Сварка алюминия газовой горелкой


Сварка алюминия – это очень трудоемкий процесс. Алюминий и его сплавы относятся к трудно свариваемым материалам ввиду своих специфических свойств.

Теплопроводность алюминия составляет 236 Вт/(м*град) при комнатной температуре, что значительно выше значений теплопроводности углеродистых сталей – 50-90 Вт/(м*град) и нержавеющих сталей 30-45 Вт/(м*град), соответственно, для сваривания алюминия требуется ток выше, чем для стали. Высокая текучесть сварочной ванны требует повышенного контроля и применения специальных приспособлений для отвода тепла из зоны сварки. Сварочный шов имеет большую усадку и деформируется при остывании. На прочность сварного шва оказывает негативное влияние водород, который выделяется из алюминия при нагреве и, проникая в металл образует поры.

Подготовка алюминия к сварке

Чистый алюминий в промышленности и в быту применяется редко. В основном, применяются сплавы алюминия, которые, для повышения качественных характеристик подвергают анодированию (анодному оксидированию). В результате на поверхности алюминиевого изделия образуется тонкая оксидная пленка, которая имеет температуру плавления примерно в три раза выше температуры плавления основного сплава. Удаление оксидной пленки перед сваркой обязательно.

Подготовка алюминиевых деталей к сварке в домашних условиях происходит следующим образом: кромка деталей очищается от загрязнений, и обрабатывается шкуркой или напильником. Если толщина свариваемых поверхностей более 4 мм требуется их доводка для формирования конусных (или иной формы) кромок. После механической обработки свариваемые поверхности обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом.

Какие способы применяют, чтобы сварить алюминий в домашних условиях

Не прибегая к покупке дорогостоящего оборудования в условиях домашней мастерской, можно соединить алюминиевые сплавы. В отличие от стальных деталей, здесь нужна большая сноровка, быстрота действий, так как металл имеет исключительно хорошую теплопроводность, и под воздействием высоких температур легко может потечь, трудно удержать ровный шов. Все это учитывается при выборе способа сварки.

Сварка алюминия электродом в домашних условиях

Способ простой, очень схож с обычной электросваркой на аппарате. Получить в этом случае хороший шов довольно сложно из-за низкой вязкости материала. Монолитность соединения также оставляет желать лучшего. Можно работать с не сильно ответственными участками, элементами. Под силу сварка таким способом для мастеров, имеющих хотя бы небольшой опыт в этом деле.

Таблица характеристик электродов для сварки алюминия

Сварка при помощи газовой горелки

Достижение температуры плавления металла и способности участков свариваться друг с другом получают здесь за счет горения газа. Скорость сварки алюминия в домашних условиях при этом падает в три раза, что позволяет успешней ее контролировать, получать более четкий шов. В качестве соединительного элемента применяется сварная алюминиевая проволока. Газ надежней защищает области соединения элементов, чем специальная обмазка на электродах для алюминиевых сплавов.

Сварка алюминия газовой горелкой

Сварка аргонодуговым способом

Это самый лучший вариант для соединения заготовок из сплавов на основе алюминия. Эффективность его в том, что применяется плавящая дуга, а защита от окислов осуществляется газом аргоном. Сам электрод не подвергается плавлению. Он расплавляет специальную присадочную проволоку, соединяющую прогретые рабочие зоны деталей. Шов получается четким, ровным, без наплывов и потеков.

В домашних условиях использовать такой способ сложно, требуется специальное оборудование.

Схема аппарата TIG для аргонодуговой сварки

Сварка алюминия штучными электродами

Данный метод сварки алюминиевых деталей применяется только в условиях гаражной мастерской и не применим для сварки ответственных конструкций. Электроды имеют маркировку — ММА. К особенностям данного способа сварки алюминия можно отнести:

  • Сварка только постоянным током обратной полярности.
  • Минимальная толщина кромок свариваемых деталей – 4 мм.
  • Процесс сварки должен проходить непрерывно, т. к. повторный розжиг электрода может быть затруднен из-за образования изолирующей шлаковой пленки.
  • Сила тока сварки не менее 100 ампер, исходя из соотношения – на 1 мм толщины кромки требуется ток силой 25 ампер.
  • Требуется предварительный нагрев свариваемых поверхностей до 3000С, толстые заготовки требуют прогрева до 4000С.
  • Обязательна очистка сварного шва от шлака, в противном случае возможно образование участков коррозии.

Сварка алюминия штучными покрытыми электродами низкокачественный и не технологичный процесс, добиться качественной сварки, даже при соблюдении вышеуказанных условий практически невозможно. Выделение водорода ведет к образованию пор и снижению прочности сварного шва. Сварную ванну сложно контролировать, процесс сварки сопровождается разбрызгиванием металла, шлак плохо отделяется и приводит к образованию участков коррозии.

Подготовка алюминиевых деталей под сварку

Из-за специфических свойств алюминия его подготовка перед сваркой имеет краеугольное значение на итоговый результат.

Особо тщательно следует уделить внимание месту (кромкам изделия) для планируемого сварочного шва. Преимущественно очистка выполняется для того, чтобы избавиться от оксидной плёнки.

  1. Очищение и обезжиривание материала от налета любого происхождения. Выполняется это ацетоном, растворителем или реже авиационным бензином.
  2. Разделка кромок необходима, если их толщина превышает 4 мм, при использовании стандартных электродов.
  3. Удаление оксидной плёнки. Инструмент подбирается, согласно толщине алюминиевой детали. Обычно применяют напильник, фрезу или щётку по металлу.

Сварка алюминия плавящимся электродом в среде защитных газов

Сварка плавящимися электродами может проводится в среде защитных газов в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Основным преимуществом данного способа является высокая производительность, а также, благодаря высокой концентрации источника тепла, глубокое проплавление алюминиевой конструкции, что позволяет сваривать толстостенные конструкции (например, нахлыстовые соединения тавровых конструкций). Для предотвращения образования пор в сварных швах, а также устранение возможного «непровара» конструкции в начале сварки используют способ импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. С использованием импульсного режима сваривают алюминиевые поверхности небольшой толщины, при этом варить можно в любом пространственном положении, практически без разбрызгивания. Качество сварного шва и его прочностные характеристики сопоставимы со сварными соединениями, полученными при использовании метода сварки неплавящимися электродами в среде защитных газов.

Сварка алюминия вольфрамовым электродом в среде защитных газов

Данный метод сварки алюминия является более технологичным и используется для сваривания ответственных конструкций. Принцип метода заключается в использовании неплавящегося вольфрамового электрода диаметром от 1,6 мм до 5 мм и специальной присадочной проволоки диаметром от 1,6 до 4 мм. В процессе сварки проволока подается к кромке металла, за ней движется электрод. Сварка проходит в среде защитного газа — аргона или гелия. К особенностям данного метода относят:

  • Использование источника переменного тока, длина дуги не более 2,5 мм, прямой угол между электродом и проволокой.
  • Необходим отвод тепла от зоны сварки – кромка свариваемой детали должна соприкасаться с металлическим листом, с площадью, достаточной для отвода тепла.
  • Сварка может проводится без использования присадочной проволоки, путем расплавления кромок основного металла.

Сварку неплавящимся электродом в среде защитных газов можно проводить вручную, при этом подачу присадочной проволоки в зону сварки выполняет сварщик, как и перемещение сварочной горелки. Ручной способ требует от сварщика высокого уровня мастерства – необходимо контролировать движение горелки, которое осуществляется только в продольном направлении и перемещение проволоки, которое, для равномерного заполнения ванны должно быть возвратно-поступательным. Кроме перемещения горелки и проволоки сварщик должен контролировать длину дуги (до 2,5 мм), угол между плоскостью сварного соединения и электродом (в пределах 800) и прямой угол между проволокой и электродом. При полуавтоматическом способе сварщик перемещает только горелку, а проволока подается автоматически. При автоматической сварке процесс полностью автоматизирован.

Сварка алюминия вольфрамовыми электродами в среде защитных газов является универсальным методом с высокими показателями качества сварного соединения, которое обусловлено низким насыщением металла газом (водородом). Сварка может проводится во всех пространственных положениях, возможно сваривание тонких листов алюминия и кромок средней толщины.

Самостоятельная сварка

Для осуществления самостоятельной работы вам понадобится ряд вспомогательных предметов: самый важный элемент – аппарат для сварки, способный осуществлять аргонно-дуговую сварку.

Также вам понадобится аргоновый баллон, проволока из алюминия, осциллятор и газовая горелка.

Видео:

Выбор проволоки для сварки – очень важный этап перед началом работ.

Цена на материал примерно одинаковая, поэтому ориентироваться нужно не на нее, а на алюминиевые свойства: нужно оценить насколько проволока подходит для работы с ними.

Перед началом работы нужно защитить металл в местах стыков. Делать это лучше всего жесткой стальной щеткой, либо другим аналогичным инструментом.

После зачистки эти места нужно дополнительно обработать купленным ранее флюсом.

Зачистка сплавов алюминия необходима для того, чтобы убрать оксидную пленку и далее работать с самой металлической поверхностью.

Второй этап сварки – работа с газовой горелкой. Предварительно ее нужно нагреть до подходящей температуры и после этого обработать ею места, в которых были сделаны швы.

Чтобы сделать смешение сплавов, нужно прикладывать дополнительные вольфрамовые электроды для сварки на места швов и расплавлять их под горелкой – таким образом, стержни смешаются с алюминием и создадут смешение необходимых сплавов.

Для домашних условий наиболее подходит аргонно-дуговой способ сварки.

При таком способе характер вольфрамовых электродов неважен, вольфрамовые электроды -им не нужна заточка, вы можете приобретать как плавящиеся, так и неплавящиеся элементы.

Этот способ сварки является не только эффективным, но и очень удобным, поскольку не требует наличия флюса, что значительно облегчает процесс работы.

Аргонно-дуговая сварка инвертором позволяет сварить алюминий даже с помощью металлических электродов, которым не нужна заточка.

Схема аргонно-дуговой сварки и вольфрамовые электроды

Если же вы решите использовать автоматический аргонно-дуговой метод, то вам понадобится флюс, имеющий специальный состав и полностью химически чистый.

Еще один подходящий способ сварки для работ в домашних условиях – точечный.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология ручной дуговой сварки труб

Но он менее эффективен, чем аргонно-дуговой, из-за того, что алюминий обладает высокой теплопроводностью, а также из-за очень быстрого процесса плавления материала.

Точечную сварку производят на большой скорости, достаточной, чтобы электрод можно было перемещать на равном с металлом уровне.

Следующий способ сварки, который можно выполнить самостоятельно, требует наличия электроприводной машины – благодаря ей металл можно расплавлять непрерывно и на необходимой скорости.

Это довольно сложный способ, и в домашних условиях он используется редко, да и в целом таким способом работают в основном опытные мастера.

Лучше всего остановиться на первом варианте сварки, поскольку он самый удобный, и выполнить его сможет даже человек с минимальным опытом.

Последние два способа реализовать дома довольно сложно, а популярная холодная сварка для алюминия и вовсе не подходит.

Плавка алюминия – это длительный процесс, при этом важно соблюдать технику безопасности на всех этапах работы, т.к. она представляет определенный риск для здоровья, особенно, если ранее у вас не было опыта сварки.

Процесс дуговой сварки инвертором — дело довольно сложное, особенно в домашних условиях.

Поэтому, если у вас нет опыта, лучше обратиться к профессионалу, тем более что цена на эти услуги сегодня не слишком высока.

Если же вы хотите провести работу с алюминием инвертором самостоятельно, то посмотрите видео с инструкцией, прежде чем приступать к работе.

Видео:

Для алюминия и его сплавов подходят далеко не все способы сварки, наиболее простой – аргонно-дуговой. Его сможет выполнить своими руками даже человек с минимальным опытом.

Вы можете посмотреть на видео, что собой представляет этот вид сварки.

Другие же методы работы являются более сложными, поэтому, если вы не являетесь профессиональным сварщиком, лучше поручить их специалисту, тем более что цена на эту услугу вполне адекватна.

Другие промышленные методы сварки алюминия

Одним из промышленных, полностью автоматизированных способов сварки является сварка плазменной дугой алюминия на переменном токе. В сравнении с обычными методами сварки данный метод является более производительным и менее энергозатратным.

Существует метод микроплазменной сварки тонких алюминиевых листов, в качестве плазмообразующего газа, в данном случае используют аргон, защитным газом является гелий. Микроплазменная сварка позволяет сваривать тонкие листы (0,05-0,8 мм) алюминия без риска прожогов или провисания металла шва. Микроплазменная (аргоновая сварка) может проводится вручную или автоматически, использование присадочной проволоки не обязательно, возможно соединение листов путем расплавления основного металла.

Припои для алюминия

Паять алюминий можно как обычными свинцово-оловянными припоями, так и специальными, имеющими в своем составе алюминий, цинк, серебро и др. металлы и даже неметаллы (к примеру, кремний). Припои ПОС, как и специальные для алюминия, имеют различные температуры плавления, что необходимо учитывать как при работе с ними, так и при эксплуатации отремонтированного изделия.

Если вы решили паять посуду, контактирующую с пищей (канистра, фляга, трубка дистиллятора и пр.), то припои, содержащие свинец, использовать нельзя. Придется заняться высокотемпературной пайкой, используя, к примеру, припой 34A, содержащий медь, кремний и, конечно, алюминий. Подойдет ЦОП-40, содержащий цинк.

Читать также: Что делают из стали х12мф

Припои 34A (слева) и ЦОП-40

Из зарубежных можно порекомендовать Aluminium-13, который, по сути, является аналогом 34А.

Припой для пайки алюминия Aluminium-13

Еще один вариант — пайка чистым оловом. Оно великолепно подходит для ремонта пищевой посуды и имеет низкую температуру плавления, а значит, работы можно производить при помощи паяльника. Но используя олово, следите за тем, чтобы место пайки сильно не нагревалось в процессе эксплуатации изделия. Вы, к примеру, можете запаять оловом донышко чайника (оно соприкасается с водой и выше 100 градусов не нагреется), а вот клювик того же чайника отвалится после первого же кипячения.

Для пайки пищевой посуды можно использовать олово

Особого внимания заслуживают так называемые офлюсованные, уже имеющие в своем составе специальный флюс (обычно в виде обмазки, но необязательно). Бытует мнение, что для работы с ними флюс вообще не нужен и, в принципе, это так. Тем не менее он очень желателен для защиты от окисления места пайки в процессе работы. Для этих целей подойдет любой пассивный флюс, который выдерживает температуру пайки. Идеальным решением здесь может быть обычное трансформаторное масло, которым пользуются электрики при пайке высоковольтных муфт.

Алюминиевый припой с обмазкой из флюса

Из недостатков флюсовых припоев можно отметить их более высокую стоимость, одноразовость (неизрасходованный припой, но уже раз подвергавшийся нагреву повторно вы не используете) и необходимость опыта работы с такими составами.

Рекомендации по сварке алюминия и дюралюминия в домашних условиях

Как указывалось выше, особенности сварки алюминия и его сплавов обусловлены специфическими свойствами самого металла – прежде всего это повышенная, по сравнению с углеродистыми и нержавеющими сталями, теплопроводность, а также наличие на поверхности алюминия окисной пленки с высокой теплостойкостью.

  1. Алюминий требует тщательной подготовки перед сваркой, необходимо провести максимально тщательную очистку сварных кромок от посторонних включений, механическим способом удалить окисную пленку и обезжирить поверхности.
  2. При использовании сварочной проволоки необходимо учитывать, что температура ее плавления значительно ниже стальной, она более мягкая и пластичная. Скорость подачи проволоки для сварки алюминия в зону сварки выше, чем для стальной, а расширение при плавлении больше.
  3. При сварке алюминия с использованием инвертора рекомендуем выбирать электроды марок ОЗАНА, ОЗА, ОЗР. Как и другие электроды, электроды для сварки алюминия перед использованием необходимо прокалить. Значение сварочного тока ниже, чем при сварке стали. Рекомендуется обеспечить отвод тепла от зоны сварки.
  4. По окончании сварки необходимо тщательно удалить шлак механическим способом, в противном случае антикоррозионные свойства алюминия будут снижены.

В остальном, процесс сваривания алюминия мало отличается от процессов сварочных работ с углеродистыми и нержавеющими сталями, и вполне реализуем в домашних или условиях, или в условиях гаражной мастерской.

Вернуться к списку статей

Техника безопасности

Электросварка алюминия в домашних условиях повышает вероятность получения травм и порчи имущества. Поэтому в таком случае особенно тщательно соблюдают следующие предписания техники безопасности:

  1. Работать необходимо, используя средства индивидуальной защиты. Для сварщиков предназначены специальные маски, прорезиненные сапоги, рукавицы. Рабочее место защищают металлическим экраном.
  2. Все электрические элементы должны быть заизолированы.
  3. Нельзя варить в помещениях с легковоспламеняющимися жидкостями и материалами.
  4. Комната должна хорошо проветриваться. Это предотвращает отравление газами.

Техника безопасности

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: