Сварка алюминия - практические советы и рекомендации

Немногим более чем за 100 лет алюминий из редчайшего и дорогого материала превратился в необходимую составляющую нашей жизни. Области его применения все более расширяются, соответственно, растут и объемы потребления.

Именно малый удельный вес алюминия является тем определяющим фактором, который позволяет создавать легкие и в то же время прочные конструкции (фото 1).

Пример конструкции, сваренной из алюминиевых деталей

Рис. 1. Пример конструкции, сваренной из алюминиевых деталей.

Способы сварки

Для сваривания деталей из алюминия и его сплавов применяется как MIG-, так и ТIG(АС)-сварка. Скорость TIG-сварки в три раза ниже, чем скорость MIG-сварки, но в результате шов получается более качественным, поры отсутствуют.

Основные рекомендации по сварке и свойства материала

Прежде чем впервые приступить к работе с алюминием, сварщик должен ознакомиться с особенностями материала и технологией его обработки. Чистый алюминий проводит электрический ток в четыре раза лучше, чем сталь, поэтому процесс его сварки имеет свои технологические особенности.

Способность проводить тепло у алюминия (около 2,2 Вт/см*K) также значительно выше, чем у стали (около 0,6 Вт/см-K). Например, у таких часто применяемых алюминиевых сплавов, как AlMg4,5Mn или AlMg5, теплопроводность составляет от 1/2 до 1,3 Вт/см*K, что также выше значения теплопроводности стали.

То, что алюминий лучше проводит тепло, делает весьма затруднительной быструю сварку, потому что уменьшается глубина провара. Для застывания сварочной ванны требуется меньше времени, поэтому происходит неполное газовыделение, что может привести к образованию пор в

сварочном шве и плохому соединению. Чтобы избежать этого, необходимо использовать более высокую силу сварочного тока, чем при сварке стали, предварительно нагреть заготовку, предназначенную для сварки, и использовать защитный газ, содержащий гелий.

В самом начале сварки возможна некоторая непрочность сварного шва из-за недостаточного провара. Выходом из этого положения может быть использование 4-тактного сварочного аппарата. В первом такте сварки используется ток большой силы, что позволяет ускорить нагрев рабочей заготовки (см. также "Специальные рекомендации по MIG-сварке").

Материалы и сварочная проволока

Спектр алюминиевых сплавов сегодня весьма широк. Что касается алюминиевой проволоки, общим требованием является ее своевременное использование. Хранение при вскрытой упаковке должно быть сведено к минимуму: быстрое окисление поверхности ведет к ухудшению качества проволоки. Особенно сильно вредит проволоке высокая влажность воздуха.

Место будущего сварного шва должно быть тщательно очищено от жирных, масляных и других загрязнений. Это должно быть сделано непосредственно перед сваркой. За очень короткое время алюминий покрывается слоем оксида алюминия (Al2O3). Этот оксидный слой удаляется посредством очищающего эффекта сварки (при положительной поляризации).

Защитные газы для сварки

Алюминиевые материалы должны свариваться в среде защитных инертных газов. В основном для этого применяется аргон. Но предпочтительнее использовать газовую смесь аргона и гелия. Более высокий показатель теплопроводности гелия определяет и более высокую температуру сварочной ванны, что оказывается преимуществом при сварке толстых металлических листов.

Применение смеси защитных газов способствует более полному газовыделению, что уменьшает образование пор.

Сварочные аппараты

Стандартные MIG/MAG-аппараты подходят для сварки алюминия весьма условно. Оптимального результата можно добиться, используя импульсно-дуговые аппараты, которые снабжены специальной программой для сварки алюминия.

Импульсно-дуговые сварочные аппараты с током сварки от 250 до 520 А

Рис. 2. Импульсно-дуговые сварочные аппараты с током сварки от 250 до 520 А.

На фото 2 показаны импульсно-дуговые сварочные аппараты с током сварки от 250 до 520 А, которые можно устанавливать в зависимости от конкретного случая. В качестве контрольных можно рекомендовать следующие параметры: при толщине металлического листа не менее 6 мм необходим аппарат с минимальным током сварки 300 А.

Импульсно-дуговая сварка

Импульсно-дуговые сварочные аппараты располагают готовыми программами для сваривания различных материалов. Эти программы имеют оптимальную настройку для различных сплавов. Ручной переключатель на панели управления дает возможность выбрать любую программу (фото 3). С помощью кнопочного управления на регуляторе энергии нужно выбрать только силу тока.

Внешний вид панели управления

Рис. 3. Внешний вид панели управления.

Настройка всех остальных параметров производится автоматически микропроцессором.

Подача проволоки

Алюминиевая проволока значительно мягче стальной. В связи с этим рекомендуется 4-роликовое подающее устройство для того, чтобы прижимное усилие распределялось на каждую пару роликов.

Ролики для подачи алюминиевой проволоки должны иметь U-образную канавку, чтобы защитить поверхность проволоки от повреждения. Необходимо правильно выбрать диаметр канавки, чтобы максимально уменьшить прижимное давление.

Сварочная горелка

Для сварочной горелки в основном применяется тефлоновая трубка для уменьшения трения проволоки. Общая длина горелки не должна превышать 3 м, а подвод шланга должен быть по возможности прямым. При толщине проволоки от 0,8 мм рекомендуется применение Push-Pull-горелки. В этой горелке установлен дополнительный мотор (фото 4), что позволяет использовать шланг длиной более 10 м.

Фото Push-Pull-горелки

Рис. 4. Фото Push-Pull-горелки.

Положение горелки

Алюминий варится горелкой, установленной под углом 10...20° к вертикали. Расстояние между контактной форсункой и свариваемым металлом должно быть 10.15 мм.

При большем расстоянии защитный газ утрачивает свое защитное действие. В любом случае необходимо избегать дополнительного притока воздуха.

Расход защитного газа

Рекомендуется следующий расход:

  • диаметр проволоки 1,0 мм -12.14 л/мин;
  • диаметр проволоки 1,2 мм - 14.16 л/мин;
  • диаметр проволоки 1,6 мм - 18.22 л/мин.

Для установки необходимого расхода газа рекомендуется использовать регулятор давления с поплавком.

4-тактный режим работы

Современные импульсно-дуговые сварочные аппараты снабжены особой 4тактной функцией. В первом такте сварки активируется более высокий ток сварки, который позволяет быстро нагревать свариваемые детали (рис. 6). При этом можно избежать сварочных дефектов в начале сварки.

Более высокий ток сварки, который позволяет быстро нагревать свариваемые детали

Рис. 6. Более высокий ток сварки, который позволяет быстро нагревать свариваемые детали.

В результате усадки сварочной ванны при охлаждении возникают трещины концевого кратера. С помощью понижающей функции в третьем такте (наполнение концевого кратера) можно избежать появления этих трещин.

Интерпульс-метод

Одним из специфических методов импульсно-дуговой сварки является интерпульс-метод, который имеет преимущества перед другими методами при сварке алюминия.

В этом случае добавляется второй импульс-процесс (рис.7). Сварочный шов выглядит так же, как и при TIG-сварке (рис 5). Преимуществами интерпульсметода являются: внешний вид и качество шва, как при MIG-сварке;

уменьшение нагрева шва; уменьшение коробления заготовки. Специальные рекомендации по ТІ*(АС)-сварке TIG-аппараты

Импульс-процесс сварки

Рис. 7. Импульс-процесс сварки.

Внешний вид сварочного шва

Рис. 5. Внешний вид сварочного шва.

Для сварки алюминия TIG-аппаратами производится переключение на переменный ток (AC). Имеется большой выбор сварочных аппаратов от 170 до 600 А.

Положение горелки Горелка располагается по направлению сварки под углом 15.40° к вертикали. Присадочный материал вводится в сварочную ванну рукой под углом 10.30° по отношению к заготовке (рис.8).

Присадочный материал вводится в сварочную ванну

Рис. 8. Присадочный материал вводится в сварочную ванну.

Количество защитного газа

Количество защитного газа составляет примерно 5.12 л/мин в зависимости от диаметра керамической форсунки горелки. После окончания сварки газ должен еще некоторое время выходить для защиты сварочного шва и горячих электродов.

TIG-аппараты

Для сварки алюминия TIG-аппаратами производится переключение на переменный ток (AC). Имеется большой выбор сварочных аппаратов от 170 до 600 А.

Электрик-2004-08.

0 340 Электроника в быту
сварка
Написать комментарий:

cashback