Сварки для алюминия: Сварка алюминия аргонодуговым способом (AC TIG): технология и особенности для новичков

Плохая подача проволоки – главная причина пригорания проволоки к соплу горелки

В отличии от сплавов серии 5ххх, сплавы серии 4ххх имеют меньшую вязкость и меньший предел прочности на срез в наплавленных участках. Проволока из этих сплавов также имеет повышенное количество проблем с подачей, чем проволок 5ххх того же диаметра.

Присадка из сплава марки 5ххх дает максимально возможную для не термообрабатываемых сплавов прочность шва. Содержание магния в присадке в пределах от 0.5 до 3% дает шов, чувствительный к трещинам. Сплавы Al-Mg с содержанием магния менее 3% могут быть сварены присадкой серии 4ххх Al-Si, поскольку силициды магния повышают вязкость, но одновременно повышают чувствительность к трещинам.

Для оптимальной подачи проволоки настраивайте минимальное торможение на катушке подачи проволоки.

Для подачи мягкой проволоки используйте любой жесткий и твердый пластик вместо мягкого полиамида.

Убедитесь в том, что для направляющих на входе в горелку используется полиамид или фторопласт

Для минимизации растяжения при подаче мягкой алюминиевой проволоки используйте подающие ролики с U-образной канавкой и притупленная фаской гранями. Настройте минимальное натяжение проволоки.

Для ручной сварки алюминия проволокой диаметром 1.2мм используйте обыкновенную 3м горелку с пластиковым шлангом.

Если сварка ведется с помощью сварочного робота, оснащенного устройством контроля подачи проволоки то наличие подающей системы “тяни-толкай” не обязательно при условии оснащения робота системой подачи проволоки с контролем степени ее натяжения.

Используйте повышенные подачи защитного газа – 20-30 л\ч для аргона, 23-50 л\мин для смесей гелий-аргон. Если у вас установлен расходомер, тарированный для аргона, а вы используете смеси с аргоном и установили расход 19л\час – реальный расход будет примерно на 50% выше. Используйте специальный расходомер при работе с гелиевыми смесями.

При сварке алюминиевых сплавов избегайте избыточно жестких прижимов/зажимных приспособлений; используйте возможно меньшее их количество для предотвращения трещин.

Поскольку тепло распространяется в алюминиевой детали быстро – подходите внимательно к сварке деталей. Варите тонкие места и стыки/трещины в первую очередь.

Избыточное количество установленных на алюминиевые детали зажимов может привести к трещинам в продольном направлении шва.

Увеличение длины провариваемого участка снижает вероятность образования трещин в продольном направлении шва.

Чтобы уменьшить количество трещин в поперечном направлении шва снижайте количество тепла, приходящее в материал детали при сварке(ток) с одновременным повышением скорости наложения сварного валика при сварке(перемещение горелки).

Для уменьшения вероятности трещинообразования в корне шва необходимо применять т.н. Обратноступенчатый – наложение относительно коротких сварных валиков “задом наперед” так, чтобы каждый новый участок шел позади предыдущего и его заполнение производилось к моменту остывания предыдущего участка для снижения термических напряжений.

Для минимизации вероятности трещинообразования в центральной части шва убедитесь в отсутствии усиления шва(шов должен бать вогнутый) и проводите сварку на малом напряжении.

Для большего прогрева провариваемого участка (большего провара) повысьте скорость подачи проволоки, используйте самое низкою напряжение, снизьте скорость сварки.

Сварочная ванна и техника сварки:

При сварке алюминия трещина в корне шва в многих случаях является источником брака. Трещина образовывается тогда, когда тонкий слой проваренного металла (впадина) подвергается растягивающим напряжениям после охлаждения детали.

При сварке следует стремиться к тому, чтобы слой наплавленного материала был выпуклым и выступал над прилегающими поверхностями. Тогда возникнет компенсация растягивающих напряжений при охлаждении. Для этого следует подбирать режимы сварки, технику наложения сварных валиков и порядок проходов при сварке.

Импульсная сварка идеально подходит для сварки деталей толщиной от 1 до 2,5мм. При толщине свариваемых деталей более 4мм обычная МИГ сварка дает более однородный шов с малой пористостью.

Импульсная сварка идеальна для сварки потолочных швов и для сварки в вертикальном положении.

Избегайте изгиба шва – проводите сварку с накладками/усилителями.

Используйте проволоку большего диаметра для уменьшения количества проблем с подачей проволоки.

При использовании проволоки диаметром менее 1,2мм возможны проблемы с подачей.

При сварке с толщиной детали выше 6мм, там где нужен повышенный прогрев прилегающих к зоне сварки участков, используйте аргоно-гелиевую смесь. Лучшей считается смесь с 40% гелия и 60% аргона. Необходимо помнить, что значительное содержание аргона необходимо для очистки разделанных кромок от оксида алюминия.

Используйте сопла повышенного диаметра чтобы обеспечить бесперебойную подачу защитного газа в зону сварки.

Если с соплом возникают проблемы – замените его на ближайший больший типоразмер или разверните его на диаметр 0.1-0.15мм больше.

При сварке с помощью робота при начале сварки используйте подачу проволоки на повышенной скорости по сравнению с скоростью подачи на остальных участках.

Поскольку при сварке с помощью робота возможны непровары в начале и в конце шва необходимо или увеличить длину шва выше расчетной или подобрать режимы сварки.

Если алюминий анодирован то кремний, содержащийся в присадке типа 4ххх делает шов более темным по цвету. Использование присадки типа 5ххх дает меньшее затемнение шва.

При пульсационной сварке снижается прогар; низкий ток позволяет использовать проволоку большего диаметра, образуется меньше дыма и озона при сварке.

Данные по сварке алюминия:

Используйте аустенитную (300-й серии) нержавеющую сталь для подкладок или для элементов захватных приспособлений, находящихся близко к зоне сварки.

На сплавах 2ххх-7хххх следите за трещинообразованием в самом начале и под конец прохода. Пользуйтесь таблицами рекомендованных режимов.

Для основного металла с чувствительностью к горячему растрескиванию типа 2ххх используйте присадочную проволоку марок 4145, 4047. Эти присадки имеют низкую температуру плавления и, как привило, затвердевают позже отвердения основного металла и набора им прочности.

При сварке алюминия марки 5ххх используйте предподогрев до 65С для избежания трещинообразования.

При сварке алюминия с содержанием 3,5-5,5%Mg для избежания трещинообразования.

не перегревайте деталь выше 120С

При сварке алюминия с содержанием 3,5-5,5%Mg для избежания трещинообразования убедитесь в том, что при сварки температура не превышает 150С в момент наложения очередного валика.

Термообрабатываемые сплавы типа 6ххх после сварки теряют до 50% своей прочности. Последующая термообработка может это исправить в том случае, если присадочный материал пригоден для термообработки.

Присадочный материал тип 4643 предназначен для сварки сплавов типа 6ххх при последующей термообработке для повышения прочностных свойств материала.

Присадочный материал тип 5180 предназначен для сварки сплавов типа 7ххх при последующей термообработке для повышения прочностных свойств материала.

Для уменьшения трещинообразования в зоне термического влияния шва используйте присадку с такой же или меньшей температурой плавления, как и у основного материала.

Для уменьшения трещинообразования в зоне шва присадка должна содержать больше легирующих элементов чем основной материал.

Сплавы тип 4ххх 5ххх более склонны к трещинообразованию когда шов содержит от 0.5 до 2% Si-Mg.

При сварке тонкого алюминиевого листа присадка ER4047 является альтернативой присадке ER4043.

При сварке труб из 5ххх, 6хххх может использоваться присадка ER5656.

Сплавы 5183 и 5556 также могут использоваться вместо ER5656.

Не используйте присадки тип 5356-5183, 5556, 5654 там, где ожидается длительная работа шва при температуре выше 65С – может образоваться усталостная трещина в шве. Допускается использовать сплав тип 5554 поскольку он содержит менее 3% магния.

Будьте осторожны при попытках ремонта несвариваемых марок алюминиевых сплавов. Эти дорогостоящие детали из экзотических сплавов, применяющихся в авиастроении, дельтапланеризме, катерах, спортивном оборудовании дают межкристаллические микротрещины что приводит к трещинообразованию при последующем нагреве.

Данные по сварке алюминия:

Поскольку теплопроводность алюминиевых сплавов весьма велика то при сварке возможен непровар на первых 6мм шва. Вероятность непровара увеличивается при толщине свариваемых деталей более 3мм. Чем больше свариваемая деталь – тем выше теплоотвод. Как правило, вероятность непровара высока на первых 6мм шва.

Если длина накладываемых вами швов выше 3мм и свариваемые детали будут подвержены циклически загрузкам либо значительно нагружены то вышеизложенное может помочь уменьшить брак по непровару.

Некоторые виды сварочных аппаратов дают возможность горячего старта на повышенной силе тока для ускоренного прогрева зоны сварки.

При сварке с помощью робота можно поставить большую силу тока или особые режимы сварки на первые 6мм шва.

Если необходима рабочая длина шва, к примеру, 75мм то конструктору было бы неплохо задать на чертеже длину шва 90мм для компенсации дефектов при начале/окончании сварки.

Чтобы минимизировать термические напряжения и снизить количество дефектов в корне шва попробуйте следующее:

Покупая сварочный аппарат Миг сварки убедитесь в том, что он имеет возможность управляемого снижения тока в конце сварки. Те люди, у которых был ТИГ сварочный аппарат с ножным управлением силой тока знают о преимуществах такого контроля.

Если сварка ведется с помощью робота и если он не имеет функции снижения тока в конце сварки – то задайте отдельный режим для этого. Этот режим должен предусматривать или снижение скорости подачи проволоки и напряжения или ту же скорость подачи проволоки и напряжение меньшее на 2-6 вольт чем в основное время сварки.

Если после первого прохода наплавленный валик не выпуклый — применяйте т.н. обратноступенчатый и последние 6мм шва проваривайте на пониженных режимах.

Если вы используете робота для сварки – знаете ли Вы это:

Если вы применяете робота для сварки, имеете полное представление о процессе сварки алюминия и возможных проблемах при сварке – используете ли вы отдельные технологические параметры при наложении однопроходного сварного шва с целью предотвращения брака.

Если при наложении длинного шва выделяется избыточное тепло – используйте отдельные технологические параметры для этого участка и ведите сварку на пониженных режимах.

Если возникает брак в начале шва – используйте отдельный режим сварки с повышенной скоростью подачи присадочной проволоки.

Для получения оптимальных швов уделяйте вниманию соотношению “сила тока/подача проволоки”.

Для сварки более 6мм предпочтительна 062 проволока с обычным струйным переносом металла. При этом скорость перемещения горелки значительно выше, чем у импульсной сварки – более 1,25 м/мин. Также сварка со струйным переносом более предпочтительна в плане провара и стабильности дуги.

Для улучшения качества шва в его начальной точке нужно применять следующие техники:

При ручной МИГ сварке отрегулируйте уменьшенный вылет проволоки и варите слева направо, от себя в начале шва. При сварке роботом варите так же слева направо, от себя выставив малый вылет проволоки из горелки и работая на повышенных режимах.

Если ведется сварка участка менее 3мм то предпочтителен импульсный процесс или контактная сварка.

Если вы работаете на оборудовании с неизвестными параметрами подачи проволоки то необходимо выяснить скорость подачи проволоки, непрерывно подавая ее на протяжении 10 секунд. После этого провести пробную сварку и добиться корректировки скорости подачи проволоки с инкрементов в пределах 10%.

Используйте оптимальный ампераж для проволоки определенного диаметра.

При сварке импульсным током оптимум лежит в пределах 30-60А.

Если сварка проводится проволокой диаметром 1,2мм и от сварочного источника проводите сварку вертикальных швов с подачей проволоки 7м/мин(как правило рукоятка регулятора устанавливается “на 11 часов” , 140А, 23В.

При сварке током КЗ ставьте напряжение дуги в пределах от 14 до 17В. Прислушайтесь ко звуку дуги – если раздаются слабые шлепки то снижайте вольтаж до тех. Пор, пока слабый треск не появится. Если раздастся звук треска и шлепков – повышайте вольтаж до тех пор, пока не останется постоянный звук слабого треска.

Отрегулируйте длину дуги вольтажом так, чтобы ее дуга была наименьшей без затухания и разбрасывания брызг из сварочной ванны.

Типичные данные для сварки МИГ

0.8мм : подача проволоки 12,5-19м/мин, 95-150А, 22-24В.

Оптимум 110-130А, 12,5-17/м/мин, 22В

1мм : подача проволоки 10-17,8м/мин, 120-200А, 23-24В.

Оптимум 150А, 13м/мин, 23В

1.2мм : подача проволоки 7.25-15,3м/мин, 140-270А, 23-25В.

Оптимум 170-230А, 9,4-11,5м/мин, 24В

1,6мм : подача проволоки 5,5-10,4м/мин, 190-350А, 26-28В.

Оптимум 270А, 7,5м/мин, 26-28В

При начале шва используйте нижний интервал указанных диапазонов.

При проблемах с проволокой диаметром 1,2мм (разбрызгивание, приваривание проволоки) можно попробовать проволоку диаметром 1,4мм которая применяется в системах роботизированной сварки и также представлена на рынке.

Проблемы при сварке алюминиевого сплава 6061-Т6.

Происходит сварка сплава 6061-Т6 присадочной проволокой 4043. При испытании сварного шва на прочность не удается добиться хотя бы минимально регламентируемой стандартом прочности шва. В любом случае, прочность в зоне шва снизится примерно вдвое от табличного значения для термообработанного материала.

Данная проблема является общей для сплавов 6ххх и известна как перегрев при сварке. Для ее решения проводите сварку на теплоотводящей прокладке, используйте присадки типов 4ххх, 5ххх и проводите последующую термообработку шва.

Максимальная температура предподогрева 120С. Не проводите сварку, пока температура детали не превысит 93С. По возможности используйте медные подкладки для отвода избыточного тепла из зоны сварки.

При сварке МИГ варите на наименьшем токе и возможно с большей скоростью перемещения горелки.

Наплавляйте шов тонкими валиками а не поперечными волнами.

Не используйте гелий в газовой смеси за исключением особах случав.

При сварке деталей из сплава 6061, работающих при повышенных температурах, используйте проволоку 5554/4047/4043. При использовании проволоки 5356/5556/5183 возможна усталостная коррозия шва или трещинообразование.

Если происходит сварка деталей из сплава 6061, требующих однородного цвета после анодирования применяйте проволоку из сплава 5356. Проволоки серии 4ххх будут давать более серые оттенки.

При термообработке деталей из сплава 6061, подвергающихся последующей термообработке полезно знать что сплавы присадок марок 5183/5356/5556 являются не тремообрабатываемыми и их использование может привести к последующему необратимому браку. Присадка 4043 в этом отношении нейтральна. Присадка 4643 считается пригодной для последующей термообработки.

При растрескивании шва попробуйте заменить проволоку 4043 на 4047. Также поэкспериментируйте с режимами сварки.

При сварке 6063-Т6 Тиг сваркой применяйте присадки серии 5ххх и 4хххх. При МИГ сварке применяйте сварку с повышенным значением катета шва или шириной шва.

При сварке сплава Т6/6063-Т52 сваркой МИГ присадка 4043 имеет наименьшую склонность к трещинам. Сплав 5356/5556 имеет наибольшую прочность шва.

При сварке сплава 6061 МИГ и ТИГ сваркой(ТИГ в 4 раза медленнее) поводки при сварке были практически одинаковыми. Данный феномен занимателен и имеет практическое значение.

Сварка алюминия

Почему же именно алюминий используется для их изготовления? Ответ прост и заключается в том, что алюминий легче, чем сталь, и поэтому уменьшается вес корабля, экономится топливо и увеличивается его скорость.

Легкость алюминия совместно с относительно высокой прочностью делает его применимым во многих других отраслях промышленности. Таких как автомобилестроение, пищевое оборудование, изготовление алюминиевых лестниц и многих других.

В чем же заключается сложность сварки алюминия?

Некоторые из свойств, которые делают алюминий сложным для сварки, необходимо принять как факт. Алюминий не меняет цвета, когда он нагревается и имеет более широкий диапазон температур плавления, чем у других металлов. Так же он является немагнитным.

Это означает, что человек, работающий с алюминием должен знать, что ожидать от этого металла.

Некоторые из вещей, которые должен знать сварщик:

• Необходимость большого количества энергии

• Низкая температура плавления алюминия

• Заварка кратера в конце сварочного шва

• Зачистка поверхности алюминия перед сваркой

Процессы сварки алюминия

Аргонодуговую TIG сварку многие сварщики называют по-разному — аргонной, аргоновой или сваркой аргоном. Во всех случаях имеется в виду один процесс – сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона.

Важной частью сварки алюминия является понимание того, что она требует наличия в аппарате для аргонной TIG сварки — переменного тока и высокочастотного HF зажигания дуги.

Пара полезных функций, которые предлагаются во многих аргонодуговых аппаратах для сварки алюминия, является возможность регулировать частоту переменного тока и баланс.

• Частота переменного тока может быть увеличена или уменьшена в допустимых пределах. Эта настройка позволяет сварщику обеспечивать больший контроль над дугой, путем фокусирования дуги по ширине так, чтобы иметь возможность сварки в труднодоступных углах. А также для сварки тонких материалов.

• Другая особенность, баланс переменного тока, на самом деле управляет процессом раскисления алюминия, также называемый «чисткой». При изменении переменного тока в положительную полярность, оксид алюминия на поверхности металла расплавляется, и металл подвергается сварке. Количество необходимой «чистки» может варьироваться в зависимости от чистоты металла, и от скорости сварки. Настройка слишком высокого баланса уменьшает стабильность дуги. Слишком низкий процент не разобьет достаточно оксидную пленку.

Сварочный шов MIG сварки алюминия (сверху) в сравнении со сварочным швом TIG сварки (внизу)Полуавтоматическая MIG сварка алюминия аналогична MIG сварке стали, так как при ней также используется подача сварочной проволоки и защитного газа через сварочную горелку. Однако сварка алюминия полуавтоматом требует некоторых изменений для сварщиков, которые привыкли к сварке стали.

Из-за большей теплопроводности алюминия, его сварка требует большего контроля над мощностью дуги и скоростью подачи проволоки. Так как алюминий очень мягкий металл, подача проволоки при сварке должна быть больше.

Ранее считалось, что качественно сварить алюминий можно только при помощи аргонодуговой сварки. Однако при использовании правильного оборудования и соответствующих технологий полуавтоматической MIG сварки можно добиться качественного шва при значительном увеличении производительности.

• Выбор оборудования

• Выбор сварочного газа

• Выбор сварочной проволоки

• Набор расходных частей для сварочной горелки

2. U-образные ролики подающего механизма. Ролики в подающем механизме должны быть U-образной формы, для того, чтобы алюминиевая проволока в них не заминалась.

3. Тефлоновый канал. Для уменьшения трения проволоки в горелке, необходимо использовать неметаллический кабель канал для алюминиевой проволоки. Обычно он исполнен из тефлона или графита.

Соблюдение указанных в этой статье правил, технологий подготовки и техники сделает ваш процесс сварки алюминия намного проще и позволит добиться превосходных результатов.

Понравился материал? Поделитесь пожалуйста со своими друзьями с помощью кнопки «Поделиться». Спасибо!

как правильно это делать и на что обратить внимание при подготовке

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Почему сварка алюминия вызывает сложности
• Как правильно организовать сварку алюминия и его сплавов
• Можно ли варить алюминиевые детали вручную электродами
• Какие современные способы сварки алюминия используют на производстве

Алюминиевые детали обладают высокой теплопроводностью и низким весом. Эти свойства материала сделали его очень популярным в различных производственных областях. Тем не менее, технология сварки алюминия и его сплавов не так проста. Необходимо учесть много разных факторов и особенностей материала, чтобы выполнить сварочные работы на высоком уровне. В нашей статье мы подробнее расскажем о том, какие технологии соединения алюминия бывают и чем они отличаются между собой.

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Иногда во время сварочных работ по алюминию или алюминиевым сплавам возникают трудности, существенно влияющие на качество сварных швов. Приведем примеры самых распространенных проблем:

1. Сварочной ванной достаточно сложно управлять из-за высокой жидкотекучести материала. Отсюда возникает необходимость использования теплоотводящих подкладок.
2. Алюминий легко окисляется, что вызывает появление тугоплавкой пленки на каплях расплавленного металла. В результате затрудняется соединение в единый шов. Предотвратить появление пленки помогает грамотно организованная надежная защита сварочной зоны от окружающего воздуха.
3. На поверхности алюминиевых изделий всегда присутствует окисная пленка Al₂O₃, которая имеет температуру плавления около +2040 °C, в то время как плавление самого металла осуществляется при температуре +660 °C.
4. Значительная усадка материала может стать причиной деформации сварного шва после его охлаждения и затвердевания.
5. Возможно снижение механических характеристик материала из-за склонности к порообразованию и трещинам в шве.
6. Из-за высокой теплопроводности алюминия для сварочных работ необходим рабочий ток большого значения.

VT-metall предлагает услуги:

Перечисленные трудности вполне преодолимы, поэтому популярность различных технологий сварки алюминия не снижается. Этот металл позволяет создавать очень прочные и надежные конструкции.

Технология сварки алюминия: подготовка материалов и деталей

Чтобы создать сварное соединение высокого качества, необходимо в полной мере позаботиться о том, чтобы зона сварки была максимально защищена от всевозможных загрязнений:

• Для газоэлектрической сварки алюминия следует выделить чистое, сухое, не пыльное помещение.
• Скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/сек.
• Обрабатываемые детали и присадочную проволоку необходимо тщательно очистить предусмотренными технологией способами.
• В качестве защитных газов можно применять лишь чистый аргон марки А по ГОСТу 10157–62 и гелий ВЧ (высокой чистоты) по МРТУ 51-04-23-64.
• Газоподводящую арматуру, шланги и сварочную горелку до начала сварочных работ тщательно промывают спиртом и в дальнейшем по ходу работы периодически повторно очищают и промывают.

Технология качественной очистки сварочной проволоки включает в себя смывание растворителем или горячей водой консервационной смазки, снятие окисной пленки химической обработкой.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Для выполнения вышеперечисленных работ необходимо организовать специальное место, отдельно от зоны сварочных работ. Технология химической обработки предполагает несколько способов очистки. Наиболее популярный метод химической очистки представляет собой следующую последовательность:

1. Травление в 5%-ном растворе каустической соды NOH при температуре +60…+65 °С в течение 2-3 мин;
2. Промывка в горячей (+45…+50 °С) воде, а затем в холодной проточной воде.
3. Осветление в 15–30%-ном растворе азотной кислоты HN0₃ при температуре +60…+65 °С в течение 2-3 мин;
4. Промывка в горячей (+45…+50 °С) воде, а затем в холодной проточной воде.
5. Сушка при температуре не ниже +60° С до полного удаления влаги.

Если у вас нет возможности сразу использовать сварочную проволоку после сушки, то храните ее в специально предназначенном месте. Для этого подходит ящик или шкаф с плотно закрывающимися дверцами.

Обработанная проволока может храниться не более 12 часов в том случае, если это присадочная проволока малого диаметра (до 1,6 мм) для работы на малых токах неплавящимся электродом.

Если речь идет о более толстой проволоке (4-5 мм) для работы плавящимся электродом на токах свыше 400 ампер, то допускается более длительный срок хранения (до полутора суток). При этом качество сварного шва не пострадает. Важно лишь соблюдать правила хранения обработанной проволоки и технологию сварки алюминия. Во время работы подготовленную проволоку нельзя брать руками без перчаток, так как это может привести к попаданию жировых частиц на ее поверхность.

Саму деталь и ее кромку желательно тщательно обрабатывать перед сварочными работами. Преимущество при сварке отдается химической обработке деталей, технология которой приведена выше. Небольшие по объему изделия обрабатываются полностью, а крупные заготовки целиком обезжиривают, химической обработке подвергают только кромки и до 10 см поверхности от стыка.

При небольших сварных соединениях зачистку кромок делают шабером, непосредственно, перед сварочными работами. Также необходимо снять окисную пленку в месте токопровода. Это можно сделать с помощью шабера или стальной проволочной щетки.

Если у вас нет возможности сделать химическую обработку большой по размеру детали, то допускается зачистка кромки стальными проволочными щетками. При этом желательно до и после обработки кромки протереть ее поверхность спиртом или ацетоном.

Щетину стальной проволочной щетки изготавливают из нержавеющей стали. Лучше всего использовать щетку с щетинками размером не более 2 мм в диаметре. Она позволит более качественно обрабатывать кромку, не оставляя слишком глубоких царапин и дефектов. Во время обработки детали щетку периодически промывают в растворителе.

Обработанные детали необходимо хранить в теплом сухом месте, закрыв кромку чистым чехлом. В таком виде допускается хранить детали столько же, сколько и обработанную присадочную проволоку.

Если по технологии сварки алюминия предполагаются длительные работы (монтажные, проверочные и пр.) между зачисткой деталей и их сваркой, то в этом случае используют сварку плавящимся электродом большого диаметра. Кроме этого, необходимо обеспечить защиту кромок от загрязнения на всех промежуточных этапах.

Если сварка выполняется в несколько проходов, то на каждом этапе необходимо зачищать поверхность шва и разделки при помощи щеток и ацетона.

Алюминий не только хорошо проводит тепло, но и обладает большой теплотой плавления (96 кал/г). Это свойство заложено в основе технологии сварки алюминия, поскольку для создания качественного шва понадобится непосредственное воздействие сварочной дуги на всю область контакта жидкой и твердой фаз сварочной ванны.

Если для соединения используется неплавящийся электрод, то ванна жидкого металла получится лишь в зоне горения дуги. При этом в основном она образуется из-за плавки основного металла (обычно в ней не более 30 % присадочного материала). Отличается плавным переходом к основному металлу.

Соединяя алюминий при помощи плавящегося электрода, вы получите большее углубление основного металла за счет более концентрированной дуги. Соответственно, размер сварочной ванны будет больше, в ней будет более 50 % наплавленного металла. Периферийная часть ванны в этом случае не попадает под влияние дуги, следовательно, могут возникнуть несплавления.

Важно, чтобы форма разделки кромок давала возможность те места, где возможно появление несплавления, заново переплавлять дугой при наложении последующих валиков. Соблюдение технологии разделки кромок позволяет достичь высокого качества сварного шва. В любом случае наилучшее соединение получается при осуществлении двухсторонней сварки.

Если нет возможности воспользоваться двусторонним методом, то необходимо принять меры к предотвращению и устранению дефектов в корне шва.

Технология сварки алюминия электродами

Технологию сварки алюминия электродами используют очень редко. Этот метод подойдет там, где нет возможности воспользоваться специальным оборудованием. То есть чаще его используют в полевых условиях или в маленьких мастерских, где финансово не могут себе позволить приобрести необходимое оборудование. В таком случае применение электродов может сократить и расходы, и время.

Существует несколько марок покупных электродов:

• ОК – электроды по алюминию с примесью марганца или магния. Следует беречь от влаги, поэтому не стоит вынимать все стержни из упаковки.
• ОЗАНА – здесь имеются две разновидности, которые немного отличаются в применении в зависимости от типа и сплава металла. Такие стержни применяются для горизонтальной и вертикальной сварки.
• ОЗА – полностью состоят из алюминия и по производству похожи на самодельные стержни. Используются для соединения сплава алюминия с кремнием.
• УАНА – по своему происхождению и свойствам предназначены для сварки алюминиевых сплавов, поддаются деформации.
• ЭВЧ – применяются для сварки в среде, где в качестве защиты применяется аргон. Эти электроды полностью состоят из вольфрама.

Электроды для соединения алюминиевых деталей разнятся по своей стоимости, поэтому выбирая подходящий вариант, обратите внимание на характеристики, которые для вас имеют первостепенное значение.

1. Ручная дуговая сварка алюминия покрытыми электродами (технология ММА).

Технология ручного соединения при помощи покрытых электродов используется для неответственных конструкций из чистого алюминия и его сплавов: AlSi, AlMg и AlMn. Этот метод подходит только для изделий толщиной менее 4 мм.

Недостатками данного способа соединения материала являются:

• пористость и низкая прочность шва, что подразумевает невысокое качество соединения;
• большое количество брызг расплавленного металла;
• плохая отделяемость шлаковой корки, которая может вызвать коррозию.

Для выполнения работ необходим ток обратной полярности без поперечных колебаний. Важно грамотно произвести расчет силы тока по следующей формуле: 25–30 А на 1 мм электрода.

Если вы хотите добиться высокого качества соединения, то желательно детали до начала сварочных работ разогреть до определенной температуры. Для тонких и средних по толщине деталей достаточно температуры +250…+300 °С. Крупным изделиям необходима температура до +400 °С.

Не забывайте, что оптимальная температура может быть указана производителем электродов. Если вы нашли такие данные, то лучше руководствоваться ими.

2. Ручная дуговая сварка угольными электродами.

Технология сварки алюминия при помощи угольных электродов используется чаще всего для неответственных конструкций. Для данного вида работ понадобится постоянный ток прямой полярности.

Для габаритных изделий, толщина которых составляет более 2,5 мм, необходимо выполнять разделку кромок. Диаметр присадки должен быть в диапазоне 2–8 мм. Пастообразный флюс допускается наносить как на стержень, так и на рабочую поверхность.

3. Ручная дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (технология AC TIG).

Это очень популярный способ соединения материалов, используемый тогда, когда необходимо получить очень прочное соединение с прекрасным внешним видом. Технология дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом основана на применении стержня диаметром 1,6–5 мм и присадки 1,6–4 мм.

Для выполнения работ по данной технологии необходима защитная среда из гелия или аргона. Электрическая дуга поддерживается источником переменного тока, что дает хорошие результаты при разрушении оксидной пленки.

• Угол между электродом и рабочей поверхностью должен составлять 70–80°; между присадочной проволокой и электродом – 90°. Длина дуги – от 1,5 до 2,5 мм.
• Присадка подается короткими возвратно-поступательными движениями. Поперечные движения электрода и присадочного прутка недопустимы.
• Горелка движется вслед за прутком.
• Под алюминиевое изделие следует класть прокладку из меди и стали, которая будет выполнять теплоотводящую роль. Это исключит образование дыр, особенно при работе с тонким металлом.
• Размеры сварочной ванны должны быть минимальными.
• Подача аргона начинается за 5–7 секунд до возбуждения дуги, а выключается через 5–7 секунд после ее обрыва.

Технология ручной электродуговой сварки алюминия

1. Для выполнения сварочных работ по алюминию требуется постоянный ток с обратной полярностью (меняем разъемы на инверторе местами). Важно соблюдать соотношение мощности и диаметра электрода и регулировать силу тока по следующей формуле: 30 ампер на каждый миллиметр диаметра.
2. Свариваемые детали необходимо предварительно нагреть. При средней толщине заготовку нагревают до +200…+300 °С. Крупные части нуждаются в более высоком нагреве (до +400 °С).
3. Несмотря на обычное формирование дуги, особенностью работы с алюминием будет более высокая скорость горения электродов. Соответственно потребуется большая скорость при формировании шва.
4. Обязательно планируйте длину шва из расчета на плавление одного электрода. Сварочный процесс обрывать нельзя. Корка шлака, образующаяся в конце шва, не позволит зажечь дугу снова в этом месте.
5. По сравнению с варкой стальных заготовок запрещается делать поперечные движения во время соединения алюминиевых деталей.
6. При завершении работы сразу удалите шлак в месте соединения. Зачистите все металлической щеткой и промойте горячей водой.

Сварка алюминия аргоном: технология, инструкция, нюансы процесса

По технологии сварочных работ в аргоновой среде высокие требования предъявляются как к сварочному аппарату, так и к дополнительному оборудованию, которое обеспечивает правильное хранение и подачу расходных материалов. Все эти параметры имеют определяющее значение при формировании сварного шва.

Аргоновая сварка алюминия и его сплавов может выполняться при наличии следующего оборудования:

• источник электрического тока, к которому будет подключаться сварочный аппарат и все остальное оборудование;
• баллон, в котором хранится защитный газ аргон;
• механизм, отвечающий за подачу присадочной проволоки в зону выполнения сварки.

Технология выполнения сварочных работ при помощи аргона на крупных промышленных предприятиях хорошо отработана. В таком случае защитный газ подается по централизованной сети. Из сварочной проволоки формируются целые бобины, устанавливаемые на полуавтоматический сварочный аппарат. Все работы выполняются на специальных верстаках, поверхность которых сделана из нержавеющей стали.

Сварной шов высокого качества получается только при тщательной очистке соединяемых деталей от различного вида загрязнений (жира, грязи, масла). Очистка выполняется с помощью растворителя. Для листовых заготовок, толщина которых более 4 мм, обязательно выполняется разделка кромок. В таком случае сварочные работы проводятся встык. Для удаления тугоплавкой окисной пленки с поверхности изделия необходимо обработать место соединения напильником или металлической щеткой. При сложной конфигурации соединения возможна обработка шлифовальной машинкой.

Технология сварки алюминия полуавтоматом в аргоновой среде имеет ряд характерных особенностей. При выполнении работ полуавтоматом или с ручной подачей присадки понадобятся электроды из вольфрама диаметром 1,5–5,5 мм. При формировании сварочной дуги электрод необходимо располагать под углом 80° к поверхности деталей.

Технология ручной подачи присадочной проволоки допускает угол 90° относительно электрода. При этом присадочная проволока двигается впереди электрода. Это очень хорошо видно на демонстрационных видео, где показывают сам процесс сварочных работ с применением аргона.

Технология соединения аргоном требует соблюдение длины дуги в пределах 3 мм. При этом не допускаются поперечные движения присадочной проволокой.

Тонкие алюминиевые листы желательно соединять на подкладке, в качестве которой может выступать стальной лист. Такая технология способствует более быстрому выводу тепла из зоны работ, в результате редко возникают прожоги или протечки расплавленного металла. Кроме этого, подкладка позволяет экономить энергию, значительно увеличивая скорость выполнения сварочных работ.

Технология сварки алюминия и его сплавов с помощью аргона имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими способами соединения заготовок. В первую очередь, это касается малого нагрева соединяемых деталей. Это очень ценное качество при варке заготовок сложной формы.

При использовании аргонового соединения получается очень прочный сварной шов с высокой однородностью материала в данной зоне, минимальным количеством пор, примесей и инородных вкраплений. Однородная глубина проплавления по всей длине сварного шва является очень важным показателем, выгодно отличающим технологию аргоновой сварки.

Безусловно, каждая технология имеет свои недостатки, и работа с аргоном – не исключение. Минусом этого способа является использование сложного оборудования. Только при грамотной настройке сварочного аппарата и дополнительного оборудования возможно достижение максимальной эффективности всех операций, в результате чего получается высококачественный сварной шов.

Определяющим параметром при настройке всего оборудования для выполнения работ в аргоновой или другой защитной среде является скорость и равномерность подачи присадочной проволоки. При нарушениях данного параметра присадка подается с перерывами, прерывается сварочная дуга, а расход защитного газа и электроэнергии существенно возрастает.

Технология сварки алюминия полуавтоматом

Другим названием полуавтоматического сваривания является MIG сварка. Высокая производительность данного процесса обеспечивается импульсным оборудованием, которое формирует мощный импульс высокого напряжения. Под его воздействием оксидная оболочка быстро разрушается.

Технология действия данного оборудования подразумевает забивку каждой частицы расплава металлического стержня в область сваривания. Благодаря этому формируется высококачественный сварной шов, отличающийся высокими прочностными характеристиками. Это технология точечной сварки алюминия.

MIG/MAG соединение в полуавтоматическом режиме производится на довольно дорогостоящем оборудовании, приобрести которое может не каждый. Но современные мастера, увлекающиеся сварочными работами, нашли выход из этого положения, модифицировав стандартный полуавтоматический аппарат, используемый для соединения алюминиевых заготовок и нержавейки.

Принцип действия такого аппарата аналогичен MIG соединению, хотя есть ряд технических особенностей, оказывающих существенное влияние на качество получаемого результата:

• Чистый алюминий и его сплавы не поддаются варке током высокого напряжения и прямой полярности. Используется прямо противоположный вариант.
• Для подачи алюминиевого прутка необходимо специальное оборудование. Это связано с тем, что он намного мягче аналогов из стали, соответственно, может изгибаться. Специальный податчик оборудован четырьмя роликами, маленьким рукавом и тефлоновой прокладкой.
• Цветной металл при нагреве сильно расширяется. Эта особенность может стать причиной застревания проволоки в зоне наконечника подающего механизма. Предотвратить это помогут особые наконечники с маркой Al. Их можно заменить на стандартные модели наконечников с увеличенным диаметром.
• Расход материала и качество сварного шва определяется маркой присадочной проволоки. Высокая интенсивность плавления прутка может потребовать более высокого темпа подачи. Соответственно понадобится слишком частая замена наконечника.

Современные технологии сварки алюминия

1. Лазерная сварка.

Это сугубо производственная технология, отличающаяся очень специфическими характеристиками. До начала сварочных работ важно очень тщательно очистить изделие от загрязнений.

Технология сварки алюминия лазером позволяет достигать удивительной точности соединения. При этом зона термического воздействия достаточно маленькая, и шов получается очень узким. Кроме этого, существуют и другие достоинства данного метода:

• возможность создавать швы сложной формы;
• высокий уровень производительности;
• оперативность сварочного процесса и (чаще всего) его автоматизация;
• экологически безопасный режим сварки;
• сваривание может проводиться в любом пространственном положении;
• околошовная зона практически не подвергается тепловому воздействию, что позволяет сохранять все первоначальные свойства.

Следует помнить и о недостатках данного метода:

• высокая стоимость оборудования и всего процесса в целом;
• лазер плохо обрабатывает толстостенные изделия;
• предназначен для работы с узким спектром изделий.

2. Плазменная сварка.

Современная технология сварки алюминия при помощи плазмы позволяет добиться очень хороших результатов. Этим достигается высокая концентрация энергии и довольно глубокое проплавление.

Технология аналогична процессу соединения металлов в аргоновой среде. Во время сварочного процесса металл в нужном месте расплавляется под воздействием плазмы. Все это действие происходит в защитном облаке, благодаря которому в зону сварочной ванны не попадают газы, содержащиеся в атмосфере.

Технология сварки алюминия при помощи плазмы подразумевает использование специального оборудования– аппарата для плазменной сварки. Конструкция аппарата представляет собой соединение плазмотрона и источника переменного и постоянного тока с обратной величиной. Плазмотрон помогает генерировать плазменный разряд.

Существует несколько модификаций источников питания, отличающихся друг от друга величиной силы тока, напряжением холостого тока, продолжительностью нагрузки и пр. В зависимости от этих характеристик меняется потребляемая мощность источника питания.

Плазмотрон оборудован специальными подводами, по которым подается плазмообразующий и защитный газ и обеспечивается охлаждение стенок сопла жидкостью или воздухом. Технология функционирования горелки опирается на использование электрода, сделанного из меди, тугоплавкого вольфрама или гафния.

Всего выделяют четыре вида плазменной сварки алюминия:

1. Сварка при помощи плавящегося электрода.

Для выполнения данного процесса понадобится специальная газовая среда, которая будет иметь защитные свойства. Для этих целей обычно используется гелий, аргон или смесь этих газов. Технология предусматривает применение специальных электродов из вольфрама и присадки диаметром до 2,5 мм. Выполнение сварочных работ осуществляется при помощи тока обратной полярности.

2. Автоматическая дуговая сварка.

Для выполнения автоматической дуговой сварки понадобится полуоткрытая плазменная дуга по флюсу и закрытая дуга под флюсом. Согласно технологии, используется флюс с маркировкой АН-А1, если свариваются детали из технического алюминия. Флюс с маркировкой АН-A4 предназначен для соединения алюминиево-магниевых сплавов. Для работы используется плавящийся расщепленный электрод.

Слой флюса необходим для того, чтобы предотвратить возможные нарушения технологического процесса и шунтирование. Если сварка осуществляется вручную, то размеры флюса определяются исходя из показателя толщины элементов. Средними данными являются ширина 20–45 мм, толщина 7–15 мм.

3. Ручная дуговая.

Технология сварки алюминия в ручном режиме используется, когда соединяются разные металлы (алюминий, алюминиево-кремниевый сплав, цинковый или магниевый сплав). В этом случае необходима толщина деталей не менее 4 мм. Ток должен быть постоянным с обратной полярностью и высокой скоростью.

Разделка кромок нужна, если их толщина более 1 см. В случае разделки кромок сварной шов формируется встык. Технология «внахлест» не используется, поскольку в состав соединения могут проникнуть шлаки, что приведет к разрушению материала. Обязателен предварительный прогрев деталей до +400 °С.

4. Электронно-лучевая.

Технология электронно-лучевого соединения подразумевает использование вакуума. Оксиды под влиянием паров металлов разрушаются. Так, благодаря вакууму окись разлагается, а водород выводится из сварного шва.

Качество соединения очень высокое, швы ровные, заготовка не деформируется, а материал в зоне стыка сохраняет свои прочностные характеристики.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Сварка алюминия — раскрываем секреты технологии

Алюминий (Al) — один из наиболее популярных промышленных металлов, благодаря отличным показателям теплопроводности, электропроводности и стойкости к неблагоприятным внешним условиям. При этом, в отличие от обычной стали, сварка алюминия имеет ряд особенностей, делающих данный процесс сложным для новичка. Впрочем, нет ничего невозможного — знание технологии и постоянная практика сделают из любого начинающего сварщика серьезного специалиста по работе с этим материалом.

Почему не все так просто с алюминием

Главной особенностью Al является наличие на его поверхности оксидной пленки, которая затрудняет свариваемость материала. Дело в том что температура плавления пленки превышает 2000 °С, тогда как сам алюминий плавится уже при 660 °С. Ситуация осложняется еще и тем, что даже если пленку механически удалить, она достаточно быстро восстанавливается под действием атмосферного кислорода. Чтобы не допустить этого, требуется надежная защита сварной зоны от воздуха, для чего применяются разные методы (об этом ниже).

Как уже отмечалось, одним из преимуществ Al является его высокая теплопроводность, что сделало его основным материалом для изготовления радиаторов. Однако для сварки алюминия это качество является скорее минусом, чем плюсом. Быстрый отвод тепла требует увеличения сварочного тока, рабочие показатели которого в итоге получаются выше, чем при работе со сталью, хотя температура плавления последней выше.

пример готовой продукции

Сложность сварочного процесса заключается еще и в том, что зачастую приходится иметь дело не с чистым Al, а с его сплавами, точный состав которых не всегда известен. В одной из предыдущих статей о ремонте литых алюминиевых дисков говорилось, что очень важно, чтобы марка сплава была отображена на изделии, иначе подобрать правильный электрод и добиться качественного шва вряд ли получиться.

присадочные металлы для различных сплавов алюминия

Как подготовить алюминиевую поверхность

Важнейшим этапом сваривания алюминиевых деталей является подготовка их поверхности:

• Чистка и обезжиривание. Перед непосредственной сваркой изделие подвергается различным технологическим операциям — формовке, фрезеровке, распиловке — после чего сверху образуется слой масла и технологического мусора. Если от него не избавиться, соединение будет содержать много пор и окалин, что негативно скажется на его надежности.

• Обработка кромки. Такая процедура обычно выполняется, если толщина металла превышает 4 мм. После зачистки кромка обязательно протравливается для снижения скорости образования оксидной пленки.

• Механическая зачистка зоны сваривания. Место для шва обязательно подвергается зачистке с целью удаления оксидной пленки. Для металла выше 4 мм операцию обработки кромки и зачистки поверхности объединяют, после чего обработанная зона вскрывается антиоксидным составом.

Подготовка алюминиевого изделия похожа на предварительную обработку нержавеющей стали, о работе с которой говорилось здесь. В обоих случаях важно добиться чистой, блестящей поверхности, чтобы получить цельный однородный шов.

методы очистки поверхностей перед сваркой

Сварка алюминия с газом и без — главные отличия процесса и результата

Существуют две основные технологии соединения алюминиевых деталей — с защитным газом и защитным флюсом. Рассмотрим каждую из них.

Применения защитной газовой среды

В качестве защитного газа обычно используется аргон, который в зависимости от применяемого сплава может быть заменен гелием или специальной смесью. Основная задача вспомогательной газовой среды заключается в защите сварочной зоны от атмосферного воздуха с целью предотвращения образования оксидного слоя при взаимодействии с кислородом или появления пористости шва в результате действия водорода.

Для реализации такой технологии, как правило, применяется TIG- или MIG-сварка, а в качестве электрода используется алюминиевая проволока. При этом марка проволоки должна соответствовать марке обрабатываемого металла, чтобы соединение в итоге имело однородную структуру. Поскольку Al плавится быстрее стали, оператор сварочного аппарата должен это учесть и сделать подачу проволоки быстрее.

Безгазовая технология на основе защитного флюса

Вместо газа для защиты сварочной зоны может применяться проволока со специальным флюсом. В процессе плавления металла флюс равномерно растекается по поверхности, предотвращая ее окисление.

С одной стороны, такой подход имеет свои преимущества, поскольку отсутствует необходимость в покупке газовой смеси и дополнительного оборудования для подачи газа. С другой стороны, результат применения флюсовой проволоки уступает по качеству сварке в газовой среде из-за повышенного разбрызгивания металла, затрудненного удаления шлака и появления пор внутри шва. Поэтому такой метод обычно применяют при изготовлении конструкций, требование к надежности которых не является строгим.

Для ответственных работ лучше отдавать предпочтение применению защитного газа, тем более что современные продукты, например Миксал, позволяют не только улучшить качество шва, но и оптимизировать расход смеси, тем самым уменьшив технологические затраты. Приобрести качественный газ для сварки можно в компании «Промтехгаз» — надежного поставщика газового оборудования и расходных материалов.

Какой алюминий лучше всего подходит для сварочных работ?

Алюминий, как и сталь, может иметь множество различных физических и химических свойств. Некоторые марки хорошо реагируют на сварку. Другие требуют большего опыта или не должны быть сварены вообще. Итак, как выбрать лучший алюминий для сварки ?

Лучший алюминий для сварки: что нужно знать

Во-первых, знайте, что с алюминием обычно труднее работать, чем с углеродистой или нержавеющей сталью .Он ведет себя совсем по-другому — обычно более суетлив.

Вот проблемы, которые обычно возникают при сварке алюминия:

• Если после сварки деталь необходимо выровнять, она может треснуть (из-за тепловой деформации).
• Менее ковкий, чем сталь.
• Легко подвергается воздействию тепла.
• Для сварки требуется больше навыков.

Поскольку алюминий относительно дорог, вы потратите много денег, указав марку с низкой свариваемостью.

Несмотря на это, многие инженеры по-прежнему предпочитают алюминий. Он легкий, что делает его идеальным для многих приложений. Поскольку это цветной металл, алюминий также менее коррозионно-активен и не ржавеет (хотя он все еще подвергается коррозии по-своему, просто медленнее).

Когда вы выберете марку алюминия, используйте обычно производимую марку алюминия для максимальной экономической эффективности. Если на рынке много предложений, вы получите гораздо лучшую цену.

Лучшие марки алюминия для сварки

Когда вы покупаете «алюминий», вы на самом деле покупаете алюминиевый сплав — там есть и другие металлы. Эти другие металлы придают алюминию свойства, которые варьируются в зависимости от марки .

Классы разделены на серии, начиная с 1XXX и заканчивая 7XXX. Как правило, более высокие цифры означают более высокий процент магния.

Серии, которые лучше всего выдерживают сварку: 5XXX и 6XXX .«Поддается ли сварке алюминий 6061?» — один из самых частых вопросов, которые мы получаем. Мы чаще всего используем алюминий 5050 или 6061 , поэтому ответ «Определенно». Эти два металла очень распространены, поэтому доступность и цена не должны быть проблемой.

Почему именно эти сплавы? Они самые снисходительные. Они имеют более низкий уровень магния, не такие толстые и менее склонны к растрескиванию.

• Алюминий 5XXX полезен, если вам нужно сваривать высокопрочный материал для конструкционных и тяжелых условий эксплуатации (т.е. кораблестроение). Однако из-за высокого содержания магния их НЕЛЬЗЯ сваривать с присадочным металлом 4XXX.
• Серия 6XXX включает сплавы с магнием и кремнием. Эта серия наиболее широко используется для сварки конструкций и достаточно прочна для зданий и других сооружений. 6XXX также хорошо поддается термообработке.

Хорошие, но не оптимальные оценки

В зависимости от вашего проекта могут подойти следующие сплавы:

• Серия сплавов 1XXX на 99 % состоит из алюминия — настолько близкого к чистоте, насколько это возможно.Он не очень прочный, но очень устойчив к коррозии. Перевод: не используйте его, чтобы удерживать здание, но используйте его, чтобы противостоять химическим веществам.
• Алюминий серии 3XXX содержит марганец. Они податливы и легко свариваются, и их часто используют в устройствах, связанных с нагреванием (кухонная посуда, теплообменники в транспортных средствах и электростанциях). Их средняя прочность не позволяет использовать их в строительстве.
• 4XXX Сплавы хорошо свариваются, но чаще используются в качестве присадочных материалов для других марок.

Даже не думайте об этих оценках

• Серия 7XXX С алюминием марки должны работать опытные сварщики из-за плохой реакции на сварку (за некоторыми исключениями). На самом деле, вы можете полностью отказаться от сварки алюминия серии 7000. Распространенными проблемами являются горячее растрескивание и коррозия под напряжением. В частности, сплавы 7075 являются отличными сплавами для морского применения благодаря их низкой плотности и прочности, подобной стали. Но они также темпераментны и дороги, поэтому для сварки они — плохая инвестиция.Другими словами, сплав , отличный для вашего применения, не равнозначен хорошо свариваемому сплаву .
  
• 2XXX Алюминий также плохо реагирует на сварку, поэтому старайтесь не указывать их. Хотя сплав 2024 очень распространен и чрезвычайно прочен, он чрезвычайно чувствителен к растрескиванию.

Поговорите со своим продавцом

5ХХХ и 6ХХХ лучше всего подходят для сварки комбинезонов. Помните, что ваш проект и приложение в конечном итоге определят, какой класс будет работать лучше всего.

Имея на выбор так много типов алюминия, лучше всего сотрудничать с поставщиком на этапе проектирования, который знает все их плюсы и минусы. И не забудьте выбрать подходящий присадочный металл — возможно, вы сможете сэкономить немного денег!

( Примечание редактора: Эта статья была первоначально опубликована в сентябре 2017 года и недавно была обновлена.)

Краткая история сварки алюминия

Краткая история сварки алюминия

В: Какова история сварки алюминия? Является ли сварка Heliarc по-прежнему приемлемым вариантом для сварки алюминия? Почему мы не видим большого количества газовой сварки или сварки алюминия штучными электродами в промышленности? Пытаясь ответить на эти вопросы, я также попытаюсь прояснить некоторые используемые термины и определения.

A: Пытаясь ответить на эти вопросы, я также попытаюсь прояснить некоторые используемые термины и определения.

• Гелиаруговая сварка — это старое традиционное название, иногда используемое и сегодня, для процесса дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). Этот же процесс сварки часто называют, особенно в Европе, процессом сварки вольфрамовым инертным газом (TIG).

Процесс GTAW довольно часто является подходящим вариантом для сварки алюминия.Он был разработан в 1944 году (см. рис. 1) и до сих пор широко используется для успешной сварки алюминиевых сплавов. Некоторые из сварных швов самого высокого качества, используемых в критических областях, таких как сварные швы труб с полным проплавлением на криогенных сосудах под давлением, почти всегда выполняются с помощью этого процесса сварки. Переменный ток (AC) используется для большинства приложений, но постоянный ток (DC) используется для некоторых специализированных приложений. Процесс GTAW был разработан раньше, чем процесс дуговой сварки металлическим газом (GMAW), и какое-то время использовался для сварки алюминия любой толщины и типа соединения.С тех пор процесс GTAW был заменен процессом дуговой сварки металлическим газом (GMAW) для многих применений сварки алюминия, в первую очередь из-за повышенной скорости процесса GMAW для сварки более толстых профилей. Тем не менее, GTAW по-прежнему занимает важное место в отрасли сварки алюминия. GTAW с переменным током (AC) и защитным газом из чистого аргона в настоящее время чаще всего используется для сварки более тонких листов алюминия (до ¼ дюйма), а также в тех случаях, когда эстетика является наиболее важной. Переменный ток (AC) является наиболее распространенным методом дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом в среде защитного газа.Сбалансированная дуга переменного тока обеспечивает очищающее действие для большинства применений и примерно равномерно распределяет тепло дуги между электродом и основным материалом. Источники питания GTAW для сварки переменным током, которые позволяют регулировать баланс между полярностями, позволяют пользователю выбрать либо улучшенную очистку дуги, либо более широкие возможности проплавления. Для более специализированных применений мы можем найти GTAW, используемый в отрицательном режиме электрода постоянного тока (DCEN). Этот метод обеспечивает концентрацию дуги около 80 % тепла на основном материале и около 20 % на электроде.Это приводит к относительно глубокому и узкому проплавлению сварного шва, а также к очень незначительной очистке дуги во время операции сварки. Этот метод сварки, обычно используемый с защитным газом из чистого гелия, позволяет сваривать материалы гораздо большей толщины (до 1 дюйма) и чаще всего используется при автоматической шовной сварке. Третий режим GTAW — положительный электрод постоянного тока (DCEP). При использовании этого метода около 20 % тепла выделяется на опорной плите и 80 % на электроде.Мы создаем отличное очищающее действие, но очень поверхностное проникновение. Вероятно, это наименее используемый метод GTAW.

• Газовая сварка — это нестандартный термин для процесса кислородно-газовой сварки (OFW) . Это был один из первых способов сварки алюминия. На рис. 2 показана фляга армии США. Сваренная по технологии OFW и датированная 1918 годом, эта фляга, вероятно, использовалась во время «Великой войны» (1-й мировой войны) и была сварена примерно за 25 лет до разработки процессов сварки в среде инертного газа (GTAW и GMAW).

Газокислородная сварка представляет собой процесс газовой сварки. Он достигает коалесценции за счет использования тепла пламени кислородно-топливного газа и, для алюминия, активного флюса для удаления оксида и защиты сварочной ванны. В прошлом с помощью этого процесса сваривались очень толстые соединения, но чаще всего он применялся для листового металла. Одна из проблем этого процесса сварки заключается в том, что флюс, используемый во время процесса, является гигроскопичным, что означает, что он поглощает влагу из окружающей атмосферы.Во влажном состоянии флюс вызывает коррозию алюминия. Поэтому после сварки флюс необходимо удалить, чтобы свести к минимуму вероятность коррозии. Поскольку трудно быть уверенным, что все следы флюса удалены, часто приходилось заканчивать операцию погружением в кислоту, чтобы нейтрализовать любые остатки флюса. Другие недостатки использования этого процесса для сварки алюминия заключаются в том, что механическая прочность обычно ниже, а зоны термического влияния шире, чем при дуговой сварке. Сварка практична только в плоском и вертикальном положениях, а деформация может быть очень большой.Большинство проблем вызвано коррозионным флюсом и чрезмерным подводом тепла, связанным с этим процессом. Процесс кислородно-газовой сварки широко использовался для сварки алюминия до разработки процесса сварки в среде инертного газа, но сегодня его применение ограничено.

• Сварка штучными электродами — это нестандартный термин для Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW)

До разработки процесса сварки в среде инертного газа (GTAW и GMAW) дуговая сварка алюминия в основном ограничивалась дуговым процессом с защитным металлом (SMAW), иногда называемым процессом ручной дуговой сварки металлическим электродом (MMA).В этом процессе сварки используется сварочный электрод с флюсовым покрытием. Электроды представляют собой прямые отрезки алюминиевого стержня, покрытые флюсом. Флюс растворяет оксид алюминия как на основном сплаве, так и на стержне во время сварки, что необходимо, если должна произойти коалесценция. Некоторые компоненты флюса испаряются в дуге с образованием защитных газов, которые помогают стабилизировать дугу и защитить ее и сварочную ванну от окружающей атмосферы. Одной из основных проблем этого процесса сварки была коррозия, вызванная захватом флюса, особенно в угловых сварных швах, где флюс мог задерживаться за сварным швом и способствовать коррозии с обратной стороны сварного шва.Другая проблема заключалась в том, что сварные швы, полученные в результате этого процесса, склонны к большой пористости. Не существует электродов для основных сплавов с высоким содержанием магния, и электроды, оказавшись на воздухе, начинают поглощать влагу флюсом, что в конечном итоге вызывает коррозию алюминиевого сердечника и создает чрезмерные проблемы с пористостью. Вскоре выяснилось, что этот процесс не очень подходит для сварки алюминия. Действующие нормы и стандарты сварки алюминиевых конструкций не признают этот процесс сварки пригодным для промышленной сварки.

Заключение:

Несомненно, прорыв в области алюминия как свариваемого конструкционного материала произошел с введением в 1940-х годах процессов сварки в среде инертного газа. С внедрением сварочного процесса, в котором используется инертный газ для защиты расплавленного алюминия во время сварки, стало возможным выполнять высококачественные, высокопрочные сварные швы на высоких скоростях и во всех положениях без использования коррозионных флюсов.

Рис. 1.Реклама 1944–1994 годов, посвященная 50-летию Heliarc (торговое название, используемое для процесса сварки GTAW/TIG, которое иногда используется до сих пор). Крупный прорыв в алюминии как конструкционном свариваемом материале.

Рис. 2. Эта фляга армии США, сваренная методом OFW и датированная 1918 годом, примерно за 25 лет до разработки процессов сварки GMAW/MIG и GTAW/TIG в среде инертного газа.

— Miracle Welding

Алюминий в сварочных работах: характеристики, сплавы и серия

По сравнению с другими материалами, используемыми в сварочных работах, алюминий обладает особыми характеристиками, которые требуют специальных процедур обращения и создают уникальные проблемы. Свойства алюминия и его различных сплавов влияют на то, насколько хорошо материал подходит для процесса сварки, и на характеристики конечного продукта.Например:

• Он имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем сталь (1222 градуса по Фаренгейту по сравнению с 2500 градусов по Фаренгейту). Это качество позволяет выполнять сварочные операции при более низких температурах для получения сопоставимого сварного шва.
• Он имеет оксидный слой с температурой плавления 3700 градусов по Фаренгейту, который действует как изолятор, что может вызвать проблемы при сварке при более низких температурах.
• Он теряет силу при нагревании и восстанавливает силу при остывании.В отличие от стали, алюминий остается прочным при более низких температурах, что делает его пригодным для использования в криогенных системах и при транспортировке сжиженного природного газа (СПГ).

Большинство, если не все, алюминиевых сплавов демонстрируют эти свойства, поскольку они состоят в основном из алюминия с меньшим процентным содержанием других элементов. В следующем списке представлена ​​классификация серий алюминия и соответствующих элементов сплава:

• Серия 1xxx (чистый алюминий) – элементы не добавляются преднамеренно
• Серия 2xxx (термически обработанная) – Медь
• Серия 3xxx (без термической обработки) – Марганец
• Серия 4xxx (без термической обработки) – силикон
• Серия 5xxx (без термической обработки) – Магний
• Серия 6xxx (термообрабатываемые) – магний и кремний
• Серия 7xxx (термообрабатываемый) – Цинк
• Серия 8xxx – Прочие элементы

Рекомендации по сварке алюминия

При планировании проекта сварки алюминия необходимо учитывать несколько факторов, чтобы обеспечить наилучший сварной шов.Три из ключевых соображений:

Чистота алюминиевой поверхности

Любые загрязнения на поверхности алюминиевой заготовки могут мешать процессу сварки. Помимо потенциального изменения химической реакции, происходящей во время сварочных работ, они могут ослабить прочность сварного шва. В частности, склонность алюминия притягивать кислород и реагировать с ним, образуя тонкий оксидный слой на поверхности, требует тщательной очистки и подготовки поверхности алюминия перед началом любой операции сварки.

Размер алюминиевой заготовки

доступны в различных толщинах, чтобы удовлетворить широкий спектр применений. В зависимости от толщины заготовки, используемой в операции сварки, некоторые методы сварки могут не подходить, а другие могут быть идеальными. Например:

• Стыковые и угловые швы, как правило, не подходят для соединения алюминиевых листов толщиной менее 1/8 дюйма (3/2 мм).
• Дуговая сварка металлическим электродом подходит для более тяжелых алюминиевых материалов толщиной до 2 1/2 дюймов (63.5 мм) толщиной.

Теплопроводность алюминия

Алюминий имеет относительно низкую температуру плавления для металла. Это качество в сочетании с высокой степенью теплопроводности требует тщательного баланса подачи тепла, чтобы избежать как преждевременного рассеивания тепла, так и плавления. Алюминий проводит тепло в три-пять раз быстрее, чем сталь, и каждый из его сплавов имеет немного разный уровень теплопроводности.

Чтобы учесть эти факторы, специалисты по сварке, как правило, используют более высокие тепловложения, чтобы обеспечить более высокую скорость сварки и предварительно нагревать более толстые детали алюминия перед выполнением любой сварочной операции.В процессе предварительного нагрева технические специалисты нагревают алюминий не более чем до 400 градусов по Фаренгейту, чтобы уменьшить изменчивость, вызванную проводимостью. Однако, поскольку воздействие слишком высокой температуры в течение слишком длительного времени может снизить прочность сварного шва в термически обработанных и нагартованных алюминиевых сплавах, заготовку нагревают в течение минимально возможного времени.

Методы сварки алюминия

С учетом этих соображений профессионалы отрасли могут выбрать наилучшие методы для различных алюминиевых материалов, размеров деталей и предполагаемых областей применения.К наиболее распространенным методам сварки алюминия относятся следующие:

Дуговая сварка металлическим газом (GMAW)

Дуговая сварка металлическим газом (GMAW), также известная как сварка металлическим инертным газом (MIG), использует инертный газ и постоянный ток обратной полярности для сварки двух кусков алюминия вместе. Он подходит для сварки алюминиевых пластин толщиной от 1/16 дюйма до нескольких дюймов. Как метод сварки, он является быстрым и универсальным, предлагая высокую скорость сварки для широкого спектра материалов и предполагаемых областей применения.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) — также называемая сваркой вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) — использует вольфрамовый газ для создания дуги. В отличие от GMAW, он лучше подходит для более тонких алюминиевых листов или профилей из алюминиевых сплавов.

Дуговая сварка в среде защитного газа (SCAW)

Дуговая сварка в среде защитного газа (SCAW) — это процесс ручной или автоматической сварки, в котором для создания дуги используется углеродный газ. Угольная дуга в сочетании с присадочным материалом из отдельного присадочного стержня используется для завершения сварного шва.Хотя флюс требуется на протяжении всей операции сварки, в конце его необходимо удалить. Конечные продукты, произведенные с помощью операций SCAW, имеют сварные швы, идентичные сварным швам продуктов, изготовленных с помощью операций кислородно-ацетиленовой или кислородно-водородной сварки.

Дуговая сварка защитным металлом (SMAW)

При дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW) сварщики используют электрод, покрытый экструдированным или сильно погруженным флюсом. Это покрытие защищает сварной шов, образуя газообразный экран вокруг дуги и расплавленного материала.Он также объединяет оксид алюминия с образованием шлака, который можно удалить в конце процесса сварки или во время отделочных операций.

Сварка атомным водородом

При сварке атомным водородом используется атмосфера газообразного водорода для поддержания дуги между двумя вольфрамовыми электродами. Процесс, методы и результаты аналогичны кислородно-ацетиленовой сварке, и производители могут автоматизировать процесс или выполнять его вручную.

Приварка шпилек

используются обычные инструменты для дуговой сварки шпилек и специальный адаптер для сварочного пистолета (который позволяет управлять защитными газами высокой чистоты) для сварки шпилек диаметром от 3/16 до 3/4 дюйма.В этом процессе используются методы разряда конденсатора или разряда конденсатора с вытянутой дугой.

Электронно-лучевая сварка

При электронно-лучевой сварке специалисты по сварке бомбардируют алюминиевые детали потоком электронов с высокой скоростью. Этот поток сплавляет соединения, преобразовывая кинетическую энергию электронов в тепловую энергию при контакте с заготовкой (заготовками). Поскольку этот процесс может быть опасным, его обычно проводят в вакуумной камере.

Сварка сопротивлением

Существует три основных метода контактной сварки: сварка оплавлением, сварка швом и точечная сварка.Каждый из этих процессов подходит для соединения алюминия и алюминиевых сплавов, в том числе высокопрочных, термообрабатываемых алюминиевых сплавов.

Ответ на ваши молитвы о сварке алюминия – чудесная сварка

Компания Miracle Welding обладает более чем 44-летним опытом производства и сварки высококачественной продукции. Знания и навыки, полученные в результате этого опыта, позволяют нам лучше понять нюансы операций сварки алюминия, в том числе то, как используемые сплавы, размеры деталей и методы влияют на качество свариваемого конечного продукта.

От MIG и TIG до дуговой и контактной сварки — у нас есть ноу-хау, чтобы удовлетворить все ваши потребности в сварке алюминия. Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы узнать больше о наших сварочных возможностях, или запросите предложение, чтобы обсудить спецификации вашего следующего сварочного проекта с одним из наших экспертов.

GMAW Основы сварки алюминия

Сварка алюминия с использованием процесса дуговой сварки металлическим газом

Сварка алюминия с использованием процесса GMAW не сильно отличается от сварки мягкой стали или других материалов.Оператор всегда должен следовать рекомендуемым передовым методам сварки всех материалов. Целью этой статьи будет дать сварщику основную информацию об успешной сварке алюминиевых сплавов.

Основные этапы процесса

1. Подготовка алюминия. Для успешной сварки алюминия сварщик всегда должен тщательно очищать основной материал и удалять любой оксид алюминия и углеводороды, загрязняющие поверхность материала.

а. Оксид алюминия на поверхности материала плавится при 3700 F, а основной металл алюминия плавится при 1200 F.Если оставить любой оксид на поверхности основного материала, это уменьшит проникновение присадочного металла в заготовку.

б. Для удаления оксидов алюминия используйте только проволочную щетку из нержавеющей стали. Использование стальной щетки загрязняет основной металл, внедряя углерод в алюминий. Другим способом очистки алюминия является использование чистящих растворов, которые можно приобрести у большинства дистрибьюторов сварочных материалов и компаний, занимающихся промышленными поставками. При использовании растворов для химического травления обязательно удалите их с изделия перед сваркой.Чтобы свести к минимуму риск попадания углеводородов из масел или растворителей для резки в сварной шов, удалите их обезжиривающим средством. Убедитесь, что обезжириватель не содержит углеводородов. Говорят, что если вы думаете, что основной материал чистый, очистите его снова.

2. Предварительный нагрев алюминия. Предварительный нагрев алюминиевой заготовки помогает избежать растрескивания сварного шва. Температура предварительного нагрева не должна превышать 230 F. Как правило, предварительный нагрев требуется только при сварке толстых материалов; он также может помочь сварщику при сварке тонкого сечения с более толстым.Другим фактором, о котором следует подумать, является конструкция соединения, например, следует пересмотреть скос, когда сварка пластин в плоском положении может быть лучшим выбором.

3. Сварочная проволока: существует несколько различных марок и размеров алюминиевой сварочной проволоки; Сварочная проволока марок 4043 и 5356 является наиболее распространенной, однако есть несколько других марок, которые зависят от области применения и основного металла. Всегда консультируйтесь с производителем по поводу того, какая марка лучше всего подходит для свариваемого основного металла. В Интернете есть несколько руководств по выбору проводов.

4. Защитные газы: Защитный газ используется для защиты сварочной ванны от внешних загрязнений. Наиболее распространенным защитным газом, используемым при сварке алюминия, является 100% аргон из-за его хорошего очищающего действия и профиля проникновения. При сварке более толстых участков диаметром ½ дюйма и более обычно используется смесь 75% гелия и 25% аргона, поскольку она создает более горячую дугу и способствует проплавлению.

5. Угол сварочной горелки. При использовании алюминия с углом толкания вместо угла вытягивания достигается лучшая очистка, уменьшается загрязнение сварного шва и улучшается покрытие защитным газом.

6. Скорость перемещения: при сварке алюминия необходимо использовать более высокие значения силы тока и напряжения по сравнению со сталью, а также более высокие скорости перемещения. Если скорость перемещения слишком мала, сварщик рискует чрезмерно прожечь, особенно на тонколистовом алюминиевом листе.

7. Сварные швы выпуклой формы: при сварке алюминия растрескивание кратера является причиной большинства отказов. Растрескивание возникает из-за высокой скорости теплового расширения алюминия и значительных усадок, возникающих при остывании сварных швов. Риск растрескивания наиболее высок для вогнутых кратеров, поскольку поверхность кратера сжимается и рвется при охлаждении.Поэтому сварщики должны наращивать кратеры, чтобы они образовали выпуклую или холмистую форму. По мере остывания сварного шва выпуклая форма кратера будет компенсировать силы сжатия.

В то время как MIG-сварка алюминия может представлять некоторые трудности, которые требуют немного большего мастерства для получения приемлемых сварных швов по сравнению со сталью, при небольшой практике и правильном оборудовании сварщик обнаружит, что уделение внимания деталям приведет к получению качественных сварных швов.

Можно ли сваривать алюминий дуговой сваркой? Все, что вам нужно знать

Алюминий — сложный металл для сварки, особенно с помощью дуговой сварки.Алюминий требует, чтобы вы использовали специальное оборудование и методы для достижения высококачественного сварного шва.

Можно ли сваривать алюминий дуговой сваркой? Да, вы должны очистить и предварительно нагреть алюминий, прежде чем сваривать его с помощью дуговой сварки. Поскольку использование дуговой сварки с высокой силой тока может деформировать или прожечь алюминий, вы должны установить силу тока на более низкое значение.

Дуговая сварка более распространена, чем любой другой процесс сварки, используемый в мире, но сварку электродом трудно использовать для более мягких и тонких металлов.Независимо от того, какой процесс вы используете, алюминий создает проблемы для всех сварщиков. Алюминий с низкой температурой плавления и высокой теплопроводностью требует большой практики и терпения для сварки.

В отличие от углеродистой стали, алюминий не меняет цвет до того, как достигнет точки плавления. Это уникальное свойство затрудняет отслеживание сварочной ванны. Если вы хотите эффективно сваривать алюминий с помощью дуговой сварки, вы должны очистить и нагреть алюминий, а также использовать более высокую скорость перемещения.

Как сварить алюминий дуговой сваркой?

Сварка алюминия дуговым сварочным аппаратом – не простой процесс.Сварщики-любители могут разочароваться в алюминии, когда впервые попытаются сварить его.

Прежде чем вы продолжите читать, вот статья, которую мы написали о 8 причинах, по которым ваши алюминиевые сварные швы черные — как их избежать

Если вы новичок в сварке, вам, вероятно, придется попрактиковаться в сварке нескольких сварных швов, прежде чем вы научитесь использовать сварочный аппарат на алюминии. В следующем списке показаны шаги, необходимые для сварки алюминия с помощью дуговой сварки.

1.      Подготовка рабочего места

Идеальное место для сварки алюминия — на открытом воздухе.В отличие от аппаратов для сварки TIG или MIG, аппарат для дуговой сварки эффективен при скорости ветра до 35 миль в час. Поскольку сварщики электродом используют электрод с флюсовым покрытием, а не защитный газ, слабый ветер не влияет на сварочную ванну дуги.

Если сварка на улице невозможна, попробуйте провести сварку в помещении с хорошей вентиляцией. Использование вентиляторов для выдувания дыма из открытого окна будет работать, но вы можете установить вытяжку рядом с рабочим местом для более эффективной вентиляции.

Перед началом сварки убедитесь, что все легковоспламеняющиеся и горючие материалы удалены из зоны сварки.Поскольку сварочный аппарат работает при высоких температурах, соседняя промасленная тряпка или аэрозольный баллончик могут легко воспламениться.

2.      Ношение защитного снаряжения

Дуговая сварка может быть опасной, если не принять меры предосторожности перед началом сварки. Температура дуги может варьироваться от 5000°F до более 20000°F.

Хотя сварщики-любители редко сталкиваются с высокотемпературными дугами, низкотемпературные дуги достаточно горячие, чтобы расколоть бетон и вызвать ожоги третьей степени на непокрытой коже.

Огнестойкие перчатки и фартуки необходимы, если вы хотите избежать опасности от брызг расплавленного металла и возможных воспламенений. Сварочные перчатки и фартуки недороги и должны заменяться после частого использования. Это хорошая идея, чтобы купить несколько пар перчаток, если вы много свариваете электродом.

Связанная статья: Средства индивидуальной защиты для сварщиков – СИЗ | Список и требования

Поскольку вам приходится держать электрод рукой, ваши перчатки изнашиваются быстрее при использовании дуговой сварки.

Маловероятно, что многие сварщики используют электродуговую сварку без шлема, но если они это сделают, то могут навсегда повредить глаза. Поскольку блики от дуги ярче солнца, вы рискуете своим здоровьем, если не защитите глаза.

Громоздкий респиратор может показаться громоздким под шлемом, но он обеспечивает еще один уровень защиты от ядовитых паров. Хотя это может показаться ненужным для каждого проекта, как только вы привыкнете носить его, ваши легкие скажут вам спасибо.

3.      Алюминиевый препарат

В отличие от нержавеющей стали, алюминий сильно реагирует на кислород. Металл моментально вступает в реакцию с кислородом и образует на своей поверхности слой оксида алюминия. Оксид алюминия загрязнит сварочную ванну и затормозит процесс нагрева, если его не удалить.

Соскребите оксидированную пленку металлической щеткой или мелкой наждачной бумагой, чтобы удалить покрытие. Эксперты рекомендуют избегать использования механизированных шлифовальных или шлифовальных машин для алюминия.

Если вы используете механические инструменты для удаления оксида алюминия, вы рискуете свернуть некоторые оксиды в металл . Вы не можете выполнить жизнеспособный сварной шов с оксидом алюминия, внедренным в поверхность металла.

4.      Предварительный нагрев металла

Поскольку алюминий может рассеивать тепло в четыре раза быстрее, чем углеродистая сталь, перед зажиганием дуги необходимо предварительно нагреть металл до 400°F. Палочка-термометр поможет вам поддерживать температуру ниже 400° F, но вы также можете использовать трюк, предложенный невероятным сварщиком в этом видео.

Хитрость заключается в затемнении алюминия кислородно-ацетиленовой горелкой. Чтобы затемнить алюминий углеродом, настройте горелку на науглероживающее пламя.

После того, как ваша заготовка покроется сажей, отрегулируйте пламя, уменьшив содержание кислорода. Установите горелку на средний уровень и перемещайте ее вокруг алюминия, чтобы нагреть его.

Когда сажа начинает исчезать, ваш алюминий имеет правильную температуру для сварки.

5.      Сварка алюминия

Прежде чем зажечь первую дугу на алюминии, помните, что вы работаете не со сталью.По мнению большинства опытных сварщиков, сварка алюминия не доставляет удовольствия. Дуга бурно реагирует на алюминий и выделяет много брызг.

Флюс от алюминиевого электрода после остывания образует беспорядок. В отличие от шлака от других электродов, алюминиевый шлак представляет собой плотную темно-серую массу, требующую тщательной очистки после сварки.

Настройте машину на 85 ампер и используйте обратную полярность постоянного тока. Это означает, что ваш алюминиевый стержень использует положительный ток (положительный электрод постоянного тока).

Если вы свариваете две детали, образующие угол 90°, вам придется наклонить электрод под углом 45°. Угол стержня всегда будет соответствовать углу, образованному в центре сустава. В этом случае угол сустава составляет половину от 90°.

Поскольку алюминиевый флюс может мешать воспламенению дуги, попробуйте удалить небольшое количество флюса с кончика электрода. Флюс имеет консистенцию, аналогичную соли, и бурно реагирует во время начального зажигания дуги.

Выполните два прихваточных шва на каждом конце деталей. Это предотвращает деформацию концов основных металлов при расширении алюминия от тепла.

Зажгите дугу и используйте высокую скорость перемещения для завершения сварки. В отличие от стали, дугу трудно отследить после первого удара. Алюминий не меняет цвет до того, как достигнет точки плавления, но если вы будете поддерживать постоянную низкую дугу в ванне, ваш сварной шов выдержит.

6.      Очистка после сварки

Прежде чем приступить к откалыванию шлака, закалите металл, погрузив его в воду.Алюминиевый шлак почти невозможно отколоть, когда он теплый.

С помощью отбойного молотка удалите большую часть шлака и закончите с помощью проволочной щетки. В начале сварного шва может потребоваться большее количество сколов, чем в остальной части сварного шва. Первоначальная бурная реакция флюса с расплавленным алюминием иногда приводит к тому, что вначале сварной шов становится более широким.

Используйте сухую ткань для удаления оставшихся хлопьев шлака.

Сварка алюминиевых палочек >> Посмотрите видео ниже

Есть ли более простой способ сварки алюминия?

Если у вас есть сварочный аппарат MIG, вы можете добиться большего успеха и сократить время простоя при сварке алюминия.Сварочные аппараты MIG работают при более низких температурах, чем аппараты для сварки электродом, и больше подходят для небольших, более детальных проектов.

Отсутствие потока

Поскольку сварщики MIG используют защитный газ, а не электроды с покрытием, они производят более чистые сварные швы на алюминии. Идеальными защитными газами для MIG-сварки алюминия являются гелий (75%) и аргон (25%).

Без предварительного нагрева

В отличие от дуговой сварки алюминия, вам не нужно предварительно нагревать алюминий перед сваркой MIG.Однако перед сваркой вам придется соскоблить остатки окисления. Сварочная ванна станет неустойчивой, если она вступит в контакт с оксидом алюминия.

Связанное чтение: Как сварить алюминий в домашних условиях >> Руководство для начинающих

Меньше очистки

Раздражающий шлак, который необходимо удалить при сварке алюминиевых сплавов, не является проблемой при использовании сварочного аппарата MIG. Вам придется использовать высокую скорость перемещения, как при сварке электродом, но полученный валик будет чище и менее трудоемким в очистке.

Заключительные замечания

Большинство сварщиков согласятся, что сварка алюминия электродом – это скорее рутинная работа, чем удовольствие. С помощью дуговой сварки можно получить прочный и долговечный шов на алюминии, но для этого требуется изрядная практика. Если вы можете справиться со сложной сварочной ванной и обширным процессом очистки, дуговая сварка алюминия может быть для вас.

Рекомендуемое чтение

Нужен ли вам шпульный пистолет для сварки алюминия?

Можно ли сваривать алюминий без газа? Является ли это возможным?

Как сваривать алюминий: подробное руководство

Сварка алюминиевых сплавов является более сложной задачей, чем сварка стальных сплавов.Поскольку алюминий имеет более высокую теплопроводность и более низкую температуру плавления по сравнению со сталью, он может страдать от большего прожога.

Изучив свойства алюминия и лучшие методы сварки алюминия, вы поймете, как сваривать алюминий.

Фидерные проволоки из алюминия более мягкие по сравнению со стальными фидерными проволоками. Поэтому алюминиевые фидерные провода могут запутаться в этих фидерах. Более тонкие алюминиевые профили, в частности, более подвержены этому риску.В результате сварка алюминия может быть сложной задачей даже для опытных сварщиков.

Правильный выбор метода сварки алюминия зависит от условий применения и уровня квалификации сварщика. Необходимо сначала рассмотреть химические и физические свойства алюминия, чтобы понять проблемы его сварки.

Свойства алюминия

Температура плавления алюминия почти вдвое меньше, чем у стали. Алюминий плавится при температуре всего 1221 градус по Фаренгейту, а сталь плавится при 2500 градусах по Фаренгейту.

Оксидный слой алюминия имеет гораздо более высокую температуру плавления 3700 градусов по Фаренгейту. Слой оксида алюминия является твердым и обеспечивает устойчивость к коррозии и истиранию. Теплопроводность и пористость являются двумя основными проблемами при сварке алюминия.

Водород обладает высокой растворимостью в жидком алюминии. Когда алюминиевый основной металл и присадочный материал плавятся в жидкую форму в процессе сварки, полученная жидкая смесь может поглощать водород (газ образует раствор).Когда расплавленный металл начинает затвердевать, он становится неспособным удерживать водород в гомогенной форме. Затем в металле образуются пузырьки водорода, что приводит к пористости.

Смесь защитного газа аргона и гелия используется для борьбы с пористостью. Однако напряжение должно быть повышено, чтобы преодолеть более высокий потенциал ионизации. Из-за более высокого напряжения будет большее проникновение и подвод тепла. Следовательно, эту смесь следует использовать для более толстых алюминиевых объектов.

Алюминиевый сплав 6061 более подвержен растрескиванию благодаря своему химическому составу.Следовательно, сварка его автогенным способом очень сложна. Использование наполнителя с аналогичным химическим составом также создаст проблемы. Присадочный металл, содержащий кремний или магний, должен использоваться для уменьшения склонности этого материала к растрескиванию.

Алюминий также обладает большей теплопроводностью, чем сталь. Это означает, что холодные области алюминия могут быстро поглощать тепло из сварочной ванны, что может привести к низкому проплавлению сварного шва. Поскольку алюминий имеет в 5 раз большую теплопроводность, чем сталь, он требует гораздо большего подвода тепла, чтобы избежать низкого провара при сварке.

Выбор присадочного металла

При выборе присадочного металла для алюминия рекомендуется обращаться к таблице выбора. Для различных алюминиевых сплавов рекомендуются различные присадочные металлы в соответствии с требуемыми характеристиками сварного шва.

Таблица выбора содержит 8 характеристик, которые имеют решающее значение для сварочных работ.

• SICK
• Чувствительность к трещину
• Чувствительность к коррозии
• Коррозионно-сопротивление
• Душовости
• Густойчивость
• Пост-сварная термообработка
• Сообщадка Color Match
• Услуги повышенной температуры

Вы можете определить, какие свойства являются наиболее значимыми для конкретное приложение с учетом требований всех компонентов.Затем вы можете выбрать присадочный металл, который лучше всего соответствует требуемым характеристикам.

Следует отметить, что повышенная рабочая температура для алюминия составляет от 150 до 350 градусов по Фаренгейту. Это, наряду с другой информацией об остальных характеристиках, присутствует в таблице выбора алюминия.

Крайне важно выбрать правильный присадочный металл в зависимости от области применения. Возвращаясь к алюминию 6061, лучшим выбором присадочного металла являются 5356, 4943 и 4043.Проволока GMAW 4943/4043 может помочь увеличить текучесть сварочной ванны, улучшить свариваемость и уменьшить пористость, а материал 5356 может повысить его прочность и ударную вязкость.

Помимо выбора правильного присадочного материала, важно использовать лучшие методы сварки алюминия.

Лучшие методы сварки алюминия

Чтобы свести к минимуму количество дефектов и добиться наилучших результатов при сварке алюминия, вы должны следовать этим рекомендациям.

Не ткать

Техника плетения обычно используется для сварки стали.Однако он непригоден для сварки алюминиевых сплавов. Стрингерный валик является лучшим вариантом, поскольку он обеспечивает лучшее сплавление и проникновение.

Для сварки MIG алюминия необходимо обеспечить большее тепловложение и большую скорость перемещения. Из-за физических свойств алюминия требуется более высокая скорость перемещения. Метод сварки алюминия лучше всего можно описать как «быстрый и горячий». Для алюминия требуется более высокое напряжение и сила тока по сравнению со сталью, поскольку алюминий обладает большей теплопроводностью.Скорость перемещения сварного шва должна быть достаточно высокой, чтобы избежать проблем с прожогами, особенно на тонких алюминиевых профилях.

Очистка поверхности

Перед сваркой необходимо очистить алюминиевую поверхность от влаги, остатков, грязи и масла. Это поможет свести к минимуму вероятность пористости и обеспечить наилучшие результаты. Ацетон является эффективным раствором для удаления углеводородов с поверхности алюминия. s

Соскребите оксидный слой

После очистки поверхности используйте чистую щетку из нержавеющей стали, чтобы избавиться от оксидного слоя перед началом сварки.Однако убедитесь, что вы используете легкие штрихи. Интенсивная чистка щеткой может привести к более глубокому внедрению оксидного слоя в поверхность. Щетка должна использоваться для алюминия. Не используйте его для углеродистой или нержавеющей стали. Вы также можете использовать травильные растворы и растворители для удаления оксидного слоя.

После использования травильных растворов убедитесь, что они полностью удалены до начала сварки алюминия. Вы можете использовать обезжириватель для удаления углеводородов из растворителей и масел для резки. Сам обезжириватель не должен содержать углеводородов.

Как указывалось ранее, температура плавления оксидного слоя намного выше, чем у основного металлического алюминия. Из-за своей природы он будет действовать как изолятор. Для плавления оксидного слоя, если он не удален, необходимы значительно более высокие уровни тепла. Создание дуги также может быть проблематичным при наличии оксидного слоя.

Так как оксид алюминия плавится при температуре выше 3500 градусов по Фаренгейту, он останется в твердом состоянии, если не будет подвода достаточного количества тепла. Это станет барьером, препятствующим проникновению сварочного присадочного металла.

Более высокая погонная энергия может увеличить риск прожога, что приведет к пористости. Это связано с тем, что оксидный слой имеет тенденцию удерживать влагу.

Правильное хранение

Правильное хранение присадочного металла и основного алюминиевого сплава может способствовать снижению пористости.

По возможности алюминиевые листы следует хранить в помещении. Если вам необходимо хранить алюминиевые листы снаружи, держите листы вертикально, чтобы вода не скапливалась на поверхности и не образовывала больший оксидный слой.То же самое следует сделать и с наполнителями.

Если присадочные материалы или алюминиевый основной металл хранятся снаружи или в кондиционируемом помещении предприятия, перед сваркой необходимо доставить их в цех и дать им стабилизироваться при температуре. Протрите поверхность начисто, чтобы уменьшить конденсат, образующийся из-за разницы температур.

Проверка расходных материалов

Определенные проблемы при сварке MIG алюминия могут возникнуть из-за состояния расходных материалов.

Используйте шланги и газопроводы в хорошем состоянии, чтобы свести к минимуму вероятность пористости.Убедитесь, что соединения шлангов затянуты, чтобы не было утечки воздуха в линию.

Используйте подходящие приводные ролики и вкладыши. Пластиковые вкладыши могут быть лучшим вариантом для сварки алюминия, поскольку латунные или металлические направляющие и стальные вкладыши могут привести к истиранию мягкой алюминиевой проволоки по мере ее продвижения вперед. Затем может начать накапливаться стружка, что может вызвать проблемы с кормлением.

Для обработки алюминия предпочтительнее использовать приводные ролики с U-образными канавками, поскольку приводные ролики других типов могут создавать деформации проволоки.

Следите за температурой

Обратитесь к руководству по алюминиевому наполнителю, чтобы определить оптимальные значения межпроходной температуры и температуры предварительного нагрева. Неблагоприятные тепловые эффекты из-за размера сечения можно устранить путем предварительного нагрева толстых профилей перед их сваркой. Для алюминиевых применений этот предварительный нагрев должен быть минимальным.

Растрескивания сварного шва можно избежать путем предварительного нагрева алюминиевой детали до нужной температуры. Используйте термометр, чтобы убедиться, что температура предварительного нагрева не слишком высока.Температура предварительного нагрева должна поддерживаться ниже 230 градусов по Фаренгейту. Поместите прихваточные швы на концах зоны сварки, чтобы облегчить предварительный нагрев.

Если существует большая разница в толщине свариваемых алюминиевых профилей, то толстый профиль следует предварительно подогреть, чтобы избежать возможности холодной притирки. Если это все-таки произойдет, вам следует попробовать вкладыши для набегания и набегания.

Техника сварки проталкиванием

При сварке алюминия горелку следует отталкивать от сварочной ванны, а не тянуть.Этот метод сварки приведет к увеличению охвата защитным газом, снижению загрязнения сварного шва и улучшению очистки.

Защитный газ

Благодаря желаемому профилю проникновения и очищающему действию аргон является предпочтительным защитным газом для сварки алюминия. При сварке алюминиевых сплавов серии 5ххх следует использовать смесь гелия и аргона. Содержание гелия должно быть не более 75 процентов. Использование этой смеси гарантирует, что образование оксида магния сведено к минимуму.

Сварочная проволока

При выборе сварочной проволоки убедитесь, что ее температура плавления сравнима с основным металлом заготовки. Вы получите лучшие результаты сварки с меньшей разницей температур плавления. Кормление легче с более толстыми проводами. Диаметр проволоки должен быть около 1/16 дюйма.

Сварка тонкого алюминиевого листа требует особых мер предосторожности. Вы должны использовать проволоку диаметром 0,035, а также импульсную технику сварки.Скорость подачи проволоки должна быть в пределах 100-300 дюймов в минуту.

Выпукло-фасонные сварные швы

Растрескивание лунок является основной причиной большинства отказов при сварке алюминия. Растрескивание является результатом быстрого теплового расширения, которое происходит во время самой сварки, и сжатия, которое происходит во время охлаждения.

Вогнутые кратеры имеют наибольшую вероятность растрескивания, так как поверхность кратера может сжиматься и раскалываться при остывании. Поэтому сварщики должны прибегнуть к насыпи или выпуклой форме, чтобы решить эту проблему.Когда сварной шов остывает, выпуклая форма минимизирует результирующие силы сжатия.

Источник питания

Для сварки алюминия методом MIG в первую очередь следует рассмотреть возможность импульсной сварки или сварки струйной дугой. Для дуговой сварки со струйным распылением можно использовать машины постоянного напряжения или источники постоянного тока. При дуговой сварке со струйным распылением небольшая струя расплавленного материала распыляется вдоль дуги на основной металл из проволоки. Аппараты постоянного тока дадут наилучшие результаты для толстых алюминиевых профилей, для которых требуется сварочный ток выше 350 А.

Передача импульсов может осуществляться с помощью инверторного источника питания. Импульсные функции встроены в новые блоки питания. В этой процедуре (импульсный MIG) одна капля расплавленного присадочного материала проходит через заготовку с электрода во время каждого импульса тока. С помощью этой процедуры можно свести к минимуму разбрызгивание и использовать более высокие скорости перемещения по сравнению со сваркой струйным переносом.

С помощью этого процесса сварки алюминия вы также можете лучше контролировать подвод тепла и упростить работу вне рабочего места.Операторы также могут использовать более низкие токи и скорости подачи проволоки для сварки алюминиевых листов небольшого размера.

Устройство подачи проволоки

При переходе от сварки MIG стали к сварке MIG алюминия разница в скорости подачи является одним из самых больших изменений, с которыми вы столкнетесь. Из-за механических свойств алюминия могут возникнуть определенные проблемы с подачей, которых нет у стальной присадочной проволоки.

Сталь намного прочнее алюминия, поэтому она может выдерживать гораздо большие нагрузки.Его также легче кормить на большие расстояния. Алюминий, с другой стороны, мягче и более подвержен деформации в результате подачи. Выбор системы подачи для сварки алюминия требует гораздо большего внимания, чем для сварки стали.

Существуют две очень распространенные проблемы, связанные с подачей алюминиевой проволоки. Одной из проблем является неравномерная подача проволоки. Другой проблемой является сплавление алюминиевой сварочной проволоки с контактным наконечником сварочного пистолета.

Для наиболее подходящей системы подачи, которая может свести к минимуму эти проблемы, сначала следует проанализировать настройки тормоза.Установочное натяжение тормоза должно быть достаточным для предотвращения свободного вращения катушки при остановке сварки. Это не должно быть больше, чем это.

Для подачи алюминиевых проводов на большие расстояния предпочтительнее использовать двухтактный метод. В этом методе шкаф подачи проволоки защищает алюминиевую проволоку от окружающей среды. Проволока проталкивается и направляется через сопло с постоянной скоростью и усилием с помощью двигателя с регулируемой скоростью и постоянным крутящим моментом. Сварочная горелка оснащена двигателем с высоким крутящим моментом, который протягивает проволоку с постоянной скоростью.

Новые сварочные системы теперь имеют электронные тормозные механизмы, которые могут минимизировать нагрузку на алюминиевую проволоку, поддерживая натяжение на пороговом уровне.

Один и тот же механизм подачи проволоки используется в некоторых цехах для подачи как алюминиевой, так и стальной проволоки. В этом случае следует использовать тефлоновые вкладыши, чтобы обеспечить равномерную и плавную подачу алюминиевой проволоки. Чтобы проволока не запутывалась, используйте пластиковые входные трубки и отводящие трубки типа долото, чтобы проволока опиралась как можно ближе к приводным роликам.Кабель следует держать прямо, чтобы свести к минимуму сопротивление подачи проволоки во время сварки. Алюминиевая стружка может быть сведена к минимуму путем правильного выравнивания направляющих трубок и приводных роликов.

Установите нужный уровень натяжения приводного ролика для равномерной подачи проволоки. Чрезмерное натяжение деформирует форму проволоки и приведет к грубой подаче. Вы можете ожидать неравномерную подачу с низким натяжением. Чрезмерное и недостаточное натяжение может вызвать пористость сварного шва и неравномерность дуги.

Валки приводные теперь имеют П-образные контуры с ровными кромками, на которых сделаны фаски.Это создает минимальные напряжения на алюминиевой проволоке, чтобы предотвратить ее деформацию. Точно так же контактные наконечники в настоящее время разрабатываются специально для сварки алюминия. Внутреннее отверстие остается максимально гладким, а острые кромки и заусенцы, особенно на наконечнике, устранены.

Сварочный пистолет

Для сварки алюминия следует использовать отдельный вкладыш для пистолета. Перетирание проволоки можно свести к минимуму, зафиксировав два конца вкладыша, чтобы закрыть зазоры между газовым диффузором и вкладышем.Частая смена направляющих может свести к минимуму вероятность проблем с подачей проволоки, возникающих из-за абразивного слоя оксида алюминия. Контактный наконечник должен быть примерно на 0,015 больше диаметра присадочного металла. Это необходимо, поскольку при нагревании наконечник может принять овальную форму, что может ограничить подачу проволоки. Для сварочных токов более 200 А следует использовать горелку с водяным охлаждением, чтобы предотвратить проблемы с подачей проволоки и накопление тепла.

Функция горячего запуска

Для решения проблем с теплопроводностью сварочное оборудование теперь имеет функцию горячего запуска.Пусковой ток обычно выше сварочного тока, используемого в течение большей части процесса сварки. Более сильный начальный ток поддерживается в течение заданного периода времени.

Затем ток падает до нормального значения до конца сварочного процесса. Сильный начальный ток обеспечивает высокое тепловложение, необходимое для преодоления исключительной теплопроводности алюминия. Это снижает вероятность непровара, низкого провара и последующих дефектов сварки, связанных с алюминиевыми соединениями.

Похожие сообщения:

Управление сварными швами алюминия от подготовки поверхности до чистовой обработки

, которые покрывают поверхности сварочных сопел и предотвращают прилипание брызг и закупорку сопел. Это обеспечивает свободный поток защитных газов и равномерную подачу проволоки. Было показано, что по сравнению с обычными продуктами на основе геля эти приложения служат дольше и сокращают замену форсунок, затраты на обработку и трудозатраты на удаление брызг.

Как и все материалы, алюминий, «металл с крыльями», имеет свои преимущества и недостатки.

Высокое отношение прочности к весу алюминия уже давно сделало его очевидным выбором в автомобильной и аэрокосмической отраслях, прежде всего потому, что он легкий и устойчивый к коррозии. Хотя алюминий не самый прочный из металлов, его сплавление с другими металлами, такими как медь, магний, олово и цинк, помогает увеличить его прочность, долговечность и массу.

Алюминиевые сплавы легко поддаются обработке, но, как и любой другой материал для изготовления, они имеют свои преимущества и недостатки.С одной стороны, изделия из литого алюминия относительно недороги из-за низкой температуры плавления алюминия. С другой стороны, они имеют меньшую прочность на растяжение. Кроме того, алюминиевые сплавы деформируются при высоких температурах. У них более низкий предел усталости, чем у стали, и они ослабевают при повторяющихся нагрузках, поэтому алюминиевые сплавы редко используются в приложениях с высокой устойчивостью к усталости, таких как балки в строительстве и на железных дорогах.

Трудности в цехах

Несмотря на то, что промышленные преимущества алюминия впечатляют (помимо преимуществ, перечисленных выше, он пригоден для вторичной переработки, имеет долгий срок службы и энергоэффективен), он может создавать уникальные проблемы для рабочих-металлистов.

Что касается проблем до или после сварки, алюминий имеет некоторые общие черты со сталью, но не всегда. Алюминий проводит тепло в шесть раз быстрее, чем сталь, и имеет низкую температуру плавления, что делает его очень восприимчивым к деформации и прожогу. Алюминиевая проволока имеет относительно низкую прочность на растяжение, что может вызвать проблемы с подачей проволоки и привести к дефектам сварки, если не используется правильное оборудование. Распространенными дефектами сварки алюминия являются разбрызгивание, пористость, растрескивание и несплавление.

Пористость возникает, когда водород попадает в сварочную ванну во время плавления, а затем задерживается в сварном шве во время затвердевания.Защитный газ защитит расплавленную сварочную ванну от окружающей атмосферы, которая может загрязнить сварной шов, но необходимо следовать другим передовым методам, таким как правильный расход газа и циклы продувки. Следует также учитывать использование газов с низкой точкой росы.

Сварочные брызги или шлак представляют собой капли расплавленного металла или неметаллических материалов, которые разбрызгиваются в процессе сварки. Эти крошечные кусочки горячего материала могут прилипнуть к основному материалу и любому окружающему металлическому материалу. Основными причинами этих дефектов обычно являются плохая подготовка поверхности и неправильная настройка оборудования.Для слесарей разбрызгивание, которое обычно возникает из-за нарушения сварочной ванны, является ненужной и дорогостоящей неприятностью.

Если не следовать целому ряду передовых методов, присутствие копоти, особенно при дуговой сварке вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), почти неизбежно при сварке алюминия. Все сварные швы, полученные методом GTAW или дуговой сваркой в ​​среде защитного газа (GMAW), должны быть яркими и блестящими. Головня имеет черный цвет, поэтому многие сварщики предполагают, что это углерод или копоть. На самом деле, рентгеновский анализ доказал, что сварочная головня представляет собой комбинацию алюминия и магния.

Изменение цвета и образование пятен происходит, когда оксиды алюминия или магния скапливаются на основном материале и сварном шве. Поскольку температуры кипения алюминия и магния ниже температуры сварочной дуги, алюминий и магний в присадочном металле фактически испаряются во время сварки и конденсируются на более холодном основном металле, если они не защищены должным образом защитным газом.

При очистке алюминия мы отказались от традиционных проволочных щеток и агрессивных химических чистящих растворов.Сегодня есть возможность использовать эффективные, экологически чистые электрохимические технологии. Эти устройства не повреждают поверхности из алюминия или нержавеющей стали, а в некоторых используется раствор электролита с нейтральным pH, который перекачивается непосредственно на очищаемую поверхность, а динамическое управление электрическим током предотвращает микропиттинг на сварных поверхностях.

«Горячий крекинг» — это вопрос химии. Стресс или «холодное растрескивание» является результатом механических воздействий. Независимо от того, маленькая она или большая, трещина является дефектом, который может привести к неудачному контролю сварного шва, потому что со временем трещина может привести к разрушению сварного шва.Предотвращение образования горячих трещин возможно за счет использования высококачественных присадочных металлов с более низкой чувствительностью к растрескиванию. Холодное растрескивание (во время охлаждения сварного шва) может произойти в течение суток после сварки, обычно из-за захвата водорода в сварном шве через сварочную ванну. Если во время затвердевания присутствуют чрезмерные усадочные напряжения, вызванные вогнутым профилем валика, слишком медленной скоростью перемещения или углублением в конце сварного шва (кратерная трещина), появятся трещины напряжения.

Прожог возникает из-за чрезмерного нагревания алюминия и прожигания в нем зазора.Поскольку сварка требует достаточного количества тепла для правильного плавления металлов, прожоги возникают, когда сварщик не может сбалансировать тепло и скорость. Чтобы предотвратить прожог алюминия при GTAW, сварщик должен выполнять сварку при низкой силе тока с длинным концом электрода. С GMAW сварщик должен использовать импульсный пистолет (это хорошая практика для алюминия толщиной 1/8 дюйма или тоньше). Электрические импульсы обеспечивают достаточный нагрев и охлаждение через определенные промежутки времени, чтобы предотвратить прогорание. Если сваривается толстый алюминий, сила тока должна быть достаточно высокой, чтобы адекватно проникать в сварной шов: например, 250 ампер для сварки ¼ дюйма.толстый материал и 350 ампер для сварки материала толщиной ½ дюйма. В смесь защитного газа можно добавить гелий, так как он обеспечивает более горячую и проникающую дугу на более толстых участках.

Непровар, или «холодный притир», является распространенным дефектом алюминиевых сварных швов и часто вызван присутствием оксида алюминия (который не растворяется в расплавленном алюминии) на поверхностях сварных швов. Плохая техника сварки также может предотвратить сплавление. Это происходит при слишком низком напряжении или скорости подачи проволоки или при слишком высокой скорости перемещения сварочного аппарата.Поскольку алюминий проводит тепло быстрее, чем сталь, он склонен к неплавлению в начале сварки, пока в сварку не будет вложено достаточно энергии. Некоторое сварочное оборудование решает эту проблему автоматически, увеличивая ток в начале сварки, а затем снижая его, чтобы избежать накопления тепла. Чрезмерно широкий сварной шов также может препятствовать сплавлению, но его можно решить путем сужения шва или направления сварочной дуги к боковой стенке опорной плиты.

Создание чистой рабочей поверхности

Технологии нанесения керамических покрытий являются одним из новейших инструментов в арсенале специалистов по обработке алюминия.Как и в случае со сталью, при сварке алюминия могут возникнуть проблемы с брызгами. Если горячие брызги прилипают к сварочным соплам и наконечникам, образующийся засор препятствует свободному течению защитного газа. Плохой поток газа может вызвать пористость, нестабильность сварных швов или сварные швы, которые требуют полной доработки.

Теперь доступны аэрозольные аппликаторы, которые покрывают поверхность сварочного сопла и предотвращают прилипание брызг и закупорку сопла. Это обеспечивает свободный поток защитных газов и равномерную подачу проволоки. Было показано, что по сравнению с обычными продуктами на основе геля эти приложения служат дольше и сокращают замену форсунок, затраты на обработку и трудозатраты на удаление брызг.

Помимо сопел горелки, заготовки также могут быть защищены от брызг, что не только обеспечивает чистоту сварных швов, но и исключает дорогостоящие доработки. Эмульсии против брызг защищают детали от брызг. Одна из таких эмульсий, совместимая с алюминием, нержавеющей сталью и сталью, предназначена для того, чтобы помочь сварщикам получить сварные швы без пористости и помочь предотвратить растрескивание сварных швов. Он не содержит летучих органических соединений, растворителей, силикона и биоразлагаем. Важно отметить, что эмульсия втягивается при нагревании, оставляя зоны сварки свободными от жидкости.

Хотя технологии керамического покрытия и эмульсии против разбрызгивания очень эффективны, существуют и другие меры по оптимизации условий металлообработки алюминия. Значение очистки алюминия перед сваркой невозможно переоценить. Плохой защитный газ или плохая проволока могут вызвать пористость, как и отсутствие очистки перед сваркой. В игру вступают два этапа: во-первых, очень важно удалить все масла, жиры, смазочные материалы, растворители и другие углеводороды из основного материала в зоне сварки алюминия. Эти загрязнения содержат водород.Попадая в сварочную дугу, они вызывают пористость сварного шва.

удаляют загрязнения из зоны сварки, некоторые из них специально разработаны для алюминия и других чувствительных сплавов. Некоторые из них являются биоразлагаемыми, что означает отсутствие дополнительных затрат на утилизацию.

Во-вторых, важно удалить оксиды с любых свариваемых поверхностей. Это можно сделать с помощью щетки из нержавеющей стали с тонкой щетиной, но следует использовать легкое прикосновение — чрезмерное давление фактически вытащит оксиды и вдавит их в поверхность алюминия.

Послесварочная обработка

Проблемы после сварки, такие как обесцвечивание, сварочная копоть и тепловой оттенок в зонах термического влияния, также должны быть решены.

При очистке алюминия мы отказались от традиционных проволочных щеток и агрессивных химических чистящих растворов. Проволочные щетки работают быстро, но могут поцарапать алюминий и изменить отделку. Сильные химикаты (травильные пасты) могут очищать сварные швы, но в зависимости от их типа могут повредить поверхность. Опасность для здоровья и дорогостоящая утилизация также вступают в игру.

Сегодня можно использовать эффективные, экологически безопасные электрохимические технологии. Эти устройства не повреждают поверхности из алюминия или нержавеющей стали, а в некоторых используется раствор электролита с нейтральным pH, который перекачивается непосредственно на очищаемую поверхность, а динамическое управление электрическим током предотвращает микропиттинг на сварных поверхностях. Он может обрабатывать металлы со скоростью от 3 до 5 футов в минуту, в зависимости от применения.

Для сравнения, при травлении используются сильнокислые растворы азотной и плавиковой кислот.Сварщики должны нанести пасту, подождать час, пока она подействует, а затем смыть ее с металла. Дорогостоящие меры по соблюдению экологических требований вступают в игру, если требуются специальные методы удаления сточных вод, которые обычно связаны с токсичными кислотами. Некоторые производители платят до 8 долларов за литр за утилизацию травильной пасты и сопутствующих жидкостей.

Резка, шлифовка, смешивание и чистовая обработка

Когда дело доходит до смешивания или чистовой обработки алюминиевых сплавов, цеха должны помнить о производительности и безопасности.

При шлифовке или резке алюминия важно использовать высокопроизводительное оборудование, которое не добавит лишних операций в работу. Магазины захотят использовать шлифовальные и отрезные круги, которые не забиваются и не блестят при работе с алюминием и другими цветными металлами. Они также хотят гарантировать, что колеса выдержат многократные применения.

При работе с алюминиевыми сплавами могут возникать всевозможные трудности в цеху – будь то подготовка к сварке или после сварки. Для производителей, стремящихся предотвратить дефекты сварки, доступны инновационные инструменты.Для металлистов, которым нужны безопасные и эффективные методы удаления теплового оттенка и обесцвечивания со сварных швов GMAW, GTAW и точечных сварных швов, технологии электрохимической очистки и полировки предлагают выдающиеся подходы к исправлению дефектов сварки безвредным для окружающей среды способом.