- специфіка робіт
- Принцип зварювання аргоном
- підготовка поверхні
- Застосування неплавких електродів
- Постійний струм: застосування плавляться,
- додаткові рекомендації
- необхідний інструмент
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Зварювання металів давно використовується в усьому світі. Якщо зварювання сталевих конструкцій не викликає проблем, то можливість зварювання алюмінію у багатьох викликає сумнів. Однак багато сумнівів зникнуть, якщо вирішити питання, як варити алюміній аргоном.
Схема апарату TIG для аргонодугового зварювання.
Алюміній, дійсно, специфічний матеріал і викликає деякі додаткові вимоги. Ще більше ускладнюють картину численні алюмінієві сплави, які широко застосовуються як у виробництві, так і в побуті. Незважаючи на деякі складності, така проблема, як варити алюміній аргоном, вирішується досить просто навіть в побутових умовах.
специфіка робіт
Процес аргонодугового зварювання.
Однією з головних проблем при зварюванні алюмінію є швидке його окислення на повітрі. На поверхні алюмінію з'являється дуже тугоплавкий оксид алюмінію (плавиться при температурі вище 2000ºС), утворює щільну плівку. Перед початком або в процесі робіт цю плівку необхідно видалити.
Вплив високої температури істотно зменшує механічну міцність алюмінію, що може привести до руйнування матеріалу на ділянках, що примикають до зварного шва. Крім того, алюміній має підвищену плинність розплаву, яка ускладнює утримання його в зоні зварного шва. Колір алюмінію не змінюється при прогріванні, що не дозволяє точно контролювати зону і ступінь розігріву.
Алюміній має підвищений коефіцієнт лінійного розширення при низькому модулі пружності, що пояснює його прагнення до деформації. Для усунення ризику появи деформацій в зварювальної зоні необхідно проведення, наприклад, попереднього підігріву.
Підвищена теплопровідність алюмінію для його зварювання вимагає більш високу кількість тепла, тому збільшуються енерговитрати і потужність джерела струму. Для алюмінію і особливо для сплавів його з магнієм характерно поява водневої пористості в звареному шві. При зварюванні великий ризик гарячого розтріскування матеріалу зварного шва, викликаного напругою при його кристалізації.
Принцип зварювання аргоном
Принципова схема аргонодугового зварювання.
Досить ефективним способом, що дозволяє варити алюміній, є зварювання за допомогою електричної дуги, що плавиться метал в інертному середовищі. Інертність середовища в зварювальної зоні забезпечується подачею аргону особливої чистоти. Допускається використання суміші аргону з гелієм. Таке середовище дозволяє вберегти зварюваний матеріал від окислення при підвищеній температурі під час зварювання за рахунок того, що аргон практично не вступає в хімічні зв'язки з іншими матеріалами сам і при цьому витісняє повітря з зварювальної зони.
Електродугове зварювання в середовищі аргону здійснюється з використанням спеціального інструменту - пальники. Пальник містить канал, по якому аргон подається в зону ведення робіт. Всередині пальника встановлюється електрод. Верхня частина пальника і електрода охолоджуються рідиною. Як електроди можуть застосовуватися плавляться та не плавляться електроди. Щоб забезпечити металом зварений шов, використовується присадний пруток або дріт, матеріал якої, розплавляючись при нагріванні, заповнює обсяг шва. Пруток подається в зварювальну зону поза пальника.
Сварка металу проводиться за допомогою електричної дуги, яка запалюється між поверхнею металу і електродом. Для запалювання і підтримки дуги на електрод подається зварювальний струм постійної або змінної напруги.
підготовка поверхні
Схема аргоновой зварювання вольфрамовим електродом.
Специфікою зварювання алюмінію є вимога до ретельної підготовки поверхні перед початком робіт. Головне завдання підготовки - зруйнувати оксидну плівку, і проводиться це в кілька етапів. Перш за все поверхню очищається від пилу і бруду, а кромки з'єднуються заготовок очищаються і трохи закругляются вгорі напилком.
На наступному етапі поверхня обробляється розчинником. Для алюмінію і його сплавів слід використовувати органічні розчинники або лужний розчин наступного складу: 50 г фосфатно-натрієвої солі, 50 г соди, 30 г рідкого силікатного скла з розрахунку на один літр води. Перед обробкою розчин доцільно нагріти.
Після очищення розчинником проводиться механічна обробка алюмінію металевою щіткою. Таку щітку можна виготовити з дроту діаметром 0, 1-0, 2 мм. Всю обробку поверхні матеріалу слід закінчити не пізніше ніж за 3 години до початку робіт, щоб уникнути появи нової плівки.
Застосування неплавких електродів
Схема аргоновой зварювання алюмінію.
Зварювання алюмінію може проводитися з використанням електрода, який сам не плавиться в зоні зварювання. Такий електрод тільки забезпечує утворення електричної дуги між ним і поверхнею заготовки. Метал для заповнення зварного шва утворюється шляхом розплавлення присадочного дроту.
Найчастіше в якості неплавких при зварюванні електродів використовуються вольфрамові електроди. Діаметр таких електродів становить 2-6 мм. Варять вольфрамовими електродами алюмінієві заготовки товщиною до 12 мм.
Зварювання алюмінію із застосуванням вольфрамових електродів здійснюється, як правило, на стандартних зварювальних установках типу УДГ, що забезпечують подачу змінного струму необхідної сили. Установка здатна подавати аргон зі швидкістю до 15 л / хв. Величина змінної напруги в зварювального ланцюга при використанні аргону підтримується 15-20 В.
Таблиця вибору дроту для зварювання алюмінію.
В якості присадочного матеріалу застосовується алюмінієвий дріт на основі чистого алюмінію типу АТ або АТ. При роботі з алюмінієвими сплавами застосовується дріт або пруток зі складом, аналогічним чи близьким до складу сплаву. Так, для алюмінієво-магнієвих сплавів використовується присадка з того ж сплаву з вмістом магнію, трохи (до 1, 5%) перевищує вміст його в самому сплаві.
Режим зварювання алюмінію вольфрамовим електродами залежить від діаметра електрода і товщини алюмінію. Можна рекомендувати деякі конкретні параметри процесу. Так, для зварювання листів товщиною до 2 мм електродом діаметром 2 мм слід застосувати присадні дріт діаметром до 2 мм, а силу зварювального струму встановити в межах 50-70 А. Для заготовки товщиною 4-6 мм і електроді діаметром 3 мм - діаметр присадки до 3 мм, сила струму - 100-130 а, а при електроді діаметром 4 мм сила струму збільшується до 160-180 А. Зварювання алюмінію завтовшки до 10 мм електродом 5 мм вимагає установки сили зварювального струму 220-300 А.
Схема газового зварювання алюмінію.
Зварювання алюмінію з використанням неплавких електродів проводиться в один або декілька заходів, в залежності від товщини заготовок. При товщині алюмінію до 3 мм процес зварювання можна виконати за один прохід (за умови використання керамічної підкладки під зварювальний шов для утримання розплаву). Зварювання алюмінію завтовшки до 6 мм зажадає двох проходів. Зварювання при товщині більше 6 мм викликає необхідність створення скосів на крайках зварюються заготовок і чотирьох проходів зварювання.
Запалювання дуги в середовищі аргону (особливо при використанні вольфрамових електродів) шляхом торкання електродом поверхні металу не використовується. Найбільш ефективний спосіб - застосування осцилятора, що подає на електрод високочастотні імпульси високої напруги. Ці імпульси здійснюють іонізацію зони дуги і забезпечують її запалення при подачі зварювального струму без торкання електродом поверхні металу. При відсутності осцилятора запалити дугу можна, тільки підвищуючи зварювальний струм при мінімальному дуговому проміжку.
Постійний струм: застосування плавляться,
Таблиця режимів зварювання алюмінію.
Зварювання алюмінію постійним струмом в середовищі аргону можлива при використанні плавких електродів. Такі електроди під дією електричної дуги плавляться і заповнюють простір між зварюються деталями. Застосування в цьому випадку присадки не обов'язково.
При створенні дуги постійним струмом застосовуються зварювальні інвертори, наприклад, типу вд-200. Основною перевагою зварних робіт постійним струмом є стабільність дуги і можливість плавного регулювання зварювального струму. Дуга запалюється і підтримується на постійному струмі зворотної полярності. Така полярність забезпечує руйнування оксидної плівки на поверхні алюмінію, що також відноситься до переваги способу.
Як плавляться, останнім часом знаходять широке застосування покриті електроди типу озана-1 для технічного алюмінію і електроди типу озана-2 для деяких алюмінієвих сплавів.
Метод аргоновой зварювання із застосуванням плавиться електрода.
Ці електроди формують склад зварювального шва, близький до самого матеріалу. Витрата електродів типу «озана» в середньому становить 2-2, 2 кг на один кілограм наплавленого металу. З інших плавляться, слід зазначити електроди ОК96.10 з покриттям лужними солями для технічного алюмінію, а також електроди ОК96.20 для сплавів, в т.ч. алюмінієво-магнієвих сплавів.
Плавкі електроди для алюмінію мають підвищену гігроскопічність, тому перед вживанням потрібно їх просушування при температурі до 150ºС не менше півгодини. При цьому їх використання після просушування має бути не більше доби.
Режим залежить від діаметра електродів і товщини металу. При зварюванні алюмінію завтовшки до 10 мм потрібно дотримуватися наступних рекомендацій: при діаметрі електрода 3 мм сила постійного струму встановлюється в межах 60-90 А, при діаметрі 4 мм - 90-125 А, при діаметрі 5 мм - 120-150 А. При зварюванні переміщення електрода в поперечному напрямку треба зробити мінімальним.
Температура нагріву вибирається з урахуванням марки матеріалу і товщини. В середньому потрібно нагрів до 400 градусів. Після закінчення процесу зварювання має бути забезпечено повільне охолодження зварного шва.
додаткові рекомендації
Якість зварного шва поліпшується при проведенні додаткової обробки кромок з'єднувальних заготовок. При зварюванні алюмінію завтовшки менше 5 мм обробка кромок зазвичай не проводиться. У разі зварювання алюмінію завтовшки 5-10 мм рекомендується сточити верхній край кромки, утворюючи V-подібну форму зварного шва. При роботі з металом товщиною понад 10 мм часто застосовується Х-подібна обробка кромки, тобто фаска знімається і зверху, і знизу. Крім того, зварений шов формується з обох сторін заготовки.
Зварювання алюмінію рекомендується робити тільки встик. Такі види з'єднання, як внахлест або Таврове, створюють небезпеку накопичення шлаків в зазорах, що викличе посилену корозію прилеглих ділянок металу.
Після формування зварного шва необхідно ретельно очистити його від шлаків. Навіть невеликий його залишок веде до хімічних взаємодій, що руйнують метал. Шлак прибирається шляхом промивання гарячою водою і механічного очищення металевою щіткою.
При проведенні робіт необхідно контролювати надходить аргон. Зупинка потоку неприпустима.
необхідний інструмент
При зварюванні алюмінію потрібно наступний інструмент:
- пальник газовий або паяльна лампа;
- болгарка;
- напилок;
- коло наждачний;
- молоток;
- долото;
- плоскогубці;
- викрутка;
- щітка металева;
- штангенциркуль;
- ключі гайкові.
Електродугове зварювання в середовищі аргону показала свою ефективність при зварюванні алюмінію і його сплавів. Варити алюміній цим способом цілком можна самому в побутових умовах при наявності обладнання та певних навичок.