fbpx

Аппараты для сварки алюминия: особенности сваривания алюминия

Алюминий имеет свои особые технические характеристики и его невозможно варить на обычном оборудовании. Аппарат для сварки алюминия на переменном и импульсном токе обеспечивает защиту ванны и горячего металла от контакта с воздухом и быстро нагревает рабочую зону. Тонкие настройки позволяют выбрать режимы работы, когда оксидная пленка разрушается, а алюминий не начинает гореть.

Некоторые особенности алюминия и сплавов на его основе

Алюминий отличается от других металлов высокой теплопроводностью, химической активностью и малым удельным весом. Сварочный аппарат для алюминия должен быстро работать и хорошо защищать сварочную ванну. Обычное оборудование для металлоконструкций и подварки кузовов не сможет обеспечить подходящие для сварки алюминия режимы.

Алюминий быстро окисляется даже в холодном состоянии при комнатной температуре. Образующаяся сверху оксидная пленка намного тверже, чем основной металл и плавится при 2000⁰C, что в 2 раза выше плавления самого алюминия. Частично прочность легких дюралевых деталей обеспечивает твердая пленка окиси алюминия. При механической зачистке до чистого металла на открытом воздухе окисная пленка очень быстро восстанавливается.

У алюминия высокий коэффициент линейного расширения при нагреве. Если детали перегреть, то их сильно покоробит.

Высокая теплопроводность способствует быстрому распространению тепла по телу детали и такому же почти мгновенному охлаждению шва, когда шлак еще не вышел наружу.

Процесс и его особенности

Исходя из особенностей металла и его сплавов, у сварочного аппарата для сварки алюминия должны быть следующие характеристики:

  • взламывание оксидной пленки;
  • тонкая регулировка режимов;
  • работа с импульсными и переменными токами;
  • инертный защитный газ;
  • возможность работать с алюминиевыми и вольфрамовыми электродами;
  • высокий ток;
  • стабильная дуга.

В зоне сварки образуется высокая температура. Варить алюминий необходимо быстро, не прерываясь. Продолжительность работы горелки увеличивает водяное и воздушное охлаждение держака и корпуса самой горелки.

Для сварки алюминия, особенно длинных швов, следует менять обычные горелки с охлаждением на тефлоновые. Они жаропрочные и служат значительно дольше при работе высокими токами.

Остывание в зоне сварки будет происходить медленнее, если перед работой детали полностью подогреть до температуры 250 – 280⁰C. Это исключит образования переходной зоны вдоль шва и горячих трещин.

Сложность сварки алюминия в невозможности четки видеть сварочную ванну. Металл не изменяет своего цвета при нагреве и плавлении.

Каким должен быть сварочный аппарат

Сварку алюминиевых сплавов производят на аппаратах в режиме TIG, переменного и импульсного тока с частотой до 200Гц и током до 200А. К ним относятся:

  • полуавтоматы;
  • аппараты аргонно-дуговой сварки;
  • инверторы.

Для взламывания окисной пленки применяют осциллятор. Он устанавливается в корпус аппарата, увеличивает частоту колебаний до 300Гц. Работает сварочное оборудование на трехфазном токе 380В.

Импульсный ток – это срезанная по оси синусоида. Двойной импульс означает, что синусоида направлена выступами в одну сторону и при обычной частоте в 50Гц она 100 раз достигает пика своего значения.

Перед тем как сварить алюминий и сталь высоколегированную, в том числе нержавейку, следует выбрать тугоплавкие электроды и соответствующие присадки. В обоих случая подходит неплавящийся электрод и присадочная проволока с кремнием и хромом.

Требования к технологии

Технология начинается с тщательной подготовки свариваемых торцов. Перед работой место под сварку на алюминиевых и дюралюминиевых деталях тщательно зачищают от окислов. Для этого подходит болгарка с мелкозернистым кругом. Шов накладывается непрерывный за один проход. Сварка алюминиевых труб делается за 2 захода, снизу вверх.

Газ включается до начала розжига дуги. Начало процесса производится на высоких токах. Завершается сварка на пониженных токах. Аппараты для сварки должны менять силу тока и напряжение после начала работы.

Для сварки алюминия используется вольфрамовый плавящийся и неплавящийся электрод. Присадочные прутки для алюминия используются двух видов: из чистого металла и литейный алюминий с добавлением кремния.

Выполняют сварку тонкого алюминия аргоном. Толстые листы и детали варят в среде защитного аргонно-гелиевого газа.

Перед началом сварки электрод следует заточить. Плавящийся на полукруг. Неплавящийся затачивается под углом 40⁰ с небольшой площадкой. В процессе сварки на конце должна быть капля чистого металла размером меньше диаметра электрода.

[stetxbox id=’alert’]Важно! Если капля на электроде темнеет, значит мало газа или аргон не чистый, с добавлением воздуха. Если увеличение расхода газа не изменяет ситуацию, надо менять газовый баллон.[/stextbox]

Длина дуги при сварке алюминия, должна быть постоянной в пределах 12 – 15 мм. Более короткая будет прожигать лист, особенно тонкий. Длинная дуга не прогреет, как положено металл.

Сварка дюралюминия производится по той же технологии, что и чистого металла. Уменьшается только сила тока. При выборе, чем лучше варить дюралюминий, следует остановиться на алюминиевой проволоке. На импульсных аппаратах она просто стекает струей в разогретую ванну и соединяется с металлом.

Если у любителя имеется лодка и ее надо отремонтировать, подойдет импульсный инвертор с осциллятором и вольфрамовый электрод с присадочной проволокой из алюминия. Более дешевый вариант для редкого применения – аргонно-дуговая сварка переменным током. Для мастерских с большим объемом работ лучше выбрать высокопроизводительный импульсный аппарат или полуавтомат.

Регуляторы установок

Алюминий требует тонких настроек и понижения тока в процессе сварки. Основные функции, которые должен иметь аппарат для сварки алюминия:

  • бесконтактного розжига;
  • зоолокации – регулировки соотношения полярности дуги;
  • регулировка баланса переменного тока.

Бесконтактный розжиг обеспечивает возгорание дуги без чирканья о деталь и постоянное ее горение.

При работе в режиме AC полярность дуги меняется с прямой на обратную и наоборот. Зоолокация позволяет подбирать оптимальную направленность тока и частоту изменений полярности.

Продолжительность пауз и импульсов регулируется балансиром в зависимости от толщины свариваемого металла.

Дополнительно сварщиком выставляется:

  • стартовый ток;
  • величина и характер основного тока;
  • форсаж дуги.

Кроме этих функций качественную сварку обеспечивает несколько таймеров. Они отвечают за:

  • подачу газа до начала сварки;
  • время спада тока;
  • подачу газа после завершения работы.

защитный газ подается до начала процесса сварки – розжига дуги. Это обеспечивает полное закрытие ванны до начала процесса плавления.

Начинать варить алюминий надо на повышенном токе, затем его надо понизить. Таймер автоматически понижает ток через определенное время после начала работы.

Алюминий остывает быстро, но все равно необходимо время, чтобы шов не окислился и не потрещал. После отключения электрической дуги еще 5 – 7 секунд подается газ в рабочую зону.

Установка и выключение

Не зависимо от того, какой материал требуется сваривать, оборудование следует включать и выключать в определенной последовательности.

  1. Проверить целостность корпуса, кабелей и заземление.
  2. Подключить кабеля к аппарату и детали.
  3. Подвести и закрепить на держателе газовый шланг.
  4. Подсоединить охлаждение.
  5. Выставить режимы работы в зависимости от того, какая толщина металла и длина шва.

На плиту укладывается дюралевый лист, закрепляется. После этого можно включить оборудование. Если ток постоянный, то следует выбирать обратную полярность и специальные электроды, работающие в режиме AC/DC. Ими удобно сваривать материалы, которые не поддаются обработке стандартными способами.

После сварки следует непродолжительное время ожидать, пока остынет деталь, не выключая аргон. Затем отключить все в обратном порядке.

Эксплуатация оборудования при работе

Алюминий варится на высоких токах с большой частотой. Для оборудования такой режим представляет большую нагрузку. Следует соблюдать режим работа-отдых, указанные в техническом паспорте оборудования.

Следует точно настраивать аппарат и проверять заземление.

При работе на полуавтомате с алюминиевой проволокой длина шлангов не должна превышать 3 метра. Сопло следует выбирать шире обычного. Алюминиевая проволока мягкая и при нагреве сильно расширяется. В результате возникает трение и она заедает.

Насадка для газа выбирается с широким соплом и сеткой внутри. Поток образуется равномерный и хорошо закрывает ванну.

Виды

Для алюминия применяется в основном электродуговая обработка на переменном токе. Плазменный горячий поток легко может расплавить любой металл, но алюминий имеет тугоплавкую пленку и он сильно покоробится при нагреве газовой горелкой. К тому же он активно вступает в реакцию не только с кислородом, но азотом и углеродом. В результате образуется хрупкий шов с толстым слоем шлака и детали с большой поводкой.

Полуавтомат

На полуавтоматах для сварки используют алюминиевую проволоку. Она с постоянной скоростью подается в горелку и расплавляется в ванной. К ручке прикреплена форсунка, подающая защитный газ. Всем процессом управляет полуавтомат, рука сварщика только направляет расплавленную ванну для образования шва.

Полуавтоматическая сварка высокопроизводительная. Ее хорошо применять на производстве с большим количеством деталей под сварку из разных сталей и металлов. При работе с алюминием можно накладывать непрерывный шов длиной до 5 м.

Инверторное оборудование

Для сварки алюминия и его сплавов подойдет обычный инвертор с подключенным к нему баллоном, в котором аргонный газ. В качестве защитного флюса используется аргон, гелий и их смесь.

Чаще всего домашние сварочные работы, с которых подвариваются алюминий и дюраль, выполняются на простых инверторах. Прибор выдает ток, достаточный для непродолжительной сварки цветных металлов.

Для сварки подбираются специальные электроды, рассчитанные на работу с металлами, обладающими высокой теплопроводностью, это серия О3Р и О3А, диаметр 2,5 – 3 мм. Они представляют собой стержень из специального сплава и обмазки.

Перед тем как сваривать алюминий инвертором, электроды необходимо хорошо прокалить. Если в их обмазке, используемой в качестве флюса, останется влага, она образует поры в металле шва и шлаковые включения.

Шов следует накладывать не спеша, следить, чтобы ванна успевала прогреваться, а шлак всплыть. Инверторное соединение деталей дает прочный и красивый шов с небольшой зоной прогрева по бокам.

Аргоновая сварка

Ручная аргонодуговая сварка применяется чаще всего любителями при ремонте автомобиля или лодки, сваривании небольших деталей. В качестве расходного материала используют в основном неплавящиеся вольфрамовые электроды и присадочная проволока. Вместе с ними в зону сварки подается аргон, защитный газ.

Неплавящиеся электроды создают с помощью дуги высокую температуру. При этом обмазка также не обгорает, обычного для ручной сварки флюса нет.

Кроме вольфрамовых, могут применяться угольные электроды и специальные для сварки металлов с высоким коэффициентом теплоотдачи, такие как алюминий, медь и их сплавы. Они имеют обозначение А3. Выпускаются с рутиловой, целлюлозной и вольфрамовой обмазкой.

Аргоновая сварка может производиться на инверторах и трансформаторах. Главное условие, это подключение газа.

Последовательность в домашних условиях

В домашних условиях следует сначала проверить исправность оборудования. Затем готовятся детали. Их устанавливают на специальный верстак или плиту. Закрепляют для сварки, по возможности без прихваток.

Непосредственно перед работой зачищают, снимая пленку окислов механическим путем.

Электроды и проволока должны быть сухими, прокаленными в печи. Детали тоже по возможности подогревают в печи или аргоном горелкой. После этого производят сварку.

Варить алюминий можно длинными швами по горизонтали. Короткие строчки применяют для вертикали и потолка.

Электродуговая сварка алюминия в среде аргона возможна для выполнения в условиях гаража и домашней мастерской. Лучше всего использовать инвертор, как универсальное оборудование.

Оставить комментарий

Оцените статью*