Аргонно дуговая сварка алюминия: режимы аргонной сварки для тонкого и толстого алюминия, особенности аргонодуговой сварки и качество аргона, полярность

Содержание

Учебник по TIG-сварке алюминия — Aргонодуговая сварка — TIG

Всем доброго времени суток.

 

Очень часто мне приходят письма подобного смысла и содержания. Мне трудно отвечать всем индивидуально поэтому я попытаюсь создать и потянуть эту тему.

 

Писателей и пИсателей прошу жестко придерживаться темы топика.

 

Цитирую письмо одного из наших форумчан-сограждан:

 

«Константин, здравствуйте.

Дело в том, что я хочу начать постигать АДС алюминия. Есть вопрос как к спецу. Пошел на охоту за присадкой и увидел их разнообразие по диаметрам и маркам. Если с размерами и так понятно, да и марки можно классифицировать на магниевые и кремнистые… Чаще всего попадаются типа АМг-5 и АК-5 Так вот и вопрос, для какого металла или условий нужны одни и для чего другие?

___________

С уважением, +++++++++++++++++»

 

Мой ответ:

 

Добрый день.

Это похвальное начинание.

 

Все, что возникло в голове, по прочтению вашего сообщения, выкладываю непрерывной нитью… Без обид пожалуйста….

 

Для тренировок возьмите оба типа присадок Ф2мм, в пачке обычно 5кг. Выбор диаметра таков именно для учебы, на толстом металле её надо очень быстро подавать, тренирует глаз и руку.

Надо еще кучу РАЗНЫХ алюминек от РАЗНЫХ аппаратов и устройств…. И пару баллонов аргона, желательно Максимально чистого, дабы понять что из себя представляют идеальные условия в сварке.

Дальше жжете металл, присадку, курите форум, опять жжете присадку и металл, жрете стакан водки курите форум и жжете металл… Можно пнуть стол, но аккуратно, вам еще до баллона и аппарата бегать много придется, расход крутить, крутилки-вертелки аппаратные всякие. :rolleyes:

 

Водки тоже много не пейте, всетаки крутилки тоже осознавать нужно… :rolleyes:

 

Вобщем все, что вам нужно это почувствовать душу плавящегося люминя, а мы попробуем вам в этом помочь.

..

 

От всей души удачи.

 

Алюминий если вы его прочувствуете, это очень интересный, капризный и офигенный материал с которым можно творить все, что душе угодно.

 

Вы просто пока неумеете его готовить.

 

Как начнете жечь первый баллон и начнут возникать вопросы, пишите.

 

 

PS: Было бы неплохо если бы ВЫ создали тему на форуме, ведь не только у вас вопросы возникают, да и ваши фотографии выложенные в ветку будут стимулировать ваши старания.

 

Хотя, думаю создам я её сам, процитировав вашу просьбу (такие просьбы приходят регулярно) и этот свой ответ.

 

Заодно попрошу «Папу» Дать мне статус модератора в этом топике, дабы чистить этот топик нещадно.

 

А вы присоединяйтесь, да и Профи думаю с советами подтянуться.»

 

«Конец цитаты»

 

Обязательное условие для обучающихся, обучающих и задающих вопросы:

 

Условия описанны выше***, если вы готовы писать в эту ветку, будьте любезны предьявить общественности:

 

1) Ваше оборудование: Марка и фотография

 

2) Фотографии перечисленных выше материалов:

а) Минимум один баллон аргона. Забыл сказать самое главное: Мы все здесь учимся.

Изменено пользователем Sakhalin_Cat

Аргонодуговая сварка алюминия

Хотя аргонодуговая сварка подходит для многих типов металла, чаще всего ее связывают со сваркой алюминия, особенно тонкопрофильного. Конечно, для сварки алюминия подходят и многие другие процессы сварки, но в случае тонкопрофильных материалов удобнее всего аргонодуговая. Широкое применение алюминия в автомобилестроении привело к ее настоящему расцвету. Высокие механические характеристики и хороший внешний вид сделали ее первоочередным выбором для профессиональных гоночных команд, автомобильных энтузиастов и любителей.

Трудности сварки алюминия

Хотя этот процесс действительно хорошо подходит для сварки алюминия, для того, чтобы обеспечить максимально простую и эффективную работу, нужно помнить о нескольких особенностях алюминия.

Алюминий в чистом виде плавится при температуре меньше 650ºC и перед плавлением не меняет цвет, как это делает большинство других металлов. Поэтому очень сложно определить момент, когда алюминий достаточно раскален и готов расплавиться. Кроме того, слой оксида, который так быстро образуется на поверхности алюминия, имеет почти в три раза более высокую температуру плавления (1760ºC). Еще больше дело осложняет то, что температура кипения алюминия (1582ºC) меньше температуры плавления оксида. Более того, оксид тяжелее и при плавлении опускается и застывает в алюминии. Учитывая все вышесказанное, нетрудно понять, почему перед сваркой так важно удалить с поверхности алюминия слой оксида. К счастью, фаза обратной полярности переменного тока очень эффективно удаляет оксид в пространстве перед сварочной дугой.

Температура

Алюминий – превосходный проводник тепла. Поэтому в начале сварки алюминия требуется большое тепловложение – большая часть тепла уходит на нагрев окружающего основного металла. Через некоторое время после начала сварки большая часть этого тепла распространится в пространство перед дугой и разогреет его настолько, что для сварки станет требоваться меньше тепла. Если продолжать сварку до конца пластины, теплу станет некуда рассеиваться и его скопится столько, что это затруднит сварку и оператору нужно будет снизить силу сварочного тока. Именно поэтому аппараты Lincoln Precision TIG® рекомендуется использовать с педальным регулятором Amptrol™ – он позволяет легко менять силу тока, не отрываясь от сварки. Некоторые алюминиевые сплавы имеют тенденцию к образованию трещин. Это объясняется тем, что в граничном диапазоне температур, когда металл частично жидкий и частично твердый или когда он только застыл, его недостаточно высокая прочность на разрыв не может противостоять усадочному напряжению в ходе охлаждения. С проблемами такого рода можно справиться с помощью подходящего состава присадочного металла и процедуры сварки, а также более коротких валиков сварного шва.

Некоторые эксперты в начале каждого шва (первых 2-3 см) рекомендуют пользоваться обратно-ступенчатым способом сварки, а затем возвращаться к обычному методу. 

Заполнение зазора

Металл в сварочной ванне представляет собой смесь присадочного и основного материала, которая должна обладать заданной прочностью, вязкотекучестью, устойчивостью к образованию трещин и коррозии. В таблице ниже приведены рекомендуемые присадочные металлы для различных сплавов алюминия.

Максимальная производительность наплавки достигается использованием проволок или прутков самого большого приемлемого диаметра и наибольшей силы тока. Оптимальный диаметр проволоки для определенной задачи зависит от приемлемой силы тока, которая, в свою очередь, зависит от сети питания, типа соединения, состава и толщины материала и пространственного положения сварки.

 

Рекомендуемые присадочные металлы для различных сплавов алюминия

 

Рекомендуемый присадочный металл (1)

 Основной металл

Максимальная прочность в состоянии после сварки

Макс. отн. удлинение

EC
1100

1100
1100, 4043

EC 1260
1100, 4043

2219
3003
3004
5005

2319
5183, 5356
5554, 5356
5183, 4043, 5356

(2)
 1100, 4043
5183, 4043
5183, 4043

5051
5052
5083
5086

5356
5356, 5183
5183, 5356
5183, 5356

5183, 4043
5183, 4043, 5356
5183, 5356
5183, 5356

5050
5052
5083
5086

5356, 5183
5554, 5356
5356, 5554
5556

5183, 5356, 5654
5356
5554, 5356
5183, 5356

6061
6063
7005
7039

4043, 5183
4043, 5183
5356, 5183
5356, 5183

5356(3)
5356(3)
5183, 5356
5183, 5356

Примечание:   
(1)  Рекомендации указаны для материалов с «нулевой» закалкой.
(2) Жидкотекучесть сварных соединений для этих металлов мало зависит от металла наплавления. Относительное удлинение этих металлов обычно ниже остальных перечисленных здесь металлов.
(3) Для сварки сплавов 6061 и 6063 при необходимости в максимальной электропроводимости используйте присадочный металл 4043. Однако если Вам требуются и прочность, и электропроводимость, лучше использовать 5356 и увеличить усиление сварного шва, чтобы компенсировать меньшую электропроводимость 5356.

Качественное наплавление

Высокое качество сварки возможно только при использовании чистой проволоки высокого качества. В противном случае в сварочную ванну может быть занесено много грязи из-за относительно большой площади поверхности проволоки по сравнению с объемом наплавления.

Чаще всего сварочная проволока бывает загрязнена маслом или гидрооксидом. Из-за жара от сварки из них начинает выделяться водород, что приводит к возникновению пористости. Алюминиевые сварочные проволоки Lincoln ER4043 и Lincoln ER5356 изготавливаются в условиях строгого контроля и упаковываются так, чтобы предотвратить загрязнение во время хранения.

Так как присадочная проволока имеет легирование, которое может оказаться разбавлено основным металлом, качество наплавления зависит от состава как самой проволоки, так и основного металла.

Чистка, чистка и еще раз чистка

Перед сваркой изделия обычно проходят формовку, обрезание, распиловку или машинную обработку. После этих операций могут оставаться различные загрязнения, которые должны быть удалены для обеспечения высокого качества сварки. Особенно тщательно нужно удалять масла, другие углеводороды и мелкие частицы металла. Края разрезов должны быть чистыми и ровными. Для упрощения очистки в ходе производства нужно быстро удалять любые смазки.

Чтобы снизить вероятность образования пористости и окалины, необходимо обеспечить чистоту рабочей поверхности. Водород приводит к пористости, а кислород – образованию окалины. Оксиды, смазки и масла могут содержать и кислород, и водород, что приводит к низкому качеству соединений и низким механическим и электрическим свойствам.

Очистка должна проводиться непосредственно перед сваркой. В таблице ниже приведены описания самых распространенных процедур сварки:

 

Распространенные методы очистки алюминиевых поверхностей перед сваркой

 Типы чистки

 Удаляемые составы

Только сварочная поверхность

Изделие полностью

Масло, смазка,
влага и пыль
и пыль

Протрите умеренно щелочным растворителем и просушите
Протрите углеводородным растворителем, например, ацетиленом или спиртом.
Протрите фирменным растворителем
Протрите края любым из вышеперечисленного

Обезжиривание в парах растворителя
Обезжиривание распрыскиванием
Обезжиривание парами
Погружение в щелочной растворитель
Погружение в фирменные растворители

Оксиды

Протрите края сильным щелочным растворителем, затем водой, затем азотной кислотой. После этого следует споласкивание водой и сушка.
Протирание фирменными восстановителями.
Механическое удаление, например, щеткой, полировкой или шлифовкой. В случае сварки критического назначения непосредственно перед сваркой зачистите все соединения и прилегающие поверхности.

Погружение в сильный щелочной растворитель, затем воду, затем азотную кислоту.
После этого следует споласкивание водой и сушка.
Погружение в фирменные растворители.

Сварка аргоном — техника соединения цветных металлов

Маркировка по AWS

Цвет электрода

Редкоземельный элемент

% редкоземельного элемента

Предназначение

никель

алюминий

магний

бронза

и их сплавы

Варят особенно ответственные металлоконструкции:

нержавейка, углеродистая, низколегированная сталь.

титановые, медные сплавы

тантал

медь

никель

кремнистая бронза

титан

молибден

ниобий

нержавеющая сталь,

все их сплавы

медь

бронза

алюминий

все стальные сплавы при AC/DC

аналогично

EWU-1,5

алюминиевые

магниевые

сплавы

титановые сплавы

тантал

никелевые сплавы

медь

кремнистая бронза

молибден

сплавы ниобия

Особенности сварки

особая стабильность сварочной дуги

высокая стабильность

наибольшая устойчивость электрической дуги

радиоактивные, не подходят для постоянного использования

сварочная дуга зажигается  легко,  очень устойчива.

минимальная склонность к прожогам

аналогично

EWU-1,5

хорошая устойчивость

улучшенное

выбивание электронов + розжиг

увеличенный допустимый ток

сварочный ток

постоянный ток

прямой полярности

переменный постоянный

прямая полярность

переменный ток

постоянной

прямой

полярности

 

 Перед людьми всегда стоял вопрос создания качественного неразъемного соединения материалов — медный век, бронзовый, железный. Прошли сотни лет, прежде, чем человечество получило технологию — сварка аргоном и научилось варить цветные металлы. Простой ее не назовешь, есть много нюансов, которые должен знать каждый, кто хочет овладеть основными принципами этого навыка. В данной статье Вы почерпнете необходимые знания, благодаря чему, несомненно, добьетесь хороших результатов в сварочном искусстве!

 

 Качественный результат применения сварки аргоном достигается квалификацией специалиста — сварщика-аргонщика. Никакое качественное оборудование и дорогие расходные материалы не заменят опыт профессионала. Ведь он знает мельчайшие нюансы, перед ним открыт весь потенциал TIG технологии.

 Современное оборудование для аргонодуговой сварки выглядит следующим образом: сварочный инвертор, блок жидкостного охлаждения, баллон с аргоном, редуктор для регулировки подачи газа, кабель массы с клеммой и горелка с водяным охлаждением. Осцилляторы, трансформаторы,балластные реостаты — как отдельные элементы остались в далеком прошлом. Расходниками являются элементы горелки: керамические сопла, цанги, держатель цанги и вольфрамовые электроды. Длинный колпачок горелки тоже является расходным материалом, так как в результате падения держака ломается именно он.

 

 Производственная компания «Артстэл» занимается изготовлением металлоконструкций и металлообработкой — резка, сварка аргоном, сверловка, рубка алюминия и нержавеющих сталей. Большое значение мы уделяем качеству выпускаемой продукции, ведь все изделия являются индивидуальными, нестандартными.

 В любой сфере деятельности, основным фундаментом долгосрочного и взаимовыгодного сотрудничества является открытое, честное ценообразование. Качественное исполнение заказов, изготовление изделий в короткие сроки, серьезное отношение к своей работе — залог продуктивных взаимоотношений на долгое время!

Основные рекомендации проведения сварочных работ:

 

  1.  Начиная работу с металлическими поверхностями, обязательно очищаем их от загрязнений, окислов и других включений. Делается это потому, что во время сварки они будут мешать плавлению кромок. Скорее всего появятся дефекты сварного соединения — поры, непровары. Шов будет ненадежным и недолговечным, одним словом — брак. Чтобы избежать подобных последствий, необходимо обработать соединяемые заготовки механически. Для этого действия необходимо снять загрязненный слой напильником или углошлифовальной машиной. Для удаления масляных и жировых пятен рекомендуется обезжирить стыки растворителем.
  2.  Под воздействием кислорода, расплавленный металл незамедлительно вступает с ним в реакцию и окисляется. Чтобы такого не происходило, сварку защищает аргоновый купол. Рекомендуется перед началом сварки продувать сварочную зону газом 1-3 секунды. А также после окончания 3-15 секунд, пока металл не остынет. Управление продувкой осуществляется устройством регулировки Вашего аппарата, благо она есть на всех современных аппаратах.
  3.  Расход газа при аргоновой сварке составляет: для алюминиевых сплавов 7-15 литров в минуту, коррозиестойкая сталь 3-8 л/мин. , титановым сплавам потребуется 6-7 л/мин.. Принцип действия — чем толще материал, тем больше расход аргона.
  4.  Надежность и визуальная красота шва достигается соблюдением следующей техники сварки: кончик электрода располагается на минимальной дистанции от заготовки, т.е. электрическая дуга должна быть короткой. Соблюдая это условие, мы обеспечиваем нужный температурный режим, а так же необходимую величину провара.
  5.  Направление горелки для сварки аргоном — электрод всегда смотрит только вперед. Во время процесса нельзя делать резких движений держателем. Присадочная проволока подается под углом 15-20 градусов относительно изделия, навстречу движения сварочной горелке.
  6.  Никогда не отводите резко горелку от поверхности сварочного шва. Что будет, если Вы именно так и поступите? В зону неостывшего металла попадут атмосферные газы, аргоновая защита исчезнет — появятся поры, окислы, кратеры. Данное соединение будет потенциально опасным, так как со временем оно разрушится: пойдет трещинами и лопнет. Во время сварки старайтесь не выводить из-под аргонового купола кончик присадки, по крайней мере, пока он не остынет. Если этого не сделать, во время следующего введения такого кончика, в шов попадут окислы и он «поплывет». От чего визуально будет не очень ровным, потеряет свою эстетичность.
  7.  Округлая или овальная форма сварочного шва сигнализирует о недостаточном проваре материала. При аргонодуговой сварке всегда следите за сварочной ванной. Она должна быть удлиненной, с небольшим валиком.

 

 Аргон — недорогой инертный газ, индивидуальная атомная масса которого составляет 39,9(г/моль). Промышленный способ добычи — низкотемпературная ректификация воздуха. Весит в 1,38 раза больше воздуха. На рынке инертных газов поставляется двумя наименованиями: аргон газообразный высший сорт 99,993% и высокой чистоты 99,998%.

 Гелий — доступный инертный газ, атомная масса 4(г/моль). Добывают методом фракционной конденсации. Гелий в 7,5 раз легче воздушной массы. Гелий хорошо ионизируется, его применяют при работе с металлами, создавая инертные среды. Незаменим при вертикальной и потолочной сварке.

 Эти благородные газы — аргон и гелий не имеют вкуса, запаха, вредных примесей, бесцветны. Они не токсичны для людей, пожаро-взрывобезопасны. Поставляются в газовых баллонах объемом 5, 10, 40 литров.

 

 В основном, сварка аргоном применяется в процессе обработки цветных металлов. Она хорошо справляется с титаном, медью, чугуном, дюралюмином, нержавеющей сталью, силумином, латунью, алюминием, другими металлами цветной группы.

 Предприятия емкостного оборудования изготавливают баки, хранилища, емкости, резервуары, танки(tanks) для хранения жидких, твердых, сыпучих и газообразных продуктов. Материал изделий — нержавеющая сталь, алюминий. При создании прочных герметичных стыковых соединений применяется сварка аргоном. Особенно эффективно она показывает себя для обвязки трубопроводами цехов пищевой, химической, фармацевтической направленности, где требуется особая стерильность.

 Авторемонтные мастерские: с помощью аргонной сварки происходит ремонт жизненно важных деталей автомобиля — варятся элементы механической и автоматической коробки передач, трубки кондиционера, крышки головки блока цилиндров, блока двигателя, поддона, радиатора.

 Кузнечные мастерские: так как при изготовлении металлоконструкций не всегда можно подлезть ручным инструментом, для финишной зачистки шва — используется аргонодуговая сварка. Все потому, что она формирует тонкий, эстетичный сварной шов. Поэтому отпадает необходимость его дополнительной обработки. Продукция кузнечных мастерских: эсклюзивная мебель, кованные ворота и перила.

 

 Эффективная сварка аргоном не представляется без использования качественных вольфрамовых электродов. При выборе этого важного элемента сварочной электрической цепи, следует ориентироваться на обрабатываемый материал. Ведь правильно подобранный электрод+оптимальный выбор режимов сварки, на выходе дадут качественный и надежный шов, который прослужит десятилетия!

 Ниже представлена таблица электродов, марки которых обозначены американской и европейской аббревиатурой. С ее помощью можно легко подобрать нужный электрод для Вашей деятельности.

 

Сварку нержавейки аргоном производят источником постоянного тока. Для работы на низких токах, электрод затачивают под угол 10-20 градусов, средних — 20-30. На высоких токах значение угла заточки составит 60-120 градусов. Горелку ведут электродом вперед под углом 60-70 градусов, при этом подавая или прикапывая присадочный материал.

 Во многих статьях настойчиво рекомендуют вести горелку равномерно и без колебаний. Мотивируя такой подход более ровным швом. На деле все обстоит не так. Для достижения красивого шва, рекомендуются незначительные колебательные движения. Техника ведения называется — бабочка или американка.

 

 Сварка алюминия аргоном происходит на переменном токе, так как оксидная пленка на поверхности этого благородного цветного металла разбивается только им. Перед соединением заготовок необходимо провести тщательную зачистку кромок механическим(напильник, углошлифовальная машина) или химическим(растворители, кислоты) способом. Если не производить данную подготовку, то посторонние включения и окислы будут мешать сварочному процессу — шов будет пористым с непроварами, что приведет к низкой прочности конечного изделия. Начинающему специалисту поначалу будет сложно работать с данным материалом — являясь жидкотекучими, алюминиевые сплавы, при нагреве не меняют своего цвета. Данный факт сильно затрудняет процесс, но с появлением опыта все встает на свои места.

 Профессионалы своей сферы интуитивно определяют силу тока под обрабатываемый материал. Ниже мы приводим таблицу, чтобы сварка аргоном не вызывала сложностей у новичков. Ведь знание и есть тот источник опыта, который позволит научиться универсальному способу сварки цветных металлов.

Рекомендации по выбору режимов

Преимущества и недостатки технологии

 

  • Сварка аргоном обладает большим преимуществом — это возможность высококачественного соединения разнообразных цветных металлов. Оно достигается с помощью эффективной защиты в зоне огневых работ.
  • При сварке на постоянном токе тепловложения в металлоконструкцию минимальны, это исключает возможность — что ее «поведет».
  • Универсальность РАД(ручной аргонодуговой) сварки — можно подлезть в труднодоступные места.
  • Основным недостатком технологии аргонной сварки — оператор должен обладать знаниями в области сварки и материаловедении, а так же обладать необходимым опытом.

В сфере сварочного производства технология аргонодуговой сварки занимает не последнее место и мы очень надеемся, что Вы с успехом сможете освоить это непростое ремесло! 

 

Толщина материала

Сварочный ток

сила А

Диаметр вольфрама

Диаметр присадки

Аргон

расход литров в минуту

 

 

Нержавеющая

сталь