Сварка алюминия и её особенности. Технологии и аппараты для сварки алюминия.
Алюминий в наши дни используется практически во всех областях промышленности и хозяйственной деятельности. Из этого материала и сплавов на его основе изготавливаются различные строительные конструкции, емкости и трубопроводы, радиаторы, корпуса ДВС и других агрегатов, а также используемые в быту изделия. Столь широкое применение алюминия обосновано прежде всего его выдающимися характеристиками: достаточно высокой механической прочностью при небольшом весе, отличной электрической проводимостью и теплопроводностью, устойчивостью к коррозии и перепадам температур. Но есть у него и один существенный минус: сварка алюминия является достаточно сложным и трудоемким процессом.
Особенности сварки алюминия
Сложность сварки алюминия связана с его уникальными свойствами, многие из которых обеспечили ему столь высокую популярность. Их следует обязательно учитывать при выборе расходных материалов и сварочных аппаратов, а также при ведении работ.
Основные свойства алюминия, усложняющие процесс сварки:
- Легкая окисляемость. При взаимодействии с кислородом, содержащимся в воздухе, на поверхности алюминиевых изделий мгновенно образуется оксидная пленка, которая увеличивает сравнительно небольшую температуру плавления металла (660° C) больше чем втрое (до 2044° C).
- Большой коэффициент линейного расширения. При затвердевании сварного шва из-за сильной усадки происходят значительные деформации, что может негативно сказаться на качестве соединения.
- Высокая теплопроводность. Из-за значительного отвода тепла из зоны сварки сварочный ток при работе с алюминием должен быть существенно выше, чем для стали аналогичной толщины.
- Значительная жидкотекучесть. Эта особенность значительно усложняет процесс управления сваркой.
- Склонность к порообразованию. Растворенный в сплаве водород стремится выбраться наружу, в результате чего в материале образуются газовые полости.
Для нивелирования вышеперечисленных качеств используются различные приемы. К примеру, для эффективного прожига окисла сварку производят чаще всего переменным током, а также постоянным током обратной полярности. В целях предотвращения повторного образования пленки при нагревании сварка алюминия производится под защитой газов – аргона, гелия или аргоно-гелиевой смеси. Чтобы избежать прожога металла небольшой толщины из-за высокого сварочного тока под свариваемые детали помещают теплоотводящие прокладки из стали и алюминия. Чтобы получить качественный сварочный шов без дефектов при сварке алюминия, необходимо неукоснительно следовать рекомендациям по подаче присадочного материала и размещению горелки/электрода относительно поверхности. При этом техника сварки зависит от ряда факторов: выбранной технологии, толщины металла, состава сплава и т. д.
Основные технологии сварки алюминия
Вне зависимости от выбранной технологи сварки предварительно необходимо тщательно подготовить соединяемые поверхности, очистив их от загрязнений и частично от образовавшегося окисла при помощи ацетона, уайт-спирита или другого аналогичного растворителя. В некоторых случаях необходима также зачистка наждачной бумагой и разделка кромок (если толщина листа более 4 мм) и отбортовка (при толщине листа менее 1,5 мм).
ММА-сварка покрытыми электродами для изделий из алюминия и его сплавов применяется редко из-за низкого качества сварного шва, трудноотделяемого шлака и большого количества брызг расплавленного металла. Она допустима в тех случаях, когда не предъявляется высоких требований к качеству соединения, а толщина металла не менее 4 мм.
Величина сварочного тока обратной полярности должна составлять ~30А на каждый миллиметр диаметра электрода. В качестве расходных материалов применяются электроды типа УАНА и ОЗАНА и их аналоги. С целью предотвращения трещин в сварочном шве и деформации кромок целесообразно применять предварительный прогрев изделий или хотя бы мест соединений до температуры 300-400° С и последующее постепенное охлаждение. Из-за интенсивного образования шлака, усложняющего повторный поджиг дуги, а также образования кратеров, рекомендуется осуществлять сварку без отрыва до полного использования электрода. После завершения процесса необходимо тщательно очистить шов от шлака для предупреждения коррозии.
ММА-сварка алюминия может осуществляться при помощи сварочных аппаратов постоянного тока, предусматривающих возможность смены полярности и обеспечивающих сварочный ток достаточной величины.
TIG-сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа с ручной подачей присадочного материала считается лучшим способом для соединения алюминиевых изделий. Эта технология обеспечивает необходимую защиту от окисления, позволяя получить шов высокого качества при условии ответственного подхода и наличия у сварщика соответствующей квалификации.
Диаметр присадочных прутков и вольфрамовых электродов при сварке алюминия обычно подбирается индивидуально в зависимости от характеристик применяемого оборудования. В общем случае они примерно соответствуют толщине соединяемого металла. Важное значение при TIG-сварке алюминия имеет пространственное положение горелки, скорость её перемещения и правильная подача присадочного прутка в зону сварки. Величина угла между электродом и соединяемыми поверхностями должна быть около 75° (±5°), а присадку следует подавать под прямым углом по отношению к электроду. При сварке необходимо поддерживать длину дуги в пределах 1,5-2,5 мм. Скорость перемещения горелки выбирается исходя из величины сварочного тока и расхода инертного газа, рекомендованных в свою очередь в зависимости от толщины металла.
В качестве оборудования используются аппараты TIG-сварки переменным током, а также универсальные аппараты с возможностью смены типа сварочного тока.
Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа (MIG) также достаточно часто применяется для соединения изделий из алюминия. Данная технология позволяет обеспечить достаточно неплохое качество шва при более высокой по сравнению с TIG-сваркой производительности и меньшей трудоемкости процесса. Последний практически не отличается от сварки других металлов при помощи полуавтоматов, за исключением необходимости использования обратной полярности. Также в данном случае необходима более высокая скорость подачи проволоки, так как плавится она быстрее стальной.
Для MIG-сварки алюминия идеально подходят сварочные полуавтоматы с импульсным режимом и четырехроликовым механизмом подачи проволоки.
Необходимое сварочное оборудование и расходные материалы для сварки алюминия вы можете приобрести в интернет-магазине «Ресурс.Экономика».
В корзине 