампер в процессе сварки. На высоком токе прожигать оксид, а на низком сваривать основной металл. Такой режим называется импульсный или Pulse.

    Для сварки алюминия полуавтоматом необходима алюминиевая проволока и инертный газ аргон. Процесс ведется горелкой, управляемой сварщиком вручную. Присадочная проволока подается автоматически. Поскольку алюминий жидкотекучий металл в расплавленном виде, соединение лучше выполнять в нижнем положении, угловые стыки — в лодочку.

    Алюминиевая проволока необходима для равномерного перемешивания основного и присадочного металла, чтобы шов получился одинаковым по составу. Допускается использование порошковой алюминиевой проволоки для полуавтоматической сварки без газа. Тогда защитные функции сварочной ванны на себя берет порошок (флюс), расположенный в трубчатом канале проволоки. Он плавится, и его газы изолируют расплавленный металл от воздействия внешней среды. После сварки поверх шва образуется шлаковая корочка.

    Сварка порошковой проволокой алюминия без газа обходится дешевле по себестоимости, но проигрывает по качеству. Швы могут быть сильно пористыми, а часть присадочного металла разбрызгивается. Такой метод сварки алюминия допустим только в полевых условиях для стыковки мест, не требующих высокой прочности и герметичности.

    Сварка алюминия аргоном доступна с аппаратами Pulse при помощи электрической дуги между электродом и изделием, но отличие заключается в исполнении процесса. В TIG сварке используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Он плавит кромки металла, а для заполнения стыка применяется дополнительная присадочная проволока, подающаяся свободной рукой сварщика. В MIG сварке движущаяся проволока из катушки в горелку выполняет сразу обе роли — поддерживает горение электрической дуги и плавясь, заполняет собой стык.

    Полуавтоматическая сварка алюминия более производительна, по сравнению с аргоновой, и дешевле по себестоимости. Но по качеству соединения проигрывает методу ТИГ, поэтому для особо ответственных стыков используется аргонодуговой метод (сварка блоков ДВС, наплавка ГБЦ под проточку). МИГ сварка подойдет для:

  • ремонта легкосплавных дисков;
  • сборки конструкций;
  • кузовного ремонта (некоторые элементы кузова иномарок выполнены из алюминия для облегчения веса и противостояния коррозии).
    Кроме производительности, МИГ метод выигрывает по простоте. Все действия выполняются одной рукой. Подача проволоки осуществляется автоматически по выставленным настройкам. Если они верные, шов получится качественным (при правильных движениях горелкой), что облегчает задачу для новичка.

    Если полуавтомат не обладает импульсным режимом, потребуется механическое удаление оксидной пленки по всей зоне стыковки. Для это применяют щетку по металлу или шабер, можно воспользоваться шлифовальной машинкой, болгаркой. При толщине сторон более 5 мм нужна V разделка кромок под углом 45 градусов. Это обеспечит достаточное проплавление и крепость будущего стыка.

    Новая оксидная пленка образуется на поверхности спустя 1-2 часа, поэтому зачищать свариваемые стороны нужно непосредственно перед сваркой. Если в аппарате есть импульсный режим, достаточно только разделки кромок — удаление оксида произойдет катодным методом под действием высокого тока электрической дуги.

    Если сечение свариваемых деталей менее 3 мм, необходима подложка. Это может быть медная пластина, которая впоследствии легко отделится от алюминия (даже если соединение проплавится полностью и жидкий металл вытечет с обратной стороны). Без подложки увеличивается вероятность прожогов, прилипания деталей к сварочному столу.

    Алюминий обладает высокой теплопроводностью. При длинных сварочных швах на большой площади возможны серьезные коробления конструкции. Чтобы этого избежать, заготовки предварительно нагревают. В промышленных условиях это делают индукционными токами, в домашних — горелкой бензореза, паяльной лампой, на угольной печи и т. д.

    Учитывая особые свойства алюминия (тугоплавкий оксид, повышенную текучесть металла, плавление основной структуры при температуре 600 градусов), необходимо правильно выбирать полуавтомат. Купите MIG аппарат с импульсным режимом или двойным импульсом.

    Аврора PRO SKYWAY 350

    TELWIN ELECTROMIG 330

    У них должна быть возможность смены полярности на постоянном токе. Сварка алюминия полуавтоматом ведется на обратной полярности. Это означает, что к горелке подается плюс, а к изделию минус. При таком подключении тепло сварочной дуги концентрируется на конце сварочной проволоки. Она плавится быстрее, легче переходит в зону шва, а сам алюминий при этом нагревается меньше. Уменьшенное тепловложение позволяет формировать аккуратные швы, не перегревать изделие.

    Альтернатива импульсному оборудованию — использовать полуавтоматы AC/DC. Например, cварочный полуавтомат EWM PICOMIG 185 D3 Synergic TKG — это модель, способная работать на переменном токе. Тогда полярность будет меняться автоматически, с частотой колебания переменного тока (50 Гц). Это содействует разрушению оксида (когда тепло концентрируется на изделии) и быстрому переносу капли (когда тепло концентрируется на электроде).

    Для подачи алюминиевой проволоки нужны 4-х роликовые подающие устройства. Это обеспечит равномерную скорость без пробуксовки, проволока не будет «гулять», дергаться. Ролики должны быть с U-образной канавкой без насечек. Насечки, призванные лучше цеплять проволоку, будут сминать мягкий алюминий.

    Рекомендуем использовать горелку с длиной не более 3-х метров. Подойдет горелка БАРСВЕЛД MIG-15 или Mig ERGOPLUS 25. Алюминий не такой упругий, как нержавейка или стальная проволока, поэтому при длинном рукаве и загибах движение будет затрудняться. Обычный канал из спирали меняют в горелке на тефлоновый — он обеспечивает лучшее скольжение присадки. Поскольку алюминий при нагреве расширяется, мундштук в горелке требуется с увеличенным отверстием, иначе проволока застрянет.

    При выборе полуавтомата для сварки алюминия важно учитывать:

    В полуавтомат заряжается алюминиевая проволока, обеспечивающая сохранение однородности металла шва с основным материалом. Диаметр и вес катушки подбирается в согласии с возможностями аппарата. Покупайте проволоку для сварки алюминия с содержанием кремния, который дает:

  • защиту шва от коррозии;
  • плавный переход наплавленного металла;
  • легкую связываемость материалов.

    Хороший выбор проволоки для алюминия в нашем каталоге.

    Как варить алюминий полуавтоматом для начинающих

    При ответственном ремонте алюминиевых деталей, монтаже каркасов из профиля электродами не сделать надежных соединений. При сварке алюминия полуавтоматом швы получаются качественные. Можно варить легкий металл электродуговой сваркой в среде аргона или углекислого газа с использованием специальных тугоплавких электродов и присадочной проволоки, но сварка полуавтоматом – наиболее эффективный и надежный метод обработки алюминиевых сплавов.

    Если проводят сварку алюминия полуавтоматом без газа, применяют защитные флюсы или используют специальную многокомпонентную порошковую проволоку, которая при нагревании создает газовое облако, препятствующее окислению.

    Особенности сварки алюминия полуавтоматом

    Легкий металл относится к плохо свариваемым из-за оксида, образующегося на поверхности под воздействием воздуха. С деталей необходимо предварительно счищать оксидную пленку, она, в зависимости от сплава, прогорает при +2050 – +2200°С, а температура плавления алюминия всего +660°С.

    У алюминиевых сплавов высокая теплопроводность: детали быстро прогреваются при нагреве и сразу остывают, как только исчезает источник тепла. При термообработке в алюминиевых заготовках возникают внутренние напряжения, из-за них на шве появляются трещины.

    Решая, как заварить алюминий полуавтоматом, необходимо предусмотреть предварительный прогрев заготовок газовой горелкой до +150 – +190°С. Специалисты используют подкладки, отводящие тепло, они не дают алюминию сильно прогреваться и быстро остывать. Важно придерживаться режима сварки, чтобы не прожечь тонкие детали.

    Какой полуавтомат подойдет для сварки алюминия

    Производители предлагают бытовое и сварочное оборудование в большом ассортименте. Есть компактные модели, генерирующие ток различных параметров.

    Функционал

    При выборе сварочного полуавтомата для сварки алюминия в частную мастерскую, автосервис, лучше выбирать устройства с функцией TIG, вырабатывающие импульсный ток высокой частоты. Они оснащены режимом «PULSE». Работа на них снижает риск прожогов, поддерживается стабильная короткая дуга. С инверторами TIG без импульсного блока работа идет в три раза медленнее, но качество соединения тоже будет высоким.

    Простенькие инверторы с функциями MIG/MAG применяют для бытовых целей, к ним можно подключать аргон и углекислый газ. С такими инверторами сложно сделать качественное соединение, они рассчитаны на невысокие токи. За дополнительные функции платить не стоит. Чем сложнее будет оборудование, тем больше риск поломки.

    Мощность

    Толстый алюминий варят на высоких токах, поэтому для профессиональной работы лучше выбирать трехфазный сварочный аппарат на 380 В. Бытовые подключаются к стандартной сети 220 В, удобны полуавтоматы с двумя входами.

    Технические характеристики

    Длина шланга для подачи присадочной проволоки не должна превышать 3 метра, мягкая присадка в длинном шланге будет перегибаться, металл легко поддается деформации. Силу трения минимизирует тефлон, обычный канал меняют на тефлоновый. Для сварки алюминия лучше выбирать полуавтоматы с 4-х роликовым механизмом подачи проволоки, канавки должны быть U-образными. Такой блок полуавтомата не будет заминать проволоку во время подачи. Двухроликовые устройства не такие надежные. Диаметр наконечника должен превышать размер проволоки, нужно учитывать коэффициент расширения металла, увеличение толщины присадки в рабочей зоне.

    Настройка сварочного полуавтомата

    Для работы полуавтомата по алюминию не существует универсальных настроек. Сварщики ориентируются на толщину заготовки. В быту чаще варят 2-мм алюминий, для этого выставляют рабочее напряжение 15 В, ток в зависимости от состава легирующих добавок, регулируют в диапазоне от 100 до 150 ампер. Скорость подачи проволоки регулируют, исходя из личного опыта сварки. Это усредненные настройки, они корректируются по ходу работы. MIG сварка алюминия проводится с обратной полярностью: на заготовку выводят минусовую клемму, на подающий мундштук – плюсовую.

    Читайте также  Необрастающая краска для алюминия

    Что еще нужно для сварки алюминия полуавтоматом

    Для TIG сварки используют вольфрамовый неплавящийся электрод. В качестве защитного газа используют баллоны с углекислотой или инертный защитный газ (аргон или смесь аргона и гелия). При выборе присадочного материала учитывают марку свариваемого сплава. Проволока должна соответствовать размеру заготовки. Для толстостенных деталей используют присадку диаметром от 1,2 до 1,6 мм, для тонких – от 0,8 до 1,2 мм.

    Технология сварки

    В домашних условиях заготовки варят бытовым полуавтоматом постоянным током обратной полярности. Своими руками можно сделать вполне приличный шов, если соблюдать технологию:

    1. Сначала нужно подготовить оборудование. Подбирают наконечник под полуавтомат для сварки алюминия. Он должен быть на несколько мм больше размера проволоки.
    2. Детали в рабочей зоне зачищают до блеска, используя шлифовальную машинку или металлическую щетку.
    3. Выбирают режим работы с учетом толщины заготовки, сплава. Можно использовать настроечные таблицы, оговоренные ГОСТ.
    4. Подачу защитного газа включают за несколько секунд до розжига дуги, чтобы образовалось защитное облако газа.
    5. Разжигают дугу, поддерживая расстояние между ванной расплава и насадкой не более 15 мм, минимальный зазор – 1 см.
    6. Скорость подачи присадки регулируют постепенно, сразу на максимум не устанавливают, следят, чтобы металл хорошо проваривался.
    7. Дугу ведут ровно, формируя равномерный наплавочный валик.
    8. В конце работы дугу сначала плавно отводят в сторону, только после этого отключают ток. Подачу защитного газа не прекращают в течение 10-20 секунд, пока остывает рабочая зона. Она предохраняет расплавленный металл от воздействия кислорода.

    Полезные советы

    Чтобы качественно заварить металл полуавтоматом, стоит прислушаться к профессионалам:

    1. Для очистки алюминия нежелательно использовать металлические щетки, которыми чистили другие металлы, лучше вязать новую, без посторонних включений. Лучше использовать химическую обработку металла кислотой с последующей промывкой.
    2. При сварке алюминия полуавтоматом в аргоне на четырехтактном импульсном токе металл прогревается быстрее, в зоне расплава создается высокая температура. Снижается вероятность попадания остаточного слоя оксида в шов.
    3. Снизить внутренние линейные напряжения можно, убавляя ток к финальному этапу сварки. Начинают работу, наоборот, на максимальном режиме, чтобы пробить оксидированный слой.
    4. Работая полуавтоматом в среде углекислого газа, резких движений не делают, насадка должна расплавляться равномерно.
    5. Когда используют защитную атмосферу, рабочую зону ограждают от сквозняков, чтобы порывы ветра не сносили в сторону газовое облако.
    6. При работе необходимо соблюдать технику безопасности, использовать спецодежду, индивидуальные средства защиты, в том числе для органов дыхания, некоторые легирующие добавки оказывают на организм токсическое действие.

    Полуавтоматическая сварка алюминия в домашних условиях требует определенных навыков. Новички могут сварить металл некачественно, тогда его будет корежить, шов растрескается. Перед тем, как браться за ответственные соединения, нужно «набить руку», научиться выдерживать оптимальное расстояние, выработать скоростной режим.

    Технология сварки алюминия полуавтоматом: требование к оборудованию

    Сварка алюминия полуавтоматом надежный и экономичный способ создания неразъемных соединений деталей из алюминиевых сплавов. Ряд физико-химических особенностей металла осложняет работу с ним, поэтому при подготовке и сварке необходимо строго следовать требованиям техпроцесса.

    Особые свойства

    Основная особенность металла — возникновение на его поверхности слоя оксида, обладающего высокой температурой плавления, втрое большей, чем у самого металла. Если этот слой не удалить механической или химической зачисткой, сварить заготовки будет невозможно.

    Оксидный слой образуется в виде пленки и на поверхности расплава, поэтому сварочную ванну нужно защищать от контакта с воздухом.

    Еще одна особенность алюминия — его высокая теплопроводность. Для полноценного проплавления приходится использовать большие сварочные токи, это повышает риск прожога. Перед свариванием толстостенных заготовок их следует подогреть.

    Требования к оборудованию

    Можно ли полуавтоматом варить алюминий? Технически можно варить алюминий любыми классами сварочного оборудования. На практике в производственных условиях чаще используют импульсные источники тока.

    В домашней мастерской удобнее пользоваться инверторным полуавтоматом, работающим в атмосфере защитных газов (TIG). Работать таким устройством можно и без газа, при этом придется применять флюсосодержащую сварочную проволоку либо деталь должна вариться под слоем флюсового порошка. К оборудованию предъявляются следующие требования:

    • наконечник, подающий алюминиевую проволоку в рабочую зону, должен иметь запас по диаметру, чтобы она не застряла, расширившись при нагреве;
    • длина рукава, подающего проволоку, напряжение и газ, ограничена тремя метрами, рекомендуется использовать тефлон;
    • подающий механизм вместо V-образных роликов требуется оснастить U- образными, не зажимающими мягкую проволоку;

    Задачи сварщика при работе

    Сварщику придется решать одновременно ряд задач:

    • пробить оксидный слой импульсным разрядом;
    • поддерживать протяженность электродуги в пределах 12-15мм;
    • учитывать высокую степень расширения алюминия при нагреве.

    Чтобы при остывании и усадке заготовки не деформировались и не появлялись дефекты, начинать шов надо сильным током, разрушающем оксидный слой, а завершать – плавно снижаемым, не допуская больших температурных перепадов.

    Технологические особенности

    Как правильно варить алюминий полуавтоматом? В качестве защитной среды применяют аргон, гелий и их смеси. Углекислый газ не подходит. Не применяются также смеси с добавлением углекислоты. Если соединение не является особо ответственным, допустимо варить без газовой среды, с флюсосодержащей, или самозащитной проволокой.

    При выборе TIG метода дуга поддерживается неплавким вольфрамовым электродом, проволока используется как присадочный материал. Дуга разжигается высокочастотным импульсом.

    При MIG методе плавящиеся электроды служат присадочным материалом. Сварка идет на обратной полярности.

    Настройки оборудования

    Для правильной настройки и выбора режимов необходимо учитывать следующее:

    • режимы выбираются исходя из толщины заготовки, состава сплава; способа разделки кромок, выбранных сварочных материалов, справочные таблицы приведены в ГОСТе;
    • следует проверить исправность вытяжной вентиляции, чтобы удалять образующуюся копоть;
    • наконечники подбираются с запасом на тепловое расширение проволоки;
    • тщательная зачистка проводится непосредственно перед сваркой;
    [stextbox время работы, особенно с тонколистовыми заготовками, необходимо следить за режимом теплоотвода. Это позволит избежать перегрева деталей и связанных с ним дефектов.[/stextbox]

    Постоянным током обратной полярности

    В ходе работы по технологии MIG электродуга плавит присадочный материал. Ионизированные капли расплава притягиваются имеющей противоположный потенциал поверхностью расплава. При этом они теряют свой заряд и выделяют энергию. Это разрушает слой оксидов, возникающий на поверхности расплава. После остывания расплав кристаллизуется, формируя шовный материал.

    Аппараты-полуавтоматы

    Выбирая сварочный полуавтомат для сварки деталей из алюминия, необходимо уделять внимание следующим характеристикам:

    1. Мощность. Для сварки алюминия требуется мощность от 6 квт.
    2. Режимы. Должен поддерживать режим работы импульсами (Pulse), TIG и MIG.
    3. Напряжение. Бытовые аппараты работают от сети 220 вольт. Если толщина превышает 3 мм, лучше остановиться на трехфазном питании 380 вольт.

    Для заготовок большой толщины лучше выбрать аппарат, оснащенный системой охлаждения горелки.

    Как использовать?

    Следует обеспечить следующие параметры и характеристики:

    Проволока

    Выбирая алюминиевую проволоку для сварки полуавтоматом, необходимо учитывать такие моменты, как:

    • химический состав должен быть близок к составу материала заготовок, это обеспечит близкие температуры плавления;
    • диаметр от 0,8 до 1,6 мм.

    Так, для сплавов с долей кремния менее 5% используют марку ER4043 и ER5356

    Рабочие режимы для сплавов с низким содержанием кремния.

    Горелка

    Шланг должен иметь тефлоновый тракт подачи проволоки и длину не более 3 метров.

    Наконечник подбирается с запасом до +0,4 мм относительно диаметра проволоки.

    При работе токами сильнее 200А потребуется система водяного охлаждения горелки.

    Механизм подачи проволоки

    Чтобы мягкая алюминиевая проволока не заламывалась и не застревала, следует использовать систему подачи с четырьмя роликами. Профиль роликов должен быть U образный. Механизм нуждается в тонкой регулировке силы натяжения и прижима после каждой смены диаметра проволоки.

    Положение газовой горелки

    При сварке аргоном сварочным полуавтоматом горелка должна быть наклонена на 10-20 о . Зазор между соплом и заготовкой нужно поддерживать в районе 10-15 мм, если отвести горелку дальше, вырастет расход аргона. Ведут горелку справа налево, или движением руки «от себя», от ванны. Это позволяет очищать поверхность шва и снижать загрязнение его шлаками.

    Скорость ведения

    Алюминий следует сваривать быстрым движением горелки, высокотемпературной электродугой. Это позволяет избежать прожогов при высоких значениях рабочего тока, необходимого для прогрева детали.

    Выпуклые швы

    Соединение алюминиевых заготовок подвержено риску образования трещин из-за высокого коэффициента расширения материала. Если на шве образовался кратер, он служит точной концентрации напряжений и началом для трещин. Образующиеся в ходе сварки кратеры необходимо заваривать до образования выпуклости, усиливающей шов. Для этого следует провести горелку в обратном направлении, не гася дугу.

    Меры предосторожности

    При выполнении работ следует соблюдать следующие меры безопасности:

    • использовать средства индивидуальной защиты от брызг металла и ультрафиолетового излучения сварочной дуги: плотную несгораемую одежду и обувь, маску сварщика с адаптивным светофильтром, спилковые краги;
    • защищать органы дыхания респиратором либо индивидуальным дыхательным аппаратом с подачей чистого воздуха из баллона или от магистрали;
    • перед началом работы проверять исправность оборудования, отсутствие механических повреждений, нарушения изоляции и утечки газа.

    Возможные сложности

    К сложностям, с которыми можно столкнуться при сварке алюминия, относятся:

    • недостаточный прогрев толстостенных заготовок, ведущий к неполному проплавлению кромок;
    • образование оксидного слоя при некачественной или преждевременной зачистке;
    • возникновение трещин из-за перегрева заготовки и последующей усадки;
    • сложность определения температуры заготовки «на глаз», поскольку алюминий не меняет цвет при нагреве;
    [stextbox сварщики дают один общий совет: точное соблюдение режимов сварки и технологических требований поможет избежать этих проблем.[/stextbox]

    Плюсы и минусы

    Технология полуавтоматической сварки характеризуется следующими преимуществами:

    • прочность и долговечность соединения;
    • экономный расход сварочных материалов и энергетических ресурсов;
    • компактность оборудования.

    Свойственен методу и ряд недостатков:

    • высокая стоимость оборудования;
    • механизм подачи боится запыленных помещений;
    • сложности работы при отрицательных температурах.

    Заключение

    Полуавтоматическая сварка алюминия позволяет получать прочный и долговечный шов и экономить ресурсы. Она не требует высокой квалификации сварщика, однако требования технологии необходимо строго соблюдать. Доступна технология и для домашних мастерских.