Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Чудові властивості алюмінію, його відмінна теплопровідність, невелику вагу зробили такий матеріал затребуваним у всіх областях виробничого процесу. Однак цей матеріал дуже складно зварювати. Тому була спеціально розроблена технологія зварювання алюмінію, щоб він став доступний будь-якій галузі промисловості.

Схема аргоновой зварювання алюмінію.

Фактори, що ускладнюють зварювальний процес алюмінієвих деталей

Алюміній і його сплави входять в групу важкозварювальних металів. Кілька характерних властивостей цього металу викликають таку особливість: поверхня покрита окисной плівкою, яка має властивість плавитися, коли температура досягає 2044 °. Безпосередньо алюміній має температуру плавлення 660 °.

Хімічні властивості алюмінію.

Завдяки швидкій окисляемости утворюється тугоплавка плівка під час появи розплавленого металу. Така плівка не дозволяє отримати цілісний шов. Запобігти появі плівки можна шляхом огородження зварювальної зони від попадання повітря. Такий захист стала можливою, коли проводиться автоматичне зварювання алюмінію з використанням середовища захисного газа.Алюміній має високу плинністю, тому зварювання без тепловідвідних підкладок практично неможлива.

Можливість появи в зварювальному шві деяких кристалізаційних пір послаблює алюміній. Регулює поява пір водень, який розчинений в алюмінії. Він весь час прагне покинути метал. Поява тріщин в основному стосується алюмінієвих сплавів. Вони з'являються під час охолодження металу в зв'язку з великою кількістю кремнію.

Алюміній має великий усадочною здатністю, на це впливає лінійне розширення, значення якого неймовірно високо. В результаті при отвердении зварювального шва мають місце великі деформації.

Величезна теплопровідність вимагає використання зварювального струму, який в кілька разів більше струму, призначеного для сталевих деталей, хоча температура розплаву стали набагато перевищує алюміній.

Додатковою складністю зварювання алюмінію стає і той факт, що в побутових умовах доводиться варити найрізноманітніші сплави невідомої марки. Щоб отримати якісні зварювальні шви, необхідна особлива технологія зварювання.

Сварка інвертором: особливості

Температура плавлення алюмінію.

Така технологія зварювання спеціально призначена під роботи з алюмінієм. Цей матеріал вариться в оболонці захисного газу, найчастіше аргону. Для процесу зварювання алюмінію застосовуються вольфрамові плавляться електроди. Для проведення робіт необхідно завжди очищати поверхню такого електрода. Його поверхня накопичує нарости, що складаються з оксидів вольфраму. В результаті страждає якість шва.

Для усунення цих «коронки» за допомогою абразивного диска, виконують заточку електрода. В результаті поверхня електродів стає чистою, не виникає утворення задирок і канавок. Для заточки електрода застосовується спеціальний диск, який не використовується для очищення інших матеріалів. Знизити ймовірність появи наростів цілком можливо, якщо електрод піддати сильному охолодженню газом.

Аргонодуговая зварювання: нюанси

Електрична дуга при цьому зварювальному процесі утворюється між електродом і поверхнею деталі. Пальник тримає електрод, одночасно відбувається подача захисного газу. При цьому присадний дріт стає витратним матеріалом. Її подача може здійснюватися двома способами:

Таблиця режимів зварювання алюмінію.

  • вручну;
  • автоматично.

Зварювання алюмінію аргоном вимагає наявності спеціальної присадного дроту. Тип присадки знаходиться в прямій залежності від хімічних елементів, що входять в сплав, який буде зварюватись. Щоб відбувалася автоматичне зварювання, застосовуються такі види дроту:

  • АТ;
  • АТ;
  • АК.

Розмір такої дроту не перевищує 5 мм. Коли доводиться варити інші сплави, до складу яких входить магній, використовуються аналогічні види дроту. Щоб компенсувати чад під час зварювання алюмінію, присадний дріт робиться з великою кількістю магнію.

Зварювання алюмінію проводиться кількома способами:

  • MIG;
  • TIG.

TIG-зварювання володіє низькою швидкістю. У кілька разів більше швидкість зварювального процесу MIG-зварювання. Однак більш красивим виходить шов, зроблений TIG-зварюванням.

Точковий метод: підготовчі роботи

Технологія зварювання точкового виду вимагає перед початком робіт провести підготовку. Спочатку готується поверхню алюмінію. На цьому етапі потрібно повністю очистити поверхню від окисної плівки. Щоб отримати якісне зварювання, використовуючи точковий спосіб, буде цілком достатньо звільнити смугу від плівки шириною 50 мм. Зварювання алюмінію згідно точкової технології може відбуватися двома шляхами:

Схема технології точкового зварювання алюмінію.

  • механічним;
  • хімічним.

Найефективнішою, що дає відмінні результати, стала механічна очистка із застосуванням спеціальних пристосувань. Однак очищення можна проводити також вручну. У більшості випадків застосовуються металеві щітки, що обертаються з великою швидкістю.

Безумовно, найкращою очищенням вважається хімічна. Вона дає найбільший ефект. Алюміній можна труїти різними хімічними речовинами:

  • каустичною содою;
  • ортофосфорної кислотою.

Перш ніж почати обробку, заготовки знежирюють. Алюміній після травлення можна 3 дні зберігати в складському приміщенні, якщо буде проводитися зварювання з технологією змінної енергії. Одна доба даються на зберігання при використанні зварювального процесу з використанням акумульованої енергії.

Технологія точкового зварювання

Така зварювання алюмінію доступна при товщині заготовок не більше 6 мм. В основному технологічний процес аналогічний зварюванні самих різних металів. Однак існує кілька відмінностей. Точковим способом можна варити заготовки:

Розміри точкових зварних з'єднань.

  • плоскі;
  • профільні;
  • круглі.

Коли проходить точкове зварювання, деталі, щоб зменшити зазор, стискаються між собою з деяким зусиллям. Якщо зазор менше 0, 2 мм, дільницю зварювання нагрівається мінімально. Для зварювального процесу використовується великий струм, його значення дорівнює 1 кА / мм. Так утворюється зварювальний точка, яка з'єднує заготовки. Автоматичне зварювання допустима, тільки коли використовуються жорсткі режими. Зварювальне час регулюється в залежності від свариваемой товщини металу. Щоб не відбувався перегрів алюмінію, зварювання робиться короткими сильними імпульсами.

Точкове зварювання і електроди

За рахунок того, що сплави алюмінію володіють підвищеною теплопровідністю, вони вимагають застосування тільки конкретних видів електродів. Зазвичай вони відрізняються кількома характерними властивостями:

  • електропровідністю;
  • твердістю;
  • жароміцністю.

Такими властивостями володіє мідь, тому електроди спеціально для роботи точкового зварювання виготовляють з цього кольорового металу. Склад може змінюватися, все залежить від виду сплаву, який потрібно зварити. Поверхня електрода може мати сферичну форму.

Технологічні нюанси зварювального процесу

Провідність чистого алюмінію набагато вище стали. Зварювання алюмінію має свої характерні відмінності. Маючи високу теплопровідність, алюміній не дає проводити якісне зварювання, неможливо ідеально проплавити метал.

Схема газового зварювання алюмінію.

Зварювальний зона миттєво кристалізується. Для уникнення цього явища потрібно збільшити зварювальний струм. Заготівлю потрібно попередньо підігріти. Захисним газом виступає аргон.

Іноді неміцний шов з'являється на самому початку зварювального процесу. Причиною є недостатній проварена, так як деталь була погано прогріта. Цю проблему допомагає вирішити чотиритактний режим. Їм оснащуються зварювальні агрегати «Merkle». На початковому етапі є можливість створити струм набагато більше основного, в результаті прогрівання деталі буде відбуватися швидше.

Різноманітність алюмінієвих сплавів величезна. До алюмінієвої дроті пред'являється одна основна вимога: вона повинна бути використана в належний час. Коли упаковка розкрита, її можна зберігати дуже обмежений час. За рахунок швидкого окислення погіршаться властивості дроту. Найбільше впливає на якість дроту підвищена вологість.

Перед зварюванням для кращого згоряння електрода і отримання якісного шва зварюються деталі очищаються від усіляких забруднень. Очищення робиться прямо перед початком зварювального процесу. Це пов'язано з властивістю алюмінію дуже швидко покриватися окисной плівкою.

Схема процесу зварювання алюмінію полуавтоматом.

Як вже було сказано вище, автоматичне зварювання звичайного алюмінію відбувається в зоні захисного газу. Найчастіше використовується аргон. Найкращою вважається суміш газів. Зазвичай в цій ролі виступає аргон спільно з гелієм. Завдяки гелію, що володіє високою теплопровідністю, особливо високу температуру набуває зварювальний ванна. Це дозволяє зварити алюміній, який має велику товщину. Змішання газів сприяє кращому газовиділення, воно захищає шов від появи пір.

Класичними зварювальними пристроями «MIG» можна варити алюміній, але це досить умовно. Найкращі результати показують синергетичні імпульсні пристрої, які мають спеціальну програму. З її допомогою проводиться автоматичне зварювання самого алюмінію, численних кольорових металів. Щоб варити алюміній, листи якого мають товщину рівну 6 мм, потрібно зварювальне обладнання, що має можливість регулювати подачу зварювального струму, що досягає 300 А.

Імпульсна зварювання: характеристики

Такі синергетичні імпульсні механізми мають спеціально розроблені програми, які допомагають варити різні види матеріалів. Для кожного виду сплаву програма має індивідуальним настроюванням. Ручний регулятор, виведений на робочу панель, дозволяє налаштувати необхідну програму. Кнопкової регулюванням швидко підбирається необхідна сила струму. Інші параметри налаштовуються автоматично вбудованим мікропроцесором.

Новітні імпульсні зварювальні агрегати підтримують багато зварювальні режими. Чотиритактний режим дає можливість зробити налаштування індивідуальних зварювальних параметрів, потрібних на кожному технологічному переході. Коли починається сварка, початковий такт посилає найвищий ток, в результаті відбувається прискорений прогрів зварюваних заготовок. Такий режим дозволяє позбутися від всіляких дефектів, які виникають на самому початку зварювального процесу.

Коли завершуються зварювальні роботи, іноді з'являються деякі дефекти, наприклад, незаварених кратер. Коли метал знаходиться в розплавленому стані, коли починається його охолодження, можлива поява гарячих тріщин. Третій такт дає знижений струм, що дозволяє повністю позбутися від зазначених дефектів.

Складнощі, з якими стикаються зварювальники

  1. Коли проводиться зварювання алюмінію, його поверхню закриває окісна плівка. Вона не дає можливості надійно зварювати деталі, забруднює шов, який стає неміцним. Таку плівку необхідно швидко видаляти.
  2. На зварюваність алюмінію дуже впливає перепад температури плавлення.
  3. Коефіцієнт розширення, має високі значення, коли проводяться зварювальні роботи, сприяє появі серйозних деформацій. Тому зварювання алюмінію повинна відбуватися з максимальною акуратністю.
  4. У рідкому стані алюміній має велику плинність. Тому коли він вариться, можливе утворення патьоків. Щоб позбутися від такого явища, потрібне обов'язкове використання прокладок, а також інших спеціальних пристосувань.
  5. Коли підвищується температура при зварюванні алюмінію, міцність металу різко падає, він швидко руйнується.
  6. Алюміній схильний до викривлення. Тому зварювання алюмінію вимагає надійного кріплення деталей.
  7. Щоб шви виходили якісними, міцними і надійними, необхідно ретельно очистити зварювальний дріт.

Що стосується техніки безпеки, то для проведення зварювальних робіт сплавів алюмінію робітник повинен мати:

  • захисну маску;
  • рукавички;
  • гумові чоботи.

Обов'язково повинна бути хороша ізоляція всіх сполучних проводів. Приміщення, в якому проводиться зварювання алюмінію, не повинно зберігати вибухонебезпечні та горючі матеріали. Воно повинно добре провітрюватися, щоб шкідливі гази швидко зникали.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Металообробка