Сварка по алюминию: обзор различных способов и технологий

Содержание

Сварка алюминия — особенности и технологиии полуавтоматической MIG и аронодуговой TIG сварки

Сегодня существует множество сварочных процессов для сварки различных металлов. Эти процессы всё время дорабатываются, появляются всё новые и новые. Чтобы быть в курсе применяемых процессов и их особенностей, предлагаю Вам прочитать эту статью, в ней мы расскажем о сварке алюминия.

Каждая отрасль промышленности использует различные типы металлов в зависимости от характера их работы. Первое, что приходит в голову о применении сварки алюминия, будет сварка алюминиевых судов. От небольших лодок и катеров до корпусов огромных судов и военных кораблей.

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?

Многие профессиональные сварщики говорят, что алюминий является самым сложным металлом для сварки. Он обладает физическими и химическими свойствами, которые необходимо знать, чтобы сварочные работы были наиболее эффективными.

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:

Расплавление окисной пленки алюминия

Образующаяся на поверхности алюминия оксидная пленка имеет более высокую температуру плавления, чем основной сплав. Она не плавится, пока не достигнет 2050 градусов по Цельсию. Это усложняет процесс сварки алюминия и требует применения специального сварочного оборудования и предварительной очистки металла (травления).

Необходимость большого количества энергии

Алюминий имеет теплопроводность намного больше, чем другие металлы (в 5-6 раз больше чем у обычной стали). Поэтому при дуговой сварке алюминия должно быть большое внесение тепла за счет мощности дуги. При сварке массивных изделий рекомендуется использовать предварительный подогрев.
Низкая температура плавления алюминия

Из за высокой теплопроводности и низкой температуры плавления существует высокая вероятность прожога алюминия
Заварка кратера в конце сварочного шва

Почти всегда при сварке алюминия при окончании сварочного шва появляется кратер, так как алюминий быстро затвердевает. Заварка кратера требует специальной техники. На многих сварочных аппаратах существует специальная программа для сварки алюминия. Она представляет собой увеличенный стартовый ток в начале сварки (для пробивки оксидной пленки) и уменьшенный ток в конце сварки (для заварки кратера).

Зачистка поверхности алюминия перед сваркой

Подготовка металла является ключевым моментом в сварке алюминия. Средства для травления поверхности должны быть использованы по мере возможности. Кроме того, рекомендуется зачищать поверхность перед сваркой металлической щеткой. Использование щетки помогает разбить слой оксидную пленки, уменьшая потребность в раскислении и увеличивая проплавление. Зачистка также помогает увеличить скорость сварки, снижая коробление.

Процессы сварки алюминия

Есть несколько процессов, которые используются для сварки алюминия. Наиболее популярны такие процессы, как аргонодуговая TIG сварка и импульсная полуавтоматическая MIG сварка.

Аргонодуговая TIG сварка 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.

MIG сварка алюминия полуавтоматом

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.

Несколько правил при MIG сварке алюминия

Выбор оборудования

Оптимальный сварочный полуавтомат для MIG сварки алюминия должен иметь режим импульсной сварки. Благодаря импульсам происходит пробивка окисной пленки, а также уменьшение перегрева алюминия при сварке и вероятность прожога. Режим двойного импульса Duo Pulse обеспечивает равномерную чешуйчатость и отличные визуальные характеристики сварочного шва.
Выбор сварочного газа

При сварке алюминия в качестве защитного газа необходим чистый аргон. В отличие от сварки стали, при которой обычно используется смесь аргона и углекислого газа (CO2).
Выбор сварочной проволоки

Очень важен выбор правильного диаметра сварочной проволоки. Из-за того, что алюминий металл мягкий, то применение проволоки с малым диаметром (0,8 мм) затруднено сложностью её протяжки и подачи через сварочную горелку. Поэтому лучше использовать сварочные горелки небольшой длины, либо горелки с дополнительным механизмом подачи в корпусе горелки — сварочные горелки Push Pull (пуш пул). Для расплавления сварочной проволоки большего диаметра (1,2-1,6 мм) требуется больший сварочный ток.

Набор расходных частей для сварочной горелки

1. Специальные контактные наконечники — так как алюминий во время нагрева расширяется значительно больше, чем сталь, то существуют отличия в сварочных контактных наконечниках, используемых в полуавтоматических горелках для сварки алюминия. Отверстие в наконечниках для алюминия должно быть больше, чем в обычных наконечниках для стали, но не настолько большим, чтобы был хороший электрический контакт.
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.

Данная статья является авторским продуктом, любое её использование и копирование в Интернете разрешена с обязательным указанием гиперссылки на сайт www.smart2tech.ru

Сварочное оборудование для сварки алюминия

Видео по сварке алюминия:

Время сварки@1 — TIG cварка литой детали из алюминия

Время сварки@2 — Импульсная TIG сварка

Время сварки@3 — Сварка алюминия для начинающих

Сварка алюминия полуавтоматом и аргоном в Москве- Цены на сварку алюминия

Толщина до, мм	Тип металла	Цена, руб за 1 см.
3	Алюминий	65
6	Алюминий	80
12	Алюминий	120

Особенности работы

Оптимальным решением оказывается сварка алюминия аргоном. Сварщиками применяется полуавтоматический аппарат для аргонной сварки. Основной компонент процесса – электрическая дуга, возникающая между вольфрамовым электродом и поверхностью металла. Затрудняющий работу фактор представлен образованием оксидной плёнки, мгновенно образующейся в рабочей области. Вот почему сварка алюминия полуавтоматом осуществляется посредством инертного газа, при помощи которого образуется защита сварочной ванны. Оксидная плёнка образуется при контакте материала с кислородом, поэтому для качественного соединения деталей используется газ.

Ещё одна особенность металла заключается в гигроскопичности: в условиях повышенной влажности поверхность детали впитывает влагу. Дополнительной сложностью является образование воронки в конце шва. Профессиональная дуговая сварка алюминия осуществляется с учетом следующих свойств металла: низкой температуры плавления; большого коэффициента объемной усадки; высокой химической активности.

Незначительная область нагрева алюминия

Аргонная сварка в среде инертного газа позволяет получить прочное неразрывное соединение без пор и примесей
Образование аккуратного сварного шва высокой прочности

Сварка алюминия в Москве выполняется опытными профессионалами, обладающими всеми необходимыми навыками и умениями. Допущение ошибок из-за неопытности и отсутствия необходимых навыков приведёт к некачественному соединению, поэтому от идеи справиться с работой самостоятельно лучше отказаться. В противном случае есть высокая вероятность потратить время впустую, не достигнув поставленной цели.

Доверяйте работу мастеру

Специалист использует сварочный аппарат, составляющими компонентами которого служат источник электропитания, баллон с инертным газом и механизм подачи присадочной проволоки. После того как полуавтомат готов к использованию, поверхности деталей подготавливаются, очищаются от загрязнений и прочего налёта, усложняющего соединительный процесс. Выбор способа обработки металла выбирается в зависимости от толщины детали. Качество шва во многом зависит от выбора вольфрамового электрода и присадочного материала (выбирается в зависимости от состава металла).

После правильной настройки оборудования и подготовки рабочей поверхности специалист приступает к поджогу дуги. Далее следует формирование сварочной ванны. От своевременной обработки металлической детали зависит качество шва. Вот почему доверить работу целесообразно профессионалам. Последовательная работа служит залогом надёжного скрепления металлических деталей.

Стоимость услуг специалистов

Цена сварки зависит от объемов предстоящих работ, а также сложности и условий сваривания. Купить аппарат для электродуговой сварки – этого недостаточно для получения неразрывного соединения деталей. Стоимость сварочных работ указана в прайс-листе компании. Если вас интересует цена см сварки, воспользуйтесь услугой информирования по телефону. Узнайте больше о том, как осуществляется сварка алюминия (цена за 1 см), у представителя компании. Консультация предлагается совершенно бесплатно.

Сварка алюминия — основные способы и правила

Сварка алюминия затрудняется его химическими свойствами. Все дело в способности металла образовывать оксидную пленку от контакта с атмосферным кислородом.

Легкий, серебристый металл сегодня прочно закрепился в домашнем хозяйстве. Что только не производят из алюминия — от посуды до деталей автомобилей. Но часто нужно починить вещь, а ремонт возможен только одним методом — сварочным.

Сварка алюминия — это специфический процесс и требует применения отдельной технологии. В этой статье мы рассмотрим, какими способами можно варить «крылатый» металл в домашних условиях с использованием различных приемов и оборудования.

Специфика материала

Сварка алюминия затрудняется его химическими и физическими свойствами.

Все дело в способности этого металла образовывать оксидную пленку от контакта с атмосферным кислородом. Эта способность является как главным достоинством, так и недостатком.

Преимущество в том, что оксид на поверхности надежно защищает изделие от коррозии, алюминий практически не поддается этому разрушающему процессу.

Но, в то же время, пленка окиси затрудняет соединение изделий путем сварочных работ. Окислы, образующиеся в сварочной ванне, имеют более высокую температуру плавления, чем сам металл, на выходе сварной шов неоднородный, а значит не прочный.

Также сильный нагрев, значительно превышающий температуру плавления (660°), приводит к следующим негативным последствиям.

Текучесть расплавленного металла способствует вытеканию его из зоны сварки и быстрому прожиганию детали насквозь. Заварить такие недостатки можно, но с еще большими дефектами.
Высокая температура может способствовать растрескиванию материала вокруг места сваривания.
В сплавах алюминия образовываются поры ухудшающие прочность соединения.
Значительная теплоемкость приводит к рассеиванию тепла по всей детали, а значит нужно более высокая мощность аппарата для качественной сварки.
Металл образовывает кристаллизационные трещины в теле сварного шва.

Так как варить алюминий правильно и возможно ли делать такие соединения в домашней мастерской?

Способы сваривания

Распространенность алюминия в промышленности способствовала разработке различных способов сварных соединений для деталей. Но в домашних условиях возможны такие способы, для которых можно использовать доступное оборудование.

Тиг сварка алюминия — этот процесс варки обеспечивается за счет применения специального неплавящегося электрода из вольфрама и аргоновой среды.
Полуавтоматическое сваривание — соединение алюминиевых деталей за счет проволоки (имеющей необходимый присадочный материал), подающейся механизмом в зону электрической дуги.
Электродуговая сварка алюминия с использованием покрытых электродов.

При использовании любого из этих методов, главным условием получения качественного шва будет разрушение пленки оксидов. Для этого оборудование настраивают на постоянный или переменный ток с обратной полярностью. Это обеспечивает необходимый процесс (катодное распыление), не допускающий образование окиси.

Алюминиевые изделия нельзя варить постоянным электрическим током при прямой полярности, так как не происходит разрушение оксидов в зоне сварки!

Сварка алюминия электродами

Такой способ сварки алюминия (ММА) возможен только для соединения деталей, не несущих ответственной нагрузки. При этом толщина самого металла должна быть не менее чем 4 миллиметра.

Недостатками варки алюминия электродами является недостаточное качество шва (пористость и плохая прочность). Также в процессе сваривания расплавленный металл разбрызгивается вокруг соединения, а шлаки, образующиеся сверху шва, очень плохо отделяются. А это может привести к коррозионным процессам.

Но все-таки покрытыми электродами и обычным инвертором ММА можно соединять алюминий. Для этого раньше использовались расходники с маркировками ОЗА-1 или ОЗА-2. Есть и более качественные модели — УАНА, а также ОЗАНА. Это отечественные электроды, позволяющие варить чистый металл и сплавы.

Также можно использовать расходные материалы от шведских производственников ESAB. Для чистого алюминия подойдут электроды ОК 96.10., а сплавы можно варить маркой ОК 96.50.

Итак, как сварить алюминий ручной электродуговой сваркой?

Сваривать алюминий нужно на постоянном токе, но обязательно с обратной полярностью (меняем разъемы на инверторе местами). При этом соблюдается соотношение мощности и диаметра электрода. Сила тока регулируется в соотношении приблизительно 30 ампер на каждый миллиметр диаметра.
Желательно осуществить предварительный нагрев свариваемых деталей. Алюминий средней толщины нагревают до показателя в 200-300 градусов, а большие массивные части нужно нагреть до 400°.
Дуга зажигается как обычно, но стоит учесть, что скорость горения электродов для алюминия значительно выше, чем обычных. Поэтому и шов нужно вести несколько быстрее.
Нельзя обрывать сварочный процесс не закончив соединение. При этом в конце шва образуется корка шлака, которая не даст зажечь дугу снова в этом месте. Все свариваемые швы нужно планировать на плавление одного электрода.
При ведении сварного соединения не нужно делать поперечных движений как при варке стали.
По окончанию сваривания нужно тут же удалить весь шлак в месте соединения, также нужно зачистить место сварки щеткой с металлическим ворсом и промыть горячей водой.

Это основные нюансы, которые нужно соблюдать при сваривании деталей из алюминия с использованием плавящихся электродов.

Сварка с аргоном

Метод стал доступным для домашнего использования сравнительно недавно, когда в широкой продаже появились относительно недорогие инверторы с дополнительными функциями подключения газового оборудования.

Сварка в среде аргона может осуществляться в двух видах: ручная с неплавящимся электродом и полуавтоматическая со специальной плавящейся проволокой.

Ручная TIG сварка

Это наиболее распространенный вид соединения алюминиевых деталей. Он обеспечивает надежность соединения.

Аргон, который подается в сварочную ванну, закрывает доступ атмосферному кислороду, что не позволяет образовываться оксидной пленке.

Что нужно для такого типа сварки?

Во-первых, электроды используются неплавящиеся из вольфрама. Их диаметр зависит от толщины деталей, а также от вида стыка у заготовок.
Во-вторых, присадочный материал — обязательное условие для получения качественного сварного шва.
В третьих, это защитный газ, чаще всего аргон или гелий.

Какие параметры нужно учитывать перед началом сварочного процесса?

Если вы новичок в сварочном деле,то найдите таблицу, где указываются все необходимые данные по расходу газа, диаметрам электродов и присадочных прутков. Но обычно сварщик руководствуется уже полученным опытом.

Стоит знать, что зажечь электрическую дугу в аргоне довольно затруднительно. Поэтому современные аппараты имеют осциллятор, который повышает частотность тока для быстрого поджога.

Алгоритм работы следующий.

Заготовки выставляют в нужное положение, подключается масса. При этом аппарат настраивают на переменный ток!
Дугу лучше всего зажигать в стороне на отдельной графитовой пластинке (нежелательно стучать вольфрамом по заготовке, это испортит электрод).
Конец электрода ведут под углом наиболее приближенном к прямому (60-80 градусов). Расстояние электрода от ванны до 2 мм.
Присадочный пруток подают постепенно к краю сварочной ванны под углом в 90 градусов к электроду. Не нужно подавать присадку непосредственно под электрод, это испортит шов.
Горелку с электродом ведут за присадочным прутком, а не наоборот.
Также не стоит слишком притапливать дугу или наоборот очень далеко отодвигать. Сварочная ванна (зона расплавленного металла) должна иметь овальную немного вытянутую форму.
После завершения шва дугу гасят и возвращают горелку к сварочной ванне. Это делается для того, чтобы застывание проходило под аргоном. Подачу аргона перекрывают через 7-10 секунд после окончания сварки.

На выходе должен получиться волнообразный, немного вытянутый в направлении движения, сварочный шов. Если все сделать правильно, то соединение будет качественным.

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Преимущество такого способа сварки в том, что он обеспечивает качественное соединение за счет высокого импульса. Каждая точка поставленная полуавтоматом надежно «впитывается» в шов. К тому же, проволока используемая как электрод. Имеет уже необходимые присадочные материалы, а сам сварочный процесс происходит намного быстрее.

Особенности полуавтоматической сварки алюминия следующие.

Варить нужно только на переменном токе и с обратной полярностью.
Проволока должна соответствовать материалу заготовок.
Наконечник держателя нужен немного большего диаметра, чем сама проволока.

Алюминиевые расходники имеют большую скорость горения. Поэтому нужно быстрее вести шов (как и в случае с покрытыми электродами). Также нужно обеспечить соответствующую скорость подачи проволоки.

Технология сварки алюминия полуавтоматом совершенствуется постепенно с опытом. Но, научившись использовать такое оборудование, можно получать соединения намного качественные, чем с обычной электродуговой сваркой или ручной тиг.

А что вы можете добавить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт по сварке алюминия в домашней мастерской, то поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Аргонодуговая сварка алюминия

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

Трудности сварки алюминия

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

Температура

Алюминий – превосходный проводник тепла. Поэтому в начале сварки алюминия требуется большое тепловложение – большая часть тепла уходит на нагрев окружающего основного металла. Через некоторое время после начала сварки большая часть этого тепла распространится в пространство перед дугой и разогреет его настолько, что для сварки станет требоваться меньше тепла. Если продолжать сварку до конца пластины, теплу станет некуда рассеиваться и его скопится столько, что это затруднит сварку и оператору нужно будет снизить силу сварочного тока. Именно поэтому аппараты Lincoln Precision TIG® рекомендуется использовать с педальным регулятором Amptrol™ – он позволяет легко менять силу тока, не отрываясь от сварки. Некоторые алюминиевые сплавы имеют тенденцию к образованию трещин. Это объясняется тем, что в граничном диапазоне температур, когда металл частично жидкий и частично твердый или когда он только застыл, его недостаточно высокая прочность на разрыв не может противостоять усадочному напряжению в ходе охлаждения. С проблемами такого рода можно справиться с помощью подходящего состава присадочного металла и процедуры сварки, а также более коротких валиков сварного шва. Некоторые эксперты в начале каждого шва (первых 2-3 см) рекомендуют пользоваться обратно-ступенчатым способом сварки, а затем возвращаться к обычному методу.

Заполнение зазора

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

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

Рекомендуемые присадочные металлы для различных сплавов алюминия
	Рекомендуемый присадочный металл (1)
Основной металл	Максимальная прочность в состоянии после сварки	Макс. отн. удлинение
EC 1100	1100 1100, 4043	EC 1260 1100, 4043
2219 3003 3004 5005	2319 5183, 5356 5554, 5356 5183, 4043, 5356	(2) 1100, 4043 5183, 4043 5183, 4043
5051 5052 5083 5086	5356 5356, 5183 5183, 5356 5183, 5356	5183, 4043 5183, 4043, 5356 5183, 5356 5183, 5356
5050 5052 5083 5086	5356, 5183 5554, 5356 5356, 5554 5556	5183, 5356, 5654 5356 5554, 5356 5183, 5356
6061 6063 7005 7039	4043, 5183 4043, 5183 5356, 5183 5356, 5183	5356(3) 5356(3) 5183, 5356 5183, 5356

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

Качественное наплавление

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

Чаще всего сварочная проволока бывает загрязнена маслом или гидрооксидом. Из-за жара от сварки из них начинает выделяться водород, что приводит к возникновению пористости. Алюминиевые сварочные проволоки Lincoln ER4043 и Lincoln ER5356 изготавливаются в условиях строгого контроля и упаковываются так, чтобы предотвратить загрязнение во время хранения. Так как присадочная проволока имеет легирование, которое может оказаться разбавлено основным металлом, качество наплавления зависит от состава как самой проволоки, так и основного металла.

Чистка, чистка и еще раз чистка

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

Чтобы снизить вероятность образования пористости и окалины, необходимо обеспечить чистоту рабочей поверхности. Водород приводит к пористости, а кислород – образованию окалины. Оксиды, смазки и масла могут содержать и кислород, и водород, что приводит к низкому качеству соединений и низким механическим и электрическим свойствам. Очистка должна проводиться непосредственно перед сваркой. В таблице ниже приведены описания самых распространенных процедур сварки:

Распространенные методы очистки алюминиевых поверхностей перед сваркой
Типы чистки
Удаляемые составы	Только сварочная поверхность	Изделие полностью
Масло, смазка, влага и пыль и пыль	Протрите умеренно щелочным растворителем и просушите Протрите углеводородным растворителем, например, ацетиленом или спиртом. Протрите фирменным растворителем Протрите края любым из вышеперечисленного	Обезжиривание в парах растворителя Обезжиривание распрыскиванием Обезжиривание парами Погружение в щелочной растворитель Погружение в фирменные растворители
Оксиды	Протрите края сильным щелочным растворителем, затем водой, затем азотной кислотой. После этого следует споласкивание водой и сушка. Протирание фирменными восстановителями. Механическое удаление, например, щеткой, полировкой или шлифовкой. В случае сварки критического назначения непосредственно перед сваркой зачистите все соединения и прилегающие поверхности.	Погружение в сильный щелочной растворитель, затем воду, затем азотную кислоту. После этого следует споласкивание водой и сушка. Погружение в фирменные растворители.

Сварка алюминия вольфрамовым электродом в среде инертного газа – aluminium-guide.com

Сварка алюминия плавлением

Сварка алюминия и алюминиевых сплавов, как, впрочем, и других металлов – это соединение двух металлических компонентов путем создания металлургических связей на поверхности контакта между ними. Это физическое явление называют коалесценцией [1]. Эти металлургические связи могут достигаться путем расплавления обоих поверхностей, и тогда это называется сваркой плавлением. Другой способ – этот создание высокого давления между этими двумя частями, иногда – с применением нагрева, чтобы образовать металлические связи вдоль границы между ними. Это называется сваркой в твердой фазе. Примером такой сварки является сварка алюминия трением.

Основными видами сварки плавлением, которые применяют для соединения алюминиевых компонентов, являются следующие [1]:

неплавящимся электродом в среде инертного газа;
плавящимся электродом в среде инертного газа;
кислородно-газовая;
электронным лучом;
лазерная;
электро-газовая;
электро-шлаковая;
погруженной дугой.

Ниже представлен краткий ознакомительный обзор дуговой сварки алюминия и алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в среде инертного газа по материалам известного руководства [1], а также европейского стандарта по дуговой сварке алюминия и алюминиевых сплавов [2]. Для уточнения практических деталей этого метода необходимо обращаться к специализированным руководствам по этому методу сварки.

Дуговая сварка алюминия методом TIG

Этот вид сварки имеет следующее определение: дуговая сварка, которая применяет неплавящийся вольфрамовый электрод и инертный газ для защиты электрода, дуги и сварочной ванны (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема процесса дуговой сварки в среде инертного газа
с вольфрамовым электродом [1]

За рубежом для этого процесса сварки применяют три обозначения: TIG, TAGS и GTAW. Первые два применяются в основном в Европе, третий – в США. Эти обозначения являются сокращениями различных наименований процесса, которые представляют собой различные комбинации первых букв следующих ключевых слов:

T: Tungsten – вольфрам
I: Inert – интертный
G: Gas – газ
S: Shielding – защитный
W: Welding – сварка
A: Arc – дуга.

Ниже будем для краткости и удобства называть этот процесс: метод TIG или сварка TIG.

Особенности сварки алюминия методом TIG

Сварочная дуга действует только как источник тепла и сварщик сам решает применять или нет присадочную проволоку.
Сварочная ванна хорошо контролируется, поэтому могут выполняться сварочные швы без применения подкладок.
Дуга является устойчивой при очень низких сварочных токах, что дает возможность сварки тонкостенных компонентов.
Процесс обеспечивает очень хорошее качество сварочного шва, но для достижения максимального качества требуется опытный сварщик.
Процесс имеет более низкую скорость выполнения сварочного шва и более низкую скорость подачи присадочной проволоки, чем при сварке методом MIG, что в некоторых ситуациях делает его менее производительным.
Метод TIG склонен ограничиваться сваркой алюминия небольшой толщины, обычно до 6 мм.
Метод TIG дает менее глубокое проникновение в основной металл, чем метод MIG, то есть аналогичный метод сварки плавящимся электродом. Поэтому при сварке методом TIG иногда сталкиваются с трудностями выполнения шва в угловых и тавровых швах. Рекомендуемые виды подготовки компонентов к сварке методом TIG представлены на рисунке 2.

Оборудование для сварки алюминия методом TIG

Основное оборудование для сварки методом TIG включает:

источник электрического тока;
сварочную горелку;
источник инертного газа;
устройство подачи присадочной проволоки и
систему водяного охлаждения (при необходимости).

Типичное рабочее место для сварки алюминия методом TIG показано на рисунке 2.

Рисунок 2 – Ремонт алюминиевых отливок с помощью ручной сварки методом TIG
при постоянном токе с гелием в качестве защитного газа [1]

Метод TIG: постоянный или переменный ток

Для сварки большинства алюминиевых сплавов применяется классический метод сварки TIG с применением источника постоянного электрического тока. При этом электрод подсоединяется к его отрицательному полюсу. Известно, что сварка на этой полярности не обеспечивает эффективного удаления оксидной пленки с поверхности алюминия. Кроме того, при таком методе дуговой сварки в среде инертного газа на положительном полюсе выделяется большое количество тепла. Сварка методом TIG с электродом, подсоединенным к положительному полюсу, приводит к перегреву и расплавлению электрода.

Поэтому ручная сварка методом TIG обычно производится с применением переменного тока. В этом случае удаление оксидной пленки происходит, когда электрод находится в положительном полуцикле переменного тока. На отрицательном полуцикле происходит охлаждение электрода и проникновение сварочного шва. Дуга затухает и зажигается на каждом полуцикле, когда ток дуги проходит через ноль. При частоте источника тока 50 Гц это происходит 100 раз в секунду, то есть дважды на каждом цикле.

Защитный газ

Аргон

Предпочитаемым защитным газом для сварки TIG с переменным током (AC-TIG) является аргон. Гелий, а также смеси аргона с гелием также могут применяться. Аргон дает широкое и не глубокое проникновение сварного шва и при этом делает сварной шов блестящим и серебристым. Самое легкое зажигание дуги и самая стабильная дуга также достигаются при применении аргона.

Гелий

Гелий увеличивает вольтаж дуги, повышает глубину проникновения сварного шва, но делает зажигание дуги более трудным, а также отрицательно влияет на стабильность дуги. Некоторые современные сварочные аппараты имеют возможность начинать сварку с аргоном и затем, когда дуга установилась, автоматически происходит переход на гелий.

Аргон + гелий

Добавление аргона к гелию улучшает зажигание дуги и ее стабильность. Скорость сварки и проникновение сварочного шва будет меньше, чем при сварке с чистым гелием, но лучше, чем при сварке только с аргоном. Поэтому можно регулировать ширину шва и глубину его проникновения путем изменения доли аргона в защитном газе. Часто применяют смесь с 25 % гелия в аргоне [1].

Сварочная горелка и сварочные кабели

Существует большое количество различных типов горелок для сварочного тока от нескольких десятков ампер до 450 ампер. Выбор горелки зависит от толщины свариваемого материала. Большинство современных горелок (рисунок 3) имеют регулятор тока, который встроен в рукоятку горелки. Все горелки, кроме тех, которые работают при токе ниже 200 ампер, являются водоохлаждаемыми. Та же вода может применяться и для охлаждения силовых кабелей, что делает их более легкими и гибкими.

Рисунок 3 – Современная горелка для сварки методом TIG

Перегрев горелки может привести к расплавлению паяных соединений внутри нее или пластиковой трубы, которая изолирует силовой кабель. Поэтому важно правильно выбрать горелку в соответствии с силой тока, который будет применяться при производстве сварки, в том числе с учетом того, какой ток будет применяться, постоянный или переменный.

Большинство горелок снабжено металлическим или керамическим соплом для формирования струи газа. Керамические сопла являются более популярными, но они более легко повреждаются, чем металлические. Диаметр сопла может меняться от 9,5 до 25 мм в зависимости количества требуемого для сварки защитного газа, а также вида газа. Рекомендуется применять в горелках так называемые газовые линзы. Газовая линза представляет собой сетчатый диск, который вставляют в горелку для того, чтобы сделать поток газа более ламинарным (рисунок 4). Это помогает газу обеспечивать более эффективную защиту области формирования сварного шва.

Вольфрамовые электроды

Существует несколько типов электродов для сварки методов TIG. Они включают:

чистый вольфрам
вольфрам, легированный торием (ThO₂)
вольфрам, легированный цирконием (ZrO₂)

Эти соединения добавляют, чтобы улучшить стартовые характеристики дуги, стабилизировать дугу и увеличить срок службы электрода. Электроды с цирконием считаются предпочтительными для сварки TIG переменным током, так как они имеют более высокую температуру плавления, чем электроды из чистого вольфрама и вольфрама с добавками тория. Поэтому они могут нести более высокие сварочные токи, являются более стойкими к загрязнению и повреждениям.

Торец электрода должен иметь при сварке полусферическую форму. Такая его форма способствует стабильности дуги. Конец электрода должен быть слегка заостренным, чтобы помогать формированию его скругленного торца (рисунок 4).

Рисунок 4 – Типичный электрод для сварки методом TIG

Слишком малый диаметр электрода будет приводить к его перегреву и, возможно, плавлению. Это приведет к загрязнение сварочной ванны вольфрамом. Электроды бывают диаметром от 0,3 до 6,4 мм. Электрод не должен выступать из сопла горелки более, чем на 6 мм. Эта величина может быть увеличена до 10 мм, если в горелке применяется газовые линзы.

Ручная сварка методом TIG

Обращение с горелкой

Необходимо держать длину дуги как можно более короткой. На практике длина дуги равна примерно его диаметру (рисунок 5). Если дуга является слишком длинной, то снижается проникновение шва и увеличивается риск возникновения дефектов из-за недостаточного проплавления, низкого качества сварочного шва и чрезмерной его ширины. Кроме того, в облако газовой защиты области формирования сварочного шва может попадать воздух. Это приведет к попаданию в сварочный шов оксидных включений.

Рисунок 5 – Угол наклона горелки и сварочного прутка при сварке алюминия методом TIG

Горелку нужно держать так, как показано на рисунке 5 – с наклоном 80º к затвердевшему сварному шву. В случае стыковой сварки элементов различной толщины дугу направляют больше в сторону более толстого элемента. Для угловых швов горелку направляют посередине угла между двумя плоскостями.

Присадочная проволока

Если применяется присадочная проволока (присадочный пруток), то она должна подаваться равномерно и поступательно под углом 10-20 градусов, как показано на рисунке 5. Проволока не должна подаваться прямо в дугу, так как это может привести к образованию брызг и загрязнению электрода. Пруток под углом более 10-20 градусов мешает визуальному контролю сварочной ванны. Кончик присадочной проволоки должен быть внутри газового защитного облака до тех пор, пока он остается горячим, чтобы избежать его окисления. При увеличении толщина свариваемого компонента диаметр присадочной проволоки также увеличивают, что обуславливает также и увеличение длины дуги. Нужно всегда помнить, что слишком длинная дуга может вызывать проблемы с попаданием в сварочный шов оксидов. Пруток большого диаметра может также заслонять материал перед сварочной ванной и мешать очищающему действию дуги, а это может приводить к захвату сварочным швом оксидов.

Завершение сварки

Очень важным является контролируемое завершение сварки. Резкое выключение сварочного тока может привести к образованию кратеров, утяжин (удлиненных пор) и трещин в последней части сварочной ванны. При завершении сварки необходимо постепенно снижать сварочный ток и уменьшать длину дуги по мере ее затухания, добавляя присадочную проволоку то тех пор, пока дуга не исчезнет.

Механизация и автоматизация сварки TIG

Механизация и автоматизация сварки методом TIG может иметь несколько преимуществ:

возможность применять более высокие скорости сварки, что дает уменьшение коробления и более узкие зоны термического влияния сварки;
более плотный контроль сварочных параметров, что позволяет сваривать более тонкие материалы;
более тщательный контроль качества сварки;
возможность выполнения сварки персоналом с меньшей степенью квалификации, чем это обычно требуется при ручной сварке.

Вместе с тем, применение механизации и автоматизации имеет и некоторые недостатки, в том числе, значительно более трудоемкую подготовку свариваемых компонентов к сварке.

Источники:

The welding of aluminium and its alloys / Gene Mathers – Woodhead Publishing, 2002
Европейский стандарт EN 1011-4:2000 Welding – Recommendation for welding of metallic materials – Part 4: Arc welding of aluminium and aluminium alloys

Сварка алюминия электродом в домашних условиях

Особенности сварки алюминия вызывают определенные трудности при соединении этого металла. Разработанные технологии в той или иной степени позволяют с этим бороться и добиваться положительных результатов. Качество сварки алюминия инвертором нельзя сопоставить с аргоннодуговой сваркой или другими технологиями соединениями Al.

Однако в бытовых условиях вряд ли найдется подходящее оборудование. В распоряжении мастера может оказаться максимум домашний сварочный аппарат, будь то инвертор или трансформатор постоянного тока.
Возникают разумные вопросы: возможно ли сварить алюминий инвертором в домашних условиях, как это сделать правильно и какие для этого потребуются материалы?

Что нужно знать сварщику

По заявлениям опытных сварщиков, электросварка этого “крылатого” металла без аргона может быть не хуже аргонной. Те мастера, которые говорят о посредственном качестве сварного шва и плохой свариваемости данным способом либо не варили алюминий электродом вообще, либо неправильно подходили к этому методу.
Обратите внимание на следующие рекомендации:

Стыковое соединение является наиболее приемлемым. Тавровые и нахлесточные типы сварных соединений стараются избегать из- за большой вероятности затекания шлака в зазоры, который вызывает коррозию.
После сварки шов промывается водой для удаления шлака;
Подготовка алюминия перед сваркой обязательна. Удаление оксидной пленки, защита от ее повторного образования;
Сварка массивных деталей толщиной более 3 мм сопровождается разделкой кромок под углом 60° с V-образной формой.
Предварительный прогрев Al перед сваркой до 150-250 °C.

Не стоит забывать, что технически чистый алюминий сваривается лучше, чем его сплавы, содержащие магний и марганец (дюралюмилий, силумин).

Прогрев перед сваркой

Именно поэтому следут правильно подойти к выбору сварочных электродов в зависимости от химического состава сплава.

Электроды по алюминию

Наиболее распространенные марки электродов для сварки алюминиевых сплавов: ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2, ОК96.20. Стержни электродов изготавливают из сварочной проволоки с нанесением на них покрытий из смеси хлористых и фтористых солей. Толщина покрытия не более 0,3…0,5 мм на сторону.

Электроды для алюминия ОЗАНА-2

Рассмотрим более детальное назначение каждого электрода.

ОЗА-1 − для деталей и конструкций из технически чистого алюминия А0, А1, А2, А3. Сварка с предварительным подогревом по зачищенным кромкам.
ОЗА-2 – для заварки литьевого брака и наплавки алюминиево-кремнистых сплавов АЛ- 4, АЛ-9, АЛ-11.
ОЗАНА-1- сваривает технически чистый алюминий толщиной изделий более 10 мм. Предварительный подогрев температурой 250…400 С.
ОЗАНА-2 – для сплавов АЛ-4, АЛ-9, АЛ-11, наплавки и заварки литьевого брака. Можно использовать в качестве соединительного материала изделий из дюралюминия и силумина.
ОК96.20 − алюминиево-марганцовистые сплавы АМц; алюминиево-магниевые сплавы АМг2; АМг3; АМг5; АМг6; алюминиево-кремнистые сплавы АЛ-4; АЛ-9; АЛ-11. Подойдет для дюралюминия

Алюминиевые электроды дороже обычных и очень гигроскопичны, т. е. набирают влагу из окружающего воздуха.

Техника сварки алюминия покрытыми электродами

Сварка алюминия инвертором производится постоянным током обратной полярности, предпочтительно в нижнем положении. Дело даже не в большой текучести алюминия, а в скорости сварки, которая увеличивается в 2-3 раза в сравнении со сталью.

Электрод плавится очень быстро и вы просто не сможете выполнить шов в вертикальном, и уж тем более в потолочном положении.

Важно! Перед сваркой электроды следует прокалить.

Держать электрод следует преимущественно в вертикальном положении или чуть наклоняя . Конец электрода перемещать в направлении шва. Сварка производится в один проход на короткой дуге, без поперечных движений.

Химические элементы обмазки создают повышенное электрическое сопротивление сварочного шва, поэтому создают препятствия при повторном зажигании дуги. Швы стараются делать не длинными.

Поры в сварном шве

В случае обрыва дуги, шлаковую корку с кратера и конца электрода следует удалить и перекрыть предыдущий минимум на 1 см во избежание образования пор при заварке кратера.

По завершении сварки сварочный шов обязательно зачистить и промыть водой во избежании коррозии.

Режимы сварки алюминиевыми электродами

Заключение

Ядовитый дым, выделяющийся при сварке, а также дороговизна электродов и их капризность в хранении не сделают данный метод популярнее MIG или TIG. Применяют его, как правило, в тех случаях, где невозможно использование или нецелесообразно использование газового оборудования.

MIG/MAG сварка алюминия и алюминиевых сплавов

Для уменьшения вероятности образования трещин при сварке следует помнить:
Сварка разнородных сплавов, как это обычно и происходит, увеличивает их чувствительность к трещинам. При выборе присадочного материала обращайте внимание на хим. состав присадки и базового материала, избегайте повышенного содержания магния и меди в материале шва.

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.

Как сваривать алюминий: подробное руководство

Сварка алюминиевых сплавов сложнее, чем сварка стальных сплавов. Поскольку алюминий имеет более высокую теплопроводность и более низкую температуру плавления по сравнению со сталью, он может подвергаться большему прожогу.

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

Фидерные проволоки из алюминия более мягкие, чем стальные. Поэтому алюминиевые фидерные провода могут запутаться в этих фидерах.В частности, более тонкие алюминиевые профили более подвержены этому риску. В результате сварка алюминия может быть сложной задачей даже для опытных сварщиков.

Когда дело доходит до выбора правильной техники сварки алюминия, он зависит от требований к применению и уровня квалификации сварщика. Прежде всего необходимо рассмотреть химические и физические свойства алюминия, чтобы понять особенности сварки.

Свойства алюминия

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

Оксидный слой алюминия имеет гораздо более высокую температуру плавления — 3700 градусов по Фаренгейту. Слой оксида алюминия твердый и устойчив к коррозии и истиранию. Теплопроводность и пористость — две основные проблемы при сварке алюминия.

Водород хорошо растворяется в жидком алюминии. Когда основной металл алюминия и присадочный материал плавятся в жидкую форму во время процесса 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 из аргона и гелия используется для борьбы с пористостью. Однако необходимо повысить напряжение, чтобы преодолеть более высокий потенциал ионизации. Из-за более высокого напряжения будет большее проникновение и тепловложение. Следовательно, эту смесь следует использовать для более толстых алюминиевых предметов.

Основной металл 6061 имеет большую склонность к растрескиванию из-за своего химического состава.Следовательно, сварка его автогенным способом очень затруднительна. Использование наполнителя с аналогичным химическим составом также создаст проблемы. Необходимо использовать присадочный металл, содержащий кремний или магний, чтобы уменьшить склонность к растрескиванию этого материала.

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

Выбор присадочного металла

При выборе присадочного металла для алюминия рекомендуется руководствоваться таблицей выбора. В зависимости от требуемых характеристик сварного шва для различных алюминиевых сплавов рекомендуются разные присадочные материалы.

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

Прочность
Чувствительность к трещинам
Коррозионная стойкость
Пластичность
Прочность
Термическая обработка после сварки
Подбор цвета для анодирования стойки
Работа при повышенных температурах

Вы можете определить, какие свойства являются наиболее важными для конкретного приложения, учитывая требования всех компонентов.Затем вы можете выбрать присадочный металл, который лучше всего соответствует требуемым характеристикам.

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

Крайне важно правильно выбрать присадочный металл в зависимости от области применения. Возвращаясь к алюминию 6061, лучшие варианты присадочного металла — это 5356, 4943 и 4043.Проволока GMAW 4943/4043 может помочь повысить текучесть сварочной ванны, улучшить свариваемость и уменьшить пористость, а материал 5356 может повысить ее прочность и ударную вязкость.

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

Лучшие методы сварки алюминия

Чтобы свести к минимуму дефекты и добиться наилучших результатов при сварке алюминия, вы должны следовать этим передовым методам.

Не плести

Техника переплетения обычно используется для сварки стали.Однако он не подходит для сварки алюминиевых сплавов. Стрингер — лучший вариант, поскольку он обеспечивает лучшее сплавление и проникновение.

При сварке алюминия методом MIG необходимо обеспечить большее тепловложение и более высокую скорость перемещения. Из-за физических свойств алюминия требуется более высокая скорость движения. Метод сварки алюминия лучше всего можно охарактеризовать как «быстрый и горячий». Для алюминия необходимы более высокое напряжение и сила тока, чем для стали, поскольку алюминий имеет большую теплопроводность.Скорость движения сварного шва должна быть достаточно высокой, чтобы избежать проблем с прожогом, особенно на тонких алюминиевых профилях.

Очистить поверхность

Перед сваркой необходимо очистить алюминиевую поверхность от влаги, остатков, грязи и масла. Это поможет свести к минимуму вероятность появления пористости и обеспечить наилучшие результаты. Ацетон — эффективное решение для удаления углеводородов с поверхности алюминия. с

Соскребите оксидный слой

После очистки поверхности используйте чистую щетку из нержавеющей стали, чтобы удалить оксидный слой, прежде чем начинать сварку.Однако убедитесь, что вы используете легкие штрихи. Сильная чистка щеткой может привести к более глубокому проникновению оксидного слоя в поверхность. Щетку следует использовать 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 перед началом сварки алюминия. Вы можете использовать обезжириватель для удаления углеводородов из растворителей и масел для резки. В самом обезжиривателе не должно быть углеводородов.

Как указывалось ранее, температура плавления оксидного слоя намного выше, чем у основного металлического алюминия. По своей природе он действует как изолятор. Для расплавления оксидного слоя необходимы значительно более высокие уровни нагрева, если его не удалить. Создание дуги также может быть проблематичным при наличии оксидного слоя.

Поскольку оксид алюминия плавится при температуре выше 3500 градусов по Фаренгейту, он останется в твердом состоянии, если не будет достаточно тепла. Тогда это станет барьером, препятствующим проникновению сварочного присадочного металла.

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

Храните правильно

Правильное хранение присадочного металла и основного алюминия может помочь уменьшить пористость.

По возможности, вы должны хранить алюминиевые листы в помещении. Если вы должны хранить алюминиевые листы на улице, держите их вертикально, чтобы вода не скапливалась на поверхности и не образовывала более крупный оксидный слой.То же самое следует сделать и с наполнителями.

Если присадочные материалы или основной алюминий хранятся вне помещения или в помещении с кондиционированием воздуха, принесите их в магазин и дайте им стабилизироваться перед сваркой. Протрите поверхность, чтобы уменьшить образование конденсата из-за разницы температур.

Проверьте расходные материалы

Некоторые проблемы при сварке алюминия методом MIG могут возникать из-за состояния расходных материалов.

Используйте шланги и газовые линии в хорошем состоянии, чтобы свести к минимуму вероятность образования пористости.Убедитесь, что шланговые соединения плотно затянуты, чтобы не было утечки воздуха в линию.

Используйте правые ведущие 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 при ее движении вперед. Затем может начать накапливаться стружка, что может вызвать проблемы с кормлением.

Для алюминия предпочтительнее использовать приводные ролики с U-образной канавкой, поскольку другие типы приводных роликов могут создавать искажения в проволоке.

Следите за температурой

Обратитесь к руководству по алюминиевому наполнителю, чтобы определить оптимальные значения температуры промежуточного прохода и предварительного нагрева. Неблагоприятные тепловые эффекты, связанные с размером секции, можно устранить путем предварительного нагрева толстых секций перед их сваркой. Для алюминия этот предварительный нагрев должен быть минимальным.

Растрескивания при сварке можно избежать, предварительно нагревая алюминиевую деталь до нужной температуры. Используйте датчик температуры, чтобы убедиться, что температура предварительного нагрева не становится слишком высокой.Температура предварительного нагрева должна быть ниже 230 градусов по Фаренгейту. Сделайте прихваточные швы на концах зоны сварки, чтобы облегчить предварительный нагрев.

Если имеется большая разница в толщине свариваемых алюминиевых профилей, то толстую секцию следует предварительно нагреть, чтобы избежать возможности холодной притирки. Если это все-таки произойдет, попробуйте вкладки для закрывания и закрывания.

Методика нажимной сварки

При сварке алюминия пистолет следует отодвигать от сварочной ванны, а не тянуть.Этот метод сварки приведет к увеличению покрытия защитным газом, меньшему загрязнению сварных швов и лучшему очищающему эффекту.

Защитный газ

Благодаря своему желаемому профилю проплавления и очищающему действию аргон является предпочтительным защитным газом при сварке алюминия. При сварке алюминиевых сплавов серии 5ххх следует использовать комбинацию гелия и аргона. Содержание гелия не должно превышать 75 процентов. Использование этой смеси гарантирует, что образование оксида магния сведено к минимуму.

Сварочная проволока

Выбирая проволоку для сварочного присадочного материала, убедитесь, что ее температура плавления сопоставима с температурой основного металла заготовки. Вы получите лучшие результаты сварки при меньшей разнице температур плавления. Кормление легче с более толстой проволокой. Диаметр проволоки должен быть около 1/16 дюйма.

Сварка тонкого алюминиевого листа — дело непростое и требует дополнительных мер предосторожности. Вы должны использовать проволоку диаметром 0,035, а также импульсную сварку.Скорость подачи проволоки должна быть в пределах 100 — 300 дюймов в минуту.

Выпуклые — фасонные сварные швы

Кратерное растрескивание 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 самую высокую вероятность растрескивания, поскольку поверхность кратера может сжиматься и раскалываться при остывании. Поэтому операторы сварки должны использовать бугорчатую или выпуклую форму, чтобы решить эту проблему.Когда сварной шов остывает, выпуклая форма минимизирует результирующие силы сжатия.

Источник питания

При сварке алюминия методом MIG сначала следует подумать о импульсной сварке или сварке со струйной дугой. Для дуговой сварки со струйным переносом можно использовать аппараты постоянного напряжения или источники постоянного тока. При сварке со струйной дугой небольшая струя расплавленного материала распыляется вдоль дуги к основному металлу из проволоки. Аппараты постоянного тока обеспечивают наилучшие результаты для толстых алюминиевых профилей, для которых требуется сварочный ток выше 350 А.

Импульсная передача может осуществляться от инверторного источника питания. Импульсные функции встроены в новые блоки питания. В этой процедуре (импульсная MIG) одна капля расплавленного присадочного материала проходит через деталь от электрода во время каждого импульса тока. С помощью этой процедуры можно свести к минимуму разбрызгивание и использовать более высокие скорости движения по сравнению со сваркой с переносом распылением.

С помощью этого процесса сварки алюминия вы также можете лучше контролировать тепловложение и упростить работу в нерабочем состоянии.Операторы также могут использовать более низкие токи подачи и скорости подачи проволоки для сварки алюминиевых листов.

Устройство подачи проволоки

При переходе от сварки MIG стали к сварке MIG алюминия разница в скорости подачи — одно из самых больших изменений, с которыми вы столкнетесь. Из-за механических свойств алюминия могут возникнуть определенные проблемы с подачей, отсутствующие в стальной присадочной проволоке.

Сталь

намного прочнее алюминия, поэтому она может выдерживать гораздо большее количество злоупотреблений.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 большей осторожности, чем при сварке стали.

Есть две очень распространенные проблемы, связанные с подачей алюминиевой проволоки. Одна из проблем — неравномерная подача проволоки. Другая проблема — 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 усилие тормоза должно быть достаточным, чтобы предотвратить свободный ход катушки при остановке сварки. Больше этого быть не должно.

Для подачи алюминиевой проволоки на большие расстояния предпочтительным выбором является метод «тяни-толкай». В этом методе шкаф подачи проволоки защищает алюминиевую проволоку от окружающей среды. Проволока проталкивается и направляется через сопло с постоянной скоростью и силой с помощью двигателя с регулируемой скоростью и постоянным моментом. Сварочная горелка оснащена двигателем с высоким крутящим моментом, который протягивает проволоку с постоянной скоростью.

Новые сварочные системы теперь оснащены электронными тормозными механизмами, которые могут минимизировать нагрузки на алюминиевую проволоку, сохраняя при этом 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 запуталась, используйте пластиковые входящие трубы и выходные трубы зубильного типа, чтобы проволока получала опору как можно ближе к приводным роликам.Кабель должен быть прямым, чтобы сопротивление подачи проволоки во время сварки было минимальным. Стружку алюминия можно свести к минимуму, правильно выровняв направляющие трубки и приводные ролики.

Установите правильный уровень натяжения приводного ролика для равномерной подачи проволоки. Чрезмерное натяжение исказит форму проволоки и приведет к грубой подаче. Вы можете ожидать неравномерного кормления при низком натяжении. Чрезмерное или недостаточное натяжение может вызвать пористость сварного шва и неравномерную дугу.

Приводные ролики теперь имеют U-образные контуры с гладкими краями, на которых скошены фаски.Это создает минимальные нагрузки на алюминиевую проволоку, чтобы предотвратить ее деформацию. Аналогичным образом, контактные наконечники теперь специально разрабатываются для сварки алюминия. Внутреннее отверстие должно быть как можно более гладким, а острые кромки и заусенцы, особенно на вершине, устранены.

Сварочный пистолет

Для сварки алюминия следует использовать отдельную гильзу горелки. Износ проволоки можно свести к минимуму, ограничив два конца гильзы, чтобы закончить зазоры между газовым диффузором и гильзой.Частая смена лайнеров может свести к минимуму вероятность проблем с подачей проволоки из-за абразивного слоя оксида алюминия. Контактный наконечник должен быть примерно на 0,015 больше диаметра присадочного металла. Это необходимо, потому что наконечник может расшириться до овальной формы при нагревании, и это может ограничить подачу проволоки. При сварочных токах более 200 А следует использовать горелку с водяным охлаждением, чтобы предотвратить проблемы с подачей проволоки и накопление тепла.

Функция горячего старта

Чтобы решить проблемы с теплопроводностью, сварочное оборудование теперь имеет функцию горячего старта.Пусковой ток обычно выше сварочного тока, используемого в течение большей части процесса сварки. Более сильный начальный ток поддерживается в течение заданного периода.

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 неполного плавления, низкого проплавления и последующих дефектов сварки, связанных с алюминиевыми соединениями.

Сварка алюминия и сварка стали в производстве металла

Часто говорят, что алюминий труднее сваривать, чем сталь. И хотя верно то, что большинство сварщиков начинают с обучения сварке стали, прежде чем переходить к алюминию, не совсем верно сказать, что это сложнее. В общем, сварка алюминия — это просто другое дело, и для получения надлежащего сварного шва требуется твердое понимание этих различий.

Проблемы сварки алюминия

Как мы подробно обсуждали в предыдущих блогах, у алюминия и стали есть разные характеристики, и процесс сварки делает некоторые из этих различий даже более очевидными, чем они могли бы быть в противном случае.

Особо выделяется теплопроводность (теплопроводность). Как и следовало ожидать, поскольку алюминий значительно более теплопроводен, чем сталь, он также имеет гораздо более низкую температуру плавления. Однако алюминий имеет слой оксида, который позволяет ему противостоять коррозии, что полезно во многих применениях, но имеет чрезвычайно высокую температуру плавления . Для опытных сварщиков необходимо очень четкое представление о , как температура влияет на алюминий .

Другим большим отличием является относительная растворимость водорода в жидком алюминии, что может привести к захватыванию пузырьков водорода, образующихся на жидкой стадии сварки.Это может привести к пористости готовых сварных швов. Если пористость является постоянной проблемой, ее часто можно уменьшить, используя соответствующий защитный газ, например смесь гелия / аргона. Но опять же, если сварщик не привык работать с алюминием, пористость может стать большой проблемой, так как он может не знать, как правильно ее решить.

Примечание о важности правильных присадочных материалов для сварки

Нигде более важно использовать таблицу выбора присадки, чем при сварке алюминия .Таблицы присадки, вероятно, лучший друг сварщика алюминия, потому что они используют процесс, который может быть довольно сложным, и систематизируют его стандартизированным способом. В таблице учтены восемь основных характеристик, оказывающих наибольшее влияние на сварку, а также потребности в конечном продукте, который изготавливается, чтобы дать сварщику наилучшие шансы на успех сварки.

Хотите узнать больше о различиях между алюминием и сталью? Проверьте наши блоги из в прошлом месяце! !

О компании EVS Metal

EVS Metal — американский производитель высокоточного листового металла со штаб-квартирой в Ривердейле, штат Нью-Джерси.Мы используем новейшие технологии для резки, гибки, сварки и отделки отдельных изделий, а также деталей для интеграции или сборки в более сложные изделия. Наши четыре предприятия по производству металла, сертифицированные по стандарту ISO 9001: 2015, включают более 250 000 квадратных футов вертикально интегрированных производственных площадей и оснащены самым современным оборудованием, от сварочных роботов и решений для лазерной резки до автоматических линий порошкового покрытия.

Мы обслуживаем разнообразную клиентскую базу по всей Северной Америке, предоставляя широкий спектр услуг — от быстрых прототипов, соответствующих требованиям ITAR, до крупносерийного производства.Запросите индивидуальное ценовое предложение на изготовление металлических изделий онлайн или позвоните по телефону (973) 839-4432, чтобы поговорить со специалистом сегодня.

Краткая история сварки алюминия

Q: Какова история сварки алюминия? Сварка Heliarc по-прежнему является жизнеспособным вариантом для сварки алюминия? Почему мы не часто встречаем в промышленности газовую сварку или сварку алюминия стержневым электродом? В своей попытке ответить на эти вопросы я также постараюсь уточнить некоторые используемые термины и определения.

A: В ходе своей попытки ответить на эти вопросы я также постараюсь уточнить некоторые используемые термины и определения.

Сварка гелиаром — это старое традиционное название процесса газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW), которое иногда используется до сих пор. Этот же процесс сварки часто называют, особенно в Европе, процессом сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG).

Процесс GTAW довольно часто является приемлемым 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 высочайшего качества, используемых в критических областях, например, сварка труб с полным проплавлением на сосудах с криогенным давлением, почти исключительно выполняются с помощью этого процесса сварки. Переменный ток (AC) используется для большинства приложений, но питание постоянного тока (DC) используется для некоторых специализированных приложений. Процесс GTAW был разработан раньше, чем процесс газовой дуговой сварки (GMAW), и какое-то время использовался для сварки алюминия всех толщин металла и типов соединений.С тех пор процесс GTAW был заменен процессом газовой дуговой сварки (GMAW) для многих применений при сварке алюминия, в первую очередь из-за повышенной скорости процесса GMAW для сварки более толстых секций. Однако GTAW по-прежнему занимает важное место в индустрии сварки алюминия. GTAW с переменным током (AC) и чистым аргоном в качестве защитного газа в настоящее время чаще всего используется для сварки более тонких толщин алюминия (до дюйма), а также в тех случаях, когда эстетика является наиболее важной. Переменный ток (AC) — самый популярный метод дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.Уравновешенная дуга переменного тока обеспечивает очищающее действие для большинства применений и равномерно распределяет тепло дуги между электродом и основным материалом. Источники питания GTAW для сварки на переменном токе, которые позволяют регулировать баланс между полярностями, позволяют пользователю выбрать либо улучшенную очистку дуги, либо большую проникающую способность. Для более специализированных применений мы можем найти GTAW, используемую в режиме отрицательного 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 провару сварного шва и очень небольшой, если вообще есть, значительной очистке дуги во время операции сварки. Этот метод сварки, обычно используемый с чистым гелием в качестве защитного газа, позволяет сваривать материалы гораздо большей толщины (до 1 дюйма) и чаще всего используется при автоматической сварке швов. Третий режим GTAW — это положительный электрод постоянного тока (DCEP). При использовании этого метода около 20% тепла выделяется на опорной пластине и 80% — на электроде.Мы обеспечиваем отличное очищающее действие, но очень неглубокое проникновение. Вероятно, это наименее используемый метод GTAW.

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

Газовая сварка на кислородном топливе — это процесс газовой сварки. Коалесценция достигается за счет использования тепла пламени кислородно-топливного газа и, в случае алюминия, активного флюса для удаления оксида и защиты сварочной ванны. В прошлом с помощью этого процесса сваривались очень толстые стыки, но чаще всего они применялись для листового металла. Одна из проблем этого процесса сварки заключается в том, что используемый во время процесса флюс гигроскопичен, 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 бывает трудно быть уверенным, что все следы флюса были удалены, часто приходилось заканчивать операцию окунанием 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, и деформация может быть очень большой.Большинство проблем вызвано коррозийным флюсом и чрезмерным тепловложением, связанным с этим процессом. Процесс кислородно-газовой сварки широко использовался для сварки алюминия до разработки процесса сварки в инертном газе, но сегодня имеет ограниченное применение.

Сварка стержневым электродом — это нестандартный термин для дуговой сварки экранированного металла (SMAW)

До разработки процесса сварки в инертном газе (GTAW и GMAW) дуговая сварка алюминия в основном ограничивалась дуговым процессом с использованием экранированного металла (SMAW), который иногда называют ручным процессом сварки металлической дугой (MMA).В этом процессе сварки используется сварочный электрод с флюсовым покрытием. Электроды представляют собой прямые отрезки алюминиевых стержней, покрытых флюсом. Флюс растворяет оксид алюминия как на основном сплаве, так и на стержне во время сварки, что необходимо для коалесценции. Некоторые компоненты флюса испаряются в дуге с образованием защитных газов, которые помогают стабилизировать дугу и защищают ее и сварочную ванну от окружающей атмосферы. Одной из основных проблем этого процесса сварки была коррозия, вызванная захватом флюса, особенно в угловых швах, где флюс мог задерживаться за сварным швом и вызывать коррозию с обратной стороны сварного шва.Другая проблема заключалась в том, что сварные швы, полученные в результате этого процесса, склонны к большой пористости. Нет электродов для основных сплавов с высоким содержанием магния, и электроды, оказавшись на воздухе, начинают поглощать влагу из флюса, что в конечном итоге вызывает коррозию алюминиевого сердечника и приводит к чрезмерной пористости. Вскоре выяснилось, что этот процесс не наиболее подходит для сварки алюминия. Текущие правила и стандарты сварки алюминиевых конструкций не признают этот процесс сварки подходящим для производственных сварочных работ.

Заключение:

Без сомнения, прорыв в использовании алюминия в качестве сварного конструкционного материала произошел с появлением в 1940-х годах процессов сварки в инертном газе. С введением процесса сварки, в котором для защиты расплавленного алюминия во время сварки используется инертный газ, стало возможным выполнять высококачественные и высокопрочные сварные швы на высоких скоростях и во всех положениях без воздействия коррозионных флюсов.

Рис 1.Реклама 1944-1994 годов, посвященная 50-летию Heliarc (торговая марка, используемая для процесса сварки GTAW / TIG, который иногда используется до сих пор). Важный прорыв в использовании алюминия как конструкционного сварного материала.

Рис. 2. Эта водяная фляга армии США, сваренная по технологии OFW, датируется 1918 годом, примерно за 25 лет до разработки процессов сварки в среде защитного газа GMAW / MIG и GTAW / TIG.

Как сваривать алюминий | Сварка алюминия

Сварка алюминия, обычно используемая в авиакосмической отрасли из-за ее легкости и устойчивости к коррозии, может оказаться трудной задачей. Компания Midwest Metal Products использует два разных метода сварки алюминия: TIG-сварку и MIG-сварку. Узнайте больше о подходящих инструментах, безопасности, методах, технологиях и проблемах, связанных со сваркой, ниже.

Подготовка к сварке алюминия

Необходимых инструментов:

Инструменты для сварки алюминия.Прочтите ниже, чтобы узнать больше о двух обычно используемых методах сварки алюминия.
Щетка из нержавеющей стали
Верстак металлический
Зажимы для удержания металла на месте
Защитное оборудование

Надлежащее защитное оборудование:

Изолированные огнестойкие сварочные перчатки
Маска сварочная с авто-тонированием
Рубашка из хлопка с длинными рукавами. Сварка TIG и другие процессы производят ультрафиолетовое излучение, которое может обжечь кожу.
Огнетушитель

Очистите алюминий

Чрезвычайно важно очистить алюминий перед первой сваркой.Загрязнения оксида алюминия и углеводородов могут накапливаться на внешней стороне алюминия, препятствуя проникновению сварного шва, поскольку оксид плавится при гораздо более высокой температуре, чем алюминий. Перед сваркой рекомендуется очистить весь алюминий, даже новый. Начните с распыления на металл ацетона и ополаскивания водой. Когда металл высохнет, потрите алюминий щеткой из нержавеющей стали в одном направлении.

Признаки загрязнения алюминия оксидом или углеводородом:

Металл горит или деформируется при сварке.
Сварочный наполнитель не сливается с лужей.
A имеет поверхностное натяжение.
Два куска алюминия не свариваются.

Очистите присадочный стержень

Грязный присадочный стержень может легко загрязнить сварной шов. Используйте абразивную чистящую салфетку, чтобы убедиться, что на стержне нет загрязнений.

Методы сварки алюминия

Сварка TIG: Сварщик TIG, или аппарат для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, также известный как GTAW (газо-вольфрамовая дуговая сварка), является одним из самых популярных методов сварки алюминия и других тонких металлов.В процессе сварки TIG для сварки используется длинный вольфрамовый стержень или электрод и инертный защитный газ аргон.

Что вам понадобится:

Аппарат для сварки вольфрамом в среде инертного газа
Алюминиевый присадочный стержень
газообразный аргон

Сварка МИГ: Сварочный аппарат МИГ (металл в инертном газе) — это еще один тип аппарата для дуговой сварки, который используется для сварки алюминия. MIG Welder отличается от TIG Welder тем, что в нем используется металлическая сварочная проводка, непрерывно подводимая на протяжении всего сварочного цикла, для сжигания и сплавления двух металлов вместе.

Что вам понадобится:

Сварочный аппарат MIG
Катушка пистолета
Защитный газ (аргон)
Алюминиевый наполнитель
Гильзы неметаллические
Приводные ролики

Методы сварки

Сварка TIG: Начните с предварительного нагрева перед сваркой, чтобы предотвратить образование трещин в процессе сварки. Держите фонарик надлежащим образом, упершись рукой в стол и медленно двигая его.Когда вы будете готовы к сварке, соедините два алюминиевых куска как можно плотнее и закрепите их зажимом. Как только сила тока на аппарате TIG будет установлена, начинайте сварку. Когда образуется лужа, добавьте присадочный стержень, пока стык не заполнится, и переходите к следующему участку сварки. Всегда держите вольфрам на расстоянии примерно 1/4 дюйма от лужи и перемещайте его медленно, равномерно, чтобы избежать зазоров в сварном шве. Не забывайте всегда держать резак под углом 90 градусов, при этом отталкивая его от себя, а не к себе.

Сварка МИГ: Перед началом сварки МИГ сначала подсоедините катушку пистолета к положительной шпильке сварочного аппарата. После того, как алюминий будет чистым и предварительно нагретым, используйте угол от 10 до 15 градусов, чтобы протолкнуть кончик пистолета-распылителя вперед вдоль стыка. Продолжайте движение, пока стык не заполнится. Не забывайте всегда держать резак под углом 90 градусов, при этом отталкивая его от себя, а не к себе.

Общие проблемы / поиск и устранение неисправностей

Загрязненный вольфрам (TIG): Загрязнение происходит, когда вольфрам из сварочного аппарата TIG касается сварочной ванны или наполнителя.Когда это происходит, дуга сварного шва становится нестабильной, и качество сварного шва ухудшается. Чтобы исправить это, удалите вольфрам, положите вольфрам на плоскую поверхность и удалите тот конец, где он загрязнен. Снова установите вольфрам в сварочный аппарат, измените полярность на DCEP (положительный электрод постоянного тока), отработайте дугу на металлоломе, вернитесь к высокому уровню переменного тока и снова начните сварку.

Прожигание: Прожигание происходит, когда основной материал перегревается. Чтобы предотвратить это, увеличьте скорость движения, сделав более короткие сварные швы или уменьшите количество используемого газа.

Грязные сварные швы : Чтобы избежать загрязнения сварного шва, оттолкните сварной шов, а не перетаскивайте сварной шов на себя. Обязательно тщательно очистите перед сваркой.

Ожоги проволоки (MIG): Чтобы избежать ожогов проволоки возле контактного наконечника на протяжении всего сварного шва, соблюдайте соответствующее расстояние между сварным швом и наконечником. Кроме того, убедитесь, что вы используете правильный размер наконечника, лайнера и проволоки для конкретной работы.

По вопросам обращайтесь к нашим специалистам Midwest Metal Products.

Следуй за мной в Google+ Теги: Сварка алюминия, Как сваривать алюминий, Методы сварки

Сварка алюминия несложная, просто другая

AS Менеджер по техническим вопросам AlcoTec Wire Corp Тони Андерсон увидел, как использование алюминия изменило производство прицепов и кузовов грузовиков.

Он видел, как производители использовали желаемые характеристики алюминия — его легкий вес, высокую прочность, универсальность как экструзии, так и литья, а также коррозионную стойкость — и воспользовались преимуществами улучшенной топливной эффективности и превосходных возможностей вторичной переработки.

Наряду с этим он увидел проблемы, с которыми приходится сталкиваться при сварке.

«Произошли изменения в культуре и понимании разницы между сталью и алюминием, потому что они очень разные в том, что касается сварки», — говорит он. «Довольно часто считается, что сваривать алюминий очень сложно, что на самом деле не так. Это просто другое. Как только вы поймете разницу, его очень легко сварить — намного проще, чем сталь ».

Андерсон написал доклад «Дуговая сварка алюминия в производстве грузовых прицепов: понимание характеристик оборудования и необходимость технического обучения.”

Он говорит, что его личные интересы направлены на разработку и использование одного из более традиционных методов сварки алюминия: газовой дуговой сварки (GMAW) или сварки в среде инертного газа (MIG).

Некоторые из неотъемлемых проблем, связанных со сваркой алюминия методом MIG по сравнению со сваркой стали, включают: возможность подачи, неполное плавление в начале сварного шва и кратерное или оконечное растрескивание на концах сварного шва. Он говорит, что в отношении источников питания и систем питания, используемых для этого сварочного процесса, были довольно недавние разработки:

Подача
Он говорит, что это способность непрерывно подавать намотанную сварочную проволоку при сварке MIG без перерывов.
«Подача — это, вероятно, самая распространенная проблема, с которой приходится сталкиваться при переходе от сварки MIG стали к сварке алюминия методом MIG», — говорит он. «Подача — гораздо более серьезная проблема для алюминия, чем для стали. В первую очередь это связано с различием механических свойств материалов.
«Стальная сварочная проволока оснащена приспособлениями, ее легче подавать на большие расстояния, и она может выдерживать гораздо большее механическое воздействие по сравнению с алюминиевой. Алюминий мягче, более подвержен деформации или срезанию во время подачи и, следовательно, требует гораздо большего внимания при выборе и настройке системы подачи для сварки MIG.
«Проблемы с подачей проволоки часто проявляются в форме неравномерной подачи проволоки или в виде ожогов (прилипание сварочной проволоки к внутренней части контактного наконечника). Чтобы избежать чрезмерных проблем с подачей такого рода, важно понимать всю систему подачи и ее влияние на алюминиевую сварочную проволоку ».
Он говорит, что при запуске со стороны катушки системы подачи в первую очередь необходимо учитывать настройки тормоза.По его словам, необходимо снизить до минимума усилие настройки тормоза. Требуется только достаточное тормозное давление, чтобы катушка не раскручивалась при остановке сварки.
«Электронные тормозные системы, а также электронные и механические комбинации были разработаны для обеспечения большей чувствительности тормозной системы», — говорит он. «Входные и выходные направляющие, а также футеровки, которые обычно изготавливаются из металлического материала для сварки стали, должны быть изготовлены из неметаллического материала, такого как нейлон, для предотвращения истирания и стружки алюминиевой проволоки.
«Были разработаны ведущие ролики, часто с контурами U-образного типа с кромками, которые скошены и не являются острыми, которые являются гладкими, выровненными и обеспечивают правильное давление ведущего ролика. Чрезмерное давление ведущего ролика может деформировать алюминиевую проволоку и увеличить сопротивление трения через гильзу и контактный наконечник. Контактный наконечник I.D. и качество имеют большое значение.
«Мы видим наличие контактных наконечников, изготовленных специально для сварки алюминия, с гладкими внутренними отверстиями и отсутствием острых заусенцев на входных и выходных концах наконечников, которые могут легко сбрить более мягкие алюминиевые сплавы.Алюминиевая сварочная проволока используется как в толкающих, так и в вытяжных системах подачи; однако ограничения признаются в зависимости от области применения и расстояния подачи. Системы двухтактных питателей для алюминия были разработаны и улучшены, чтобы помочь преодолеть проблемы с подачей, и могут использоваться в более ответственных / специализированных операциях, таких как роботизированные и автоматизированные приложения ».
Функция горячего старта
Он говорит, что алюминий имеет теплопроводность примерно в шесть раз больше, чем сталь, и из-за этой способности быстро отводить тепло от области сварного шва всегда была врожденная проблема, особенно при начале сварки на этом материале.Он добавляет, что нередко наблюдается неполное плавление в начале сварки алюминия из-за высокой теплопроводности материала.
«Один из методов, который теперь можно использовать для решения этой проблемы, особенно для более толстых алюминиевых профилей, используемых в конструкционных конструкциях, — это использование оборудования с функцией горячего пуска», — говорит он. «Эта функция может позволить пользователю программировать характеристики пускового тока сварки независимо от общих параметров сварочного тока, тем самым предоставляя пользователю возможность начинать сварку с более высокой плотностью тока в течение заданного периода, прежде чем переходить к общей сварке. условия для оставшейся части шва.
«Это позволяет использовать более высокое тепловложение в начале сварного шва, что может помочь преодолеть значительный теплоотвод, связанный с этим материалом, до того, как область сварного шва станет нагретой в процессе сварки. Результатом этого метода является устранение или значительное снижение вероятности неполного плавления в начале сварного шва и, таким образом, повышение ожидаемого срока службы сварных компонентов, подвергающихся высоким напряжениям или усталостным нагрузкам ».
Заливка кратера
Он говорит, что другие характеристики алюминия, которые могут создавать проблемы при сварке, связаны с его тепловым расширением (которое примерно вдвое больше, чем у стали) и его усадкой при затвердевании (что составляет 6% по объему).Это может увеличить как деформацию, так и размер кратера сварного шва.
«Одной из распространенных проблем при сварке алюминия является кратерное растрескивание или то, что иногда называют разрывным растрескиванием, — говорит он. «При сварке MIG на обычном оборудовании после отпускания спускового крючка сварочной горелки дуга гаснет, и в сварочную ванну не добавляется дополнительный присадочный металл для заполнения кратера. Следовательно, если не будут приняты дополнительные меры предосторожности, останется большой кратер, вероятность растрескивания которого будет выше.
«Кратеры могут быть серьезными дефектами, и большинство стандартов сварки требуют, чтобы они были заполнены и не имели трещин. Сливные выступы или другие методы локализации сварных кратеров на металлоломе вдали от сварного шва обычно нецелесообразны. Однако, если размер сварочной ванны можно уменьшить до того, как дуга полностью погаснет, образовавшаяся кратер может быть очень маленьким или почти полностью исчезнуть, и, следовательно, сварной шов может не иметь трещин.
«В прошлом использовался ряд методов сварки, чтобы уменьшить эту проблему заделки.Изменение направления движения на обратное в конце сварного шва, увеличение скорости движения для уменьшения размера кратера и обеспечение подходящего наращивания и повторной формовки области кратера заподлицо с поверхностью сварного шва с помощью механических средств — вот некоторые из используемых методов. Эти методы часто трудно контролировать, они требуют специальной подготовки и не всегда достигают своей цели.
«Совсем недавно для сварки алюминия было разработано сварочное оборудование со встроенной функцией заполнения кратера.Эта функция предназначена для постепенного завершения сварки путем снижения сварочного тока в течение заданного периода времени по мере завершения сварки. Эта функция может быть регулируемой, чтобы позволить пользователю выбрать наиболее благоприятные условия окончания сварки и тем самым предотвратить образование кратера в месте окончания сварки. Испытания показали, что эта функция заполнения кратера чрезвычайно удобна для пользователя и очень эффективна в устранении проблемы растрескивания кратера ».

Андерсон говорит, что, хотя более широкое использование сварки алюминия стимулировало спрос в отрасли на технически компетентный персонал, остается нехватка опытных инженеров-сварщиков, техников, инспекторов, контролеров и сварщиков, поскольку сварка алюминия традиционно составляла такую небольшая часть всей сварочной отрасли.

В рамках своей роли в Техническом консультативном совете в Государственном университете Ферриса, который выпускает наибольшее количество инженеров-сварщиков из всех колледжей США, Андерсон пытался помочь разработать учебную программу, в которой больше внимания уделяется алюминию. Его компания также проводит четырехдневные программы по технологии сварки алюминия на различных предприятиях, которые переходят со стали на алюминий.

Могут ли все сварщики TIG сваривать алюминий? — Welding Mastermind

Первое, что нам нужно сделать, это понять, что мы подразумеваем под «сварщиками».«Иногда мы имеем в виду машины, которые мы используем. Иногда мы имеем в виду человека, который использует эту машину. В этой статье мы сосредоточимся на самом сварочном цехе.

Могут ли все сварщики TIG сваривать алюминий? Сварка TIG — это основной метод сварки алюминия. Любой сварщик TIG умеет сваривать алюминий, но есть несколько факторов, которые повлияют на простоту, качество и внешний вид вашего проекта. Из них наиболее важным является ток.

Хотя любой сварщик TIG может сваривать алюминий, не все сварщики TIG созданы равными.Все мы знаем, что это утверждение в равной степени применимо как к машинам, так и к людям, которые ими управляют, но опять же, здесь мы говорим только о сварочном цехе. Прочтите, чтобы узнать больше о том, как добиться успеха при сварке алюминия аппаратом TIG.

Не все сварочные аппараты TIG созданы равными

Выбор подходящего аппарата и знание того, как его настроить, могут облегчить новичку выполнение сварных швов, которые выглядят первоклассно. Если сварочная установка, которая у вас есть, не имеет определенных опций, вы можете кое-что сделать, чтобы извлечь максимальную пользу из своей ситуации, но даже опытному профессионалу придется приложить больше усилий, чтобы добиться тех же результатов.

Факторы, которые повлияют на сварку алюминия аппаратом TIG

На ваш проект будут влиять многие факторы. Первое, что нам нужно сделать, это определить, что они собой представляют:

Ток: Переменный ток (AC) является предпочтительной настройкой для сварки алюминия. Если на вашем аппарате нет настроек переменного тока, вы все равно можете сваривать алюминий, но вам нужно будет правильно настроить сварочный аппарат постоянного тока.
Частота: Это определяет производительность вашего станка.
Balance: Определяет баланс между частями постоянного тока + (DC +) и постоянного тока — (DC-) вашего тока при настройке переменного тока. Положительная часть обеспечивает важную функцию очистки. Отрицательная часть дает вам проникновение тепла.
Сила тока: Определяет проплавление сварного шва. Аппараты TIG оснащены ножными педалями, которые позволяют опытным операторам точно регулировать силу тока во время работы.
Импульс: Это функция, которую предлагают некоторые машины.Это помогает предотвратить прогорания, подавая ток импульсами, а не постоянным потоком.

Если машина, с которой вы работаете, дает вам доступ и контроль над всеми этими факторами, то получить качественные сварные швы TIG на алюминии так же просто, как настроить машину для работы.

Если ваша машина не позволяет вам контролировать ни один из этих факторов, то есть еще способы выполнить свою работу. Знание того, как получить наилучшую доступную настройку, значительно облегчит вашу жизнь и сделает ваши сварные швы красивыми.

Как сваривать алюминий методом TIG с использованием переменного тока

Если на вашем аппарате TIG есть переключатель переменного / постоянного тока, переменный ток — лучший способ сваривать алюминий. Одна из вещей, которая отличает сварку алюминия от сварки стали, — это слой оксида алюминия.

Оксид алюминия образует поверхность всех алюминиевых сплавов. Это результат того, что металл подвергается воздействию атмосферы, поэтому поверхность каждого куска алюминия будет из оксида алюминия. Оксид алюминия становится проблемой для сварщиков, потому что оксид алюминия имеет гораздо более высокую температуру плавления (3600 ° F) по сравнению с алюминием под ним (1200 ° F).

Переменный ток при сварке на переменном токе пронизывает алюминий с теплом, обеспечивая прочное соединение. В то же время он снимет или очистит слой оксида алюминия над собой.

Использование этого режима — не самый быстрый способ сварки, но он даст вам качественные соединения и профессиональный внешний вид, которые вы ищете при сварке алюминия.

Настройка вашего сварочного аппарата TIG на переменном токе

После того, как вы переключили свой аппарат на переменный ток, есть простой контрольный список для остальной части настройки:

Установите частоту — Установите частоту 60 Гц.Эта частота подготовит вашу машину к работе с выходной мощностью, сравнимой с трансформатором старой школы.
Установите весы — Установите баланс на 30. При балансе 30 ваша машина будет работать с 30% положительным электродом (поток, который очищает оксид алюминия) и 70% отрицательным электродом (поток, который дает вам тепло
Установите силу тока — установите силу тока 200. Это значение является хорошей отправной точкой.Вы можете отрегулировать при необходимости в зависимости от толщины и сплава алюминия, с которым вы работаете.
Отрегулируйте поток газа — Откройте резервуар (и) и установите регулятор.

Если вам нужна дополнительная помощь в настройке для вашей работы, ребята из Weld.com шаг за шагом проведут вас через это.

Pulse — это еще одна настройка, которую вы должны учитывать при настройке вашего аппарата TIG для сварки алюминия. Есть много чего обсудить на тему того, как заставить пульс работать на вас, независимо от того, работаете ли вы в переменном или постоянном токе. Ребята из Weld.com собрали для вас несколько полезных советов.

Давайте посмотрим, как добиться успеха, если AC не подходит.

Как сваривать алюминий TIG с использованием постоянного тока

Как мы уже говорили выше, переменный ток является предпочтительной настройкой для сварки алюминия TIG. Он даст вам возможность работать с любым алюминиевым сплавом, независимо от того, в каком состоянии он находится. Он работает с любым типом наполнителя и лучше всего работает с вашими стандартными газовыми смесями.

Учитывая все это, позволяет получать качественные сварные швы на алюминии с помощью аппарата TIG, работающего на постоянном токе. Фактически, «Mr. TIG »на Weld.com рекомендует настройку постоянного тока для конкретных ситуаций.

Он создал отличное видео, в котором вы подробно расскажете о деталях. Использование его «идеальных» ситуаций для сварки алюминия TIG на постоянном токе в качестве отправной точки дает нам хорошую отправную точку для составления плана, который позволит максимально использовать то, что у вас есть, когда переменный ток не подходит.

Что нужно знать о настройке на сварку алюминия TIG с использованием постоянного тока

Получение качественных сварных швов на алюминии с помощью аппарата TIG, работающего в режиме постоянного тока, может оказаться сложной задачей.Сделать их красивыми может быть даже более надежным, но если вы начнете с этих «идеалов», у вас будет способ внести коррективы, которые настроят вас на успех.

Необходимо учитывать несколько факторов:

Толщина: Идеальный сценарий для TIG-сварки алюминия на постоянном токе включает материалы толщиной дюйма или более. Если вам нужно работать в Вашингтоне с более тонкими материалами, вы должны быть осторожны, чтобы не вскипятить алюминий. Это приведет к прожогу и получению слабых или некрасивых сварных швов.
Сплав: Идеальный сценарий для TIG-сварки алюминия на постоянном токе включает сплав 6061 и присадочные стержни 4043. Вы также можете получить довольно хорошие результаты с серией 1100 (чистый алюминий) и специальным сплавом 2219. Присадочные стержни 5356 сделают практически невозможным получение хороших сварных швов.
Сила тока: Г-н TIG рекомендует начинать с 180 ампер или меньше. Возможно, вам придется отрегулировать этот параметр в соответствии с толщиной вашего материала, состоянием, в котором он находится, и сплавами, с которыми вы работаете.
Газ: Г-н TIG рекомендует использовать 100% гелий. Из-за всего остального будет намного сложнее получить хорошую прочность сварного шва и красивый внешний вид, которые вы хотите.

Когда вы вынуждены использовать для работы не лучший инструмент, это может расстраивать. Но иногда бюджеты, чрезвычайные ситуации или другие обстоятельства, не зависящие от нас, означают, что мы должны делать все, что в наших силах, с тем, что у нас есть.

Если все, что у вас есть, это аппарат для сварки TIG с постоянным током, и вам нужно отремонтировать или выполнить проект по изготовлению, вы все равно можете это осуществить.Немного проб и ошибок, много терпения и успокаивающего, очищающего эффекта глубокого дыхания вы можете добиться.

Заключение

Если вы покупаете новую машину и знаете, что будете работать с различными материалами или что алюминий будет основным материалом, с которым вы будете работать, вам необходимо приобрести машину с возможностью переменного тока. . На этот счет нет двух способов!

Если вы не часто работаете с алюминием, то стоимость машины с возможностью переменного тока может быть неоправданной.Приведенная выше информация поможет вам справиться с разовой работой и вернуться к привычному образу жизни.

Если вы работаете в поле и вам нужно что-то сделать с тем, что у вас есть, то всего, что у вас есть, будет достаточно, если вы будете следовать рекомендациям, которые мы изложили выше.

Если вам понравилась эта статья, взгляните на другие мои статьи по этой теме, которые я написал!

И, наконец, если у вас есть конкретный вопрос о соединении и сварке, не стесняйтесь обращаться ко мне.

Сварка алюминия для производителей, инспекторов и инженеров

Расширяйте свои навыки и идите в ногу с достижениями в своей области, обучаясь у отраслевых экспертов.

Сваривать алюминий сложно или другое дело? Этот веб-семинар в режиме реального времени отвечает на этот вопрос и предоставляет вам информацию, необходимую для уверенной работы с алюминием. К концу курса слушатели смогут определить свойства алюминия, которые влияют на его использование в сварных конструкциях; проектировать, изготавливать и проверять сварные алюминиевые детали; и объяснить, как правильно квалифицировать сварщиков алюминия и сварщиков.

Участники, завершившие все шесть сессий веб-семинаров и получившие проходной балл на заключительном экзамене, получат 6 PDH или 0,6 CEU.

ЦЕНА

Участник: 270 долларов
Не участник: 330 долларов

Задачи обучения

Обзор методов соединения алюминия и процессов сварки
Укажите металлургические свойства алюминия, включая те, которые подходят для сварки, и те, которые не соответствуют
Представьте участников AWS D1.2 / D1.2M: 2014 Нормы структурной сварки алюминия
Покрытие конструкции алюминиевых угловых швов, пазов, заглушек, пазов и шпилек
Объясните процесс аттестации технических требований к процедуре сварки алюминия и персонала
Обсудить изготовление и контроль сварных алюминиевых деталей
Объясните сварку трением с перемешиванием, новейший процесс сварки алюминия, и объясните, почему она лучше всего подходит для алюминия.

Расписание вебинаров

Каждый веб-семинар в реальном времени состоит из 1-часовых сессий, продолжающихся 6 дней.
вторник, среда и четверг; 1-2 п ET

Осенняя сессия
9–18 ноября
Регистрация>

ИНСТРУКТОРЫ

Рэнди Киссел

Рэнди Киссел (Randy Kissell) — управляющий консультант Trinity Consultants, консалтинговой фирмы с более чем 60 офисами в Северной Америке, Китае и Европе. Рэнди имеет более чем 40-летний опыт работы в области алюминиевых конструкций и сварки.

Рэнди является соавтором «Алюминиевые конструкции — Руководство по их спецификациям и конструкции», опубликованной Джоном Вили во втором издании, является соавтором многочисленных патентов США на алюминиевые конструкции и была представлена на обложке журнала Structural Engineer в 2013 году.Спроектированные им конструкции были представлены в журналах «Гражданское строительство», «Engineering News-Record» и на конгрессах Американского общества инженеров-строителей. С 2002 года он проводит семинар ASCE «Проектирование алюминиевых конструкций» и аналогичные семинары для Национального совета ассоциаций конструкторов и Американского общества сварщиков.

Рэнди был зарегистрирован в качестве профессионального инженера в более чем 20 штатах, в том числе в штатах с особыми требованиями, таких как Калифорния и Аляска, и получил лицензию генерального подрядчика в Калифорнии и Флориде.Он является председателем подкомитета по сварке алюминиевых конструкций Американского общества сварщиков, членом которого он является более 20 лет.

Г-н Кисселл является секретарем Технического консультативного комитета Алюминиевой ассоциации, отвечающего за технические условия на алюминиевые конструкции, используемые на всей территории США для проектирования алюминиевых конструкций. Он также является членом комитета ASTM по легким металлическим сплавам и комитета Канадской ассоциации стандартов по расчету прочности алюминия.

Том Бернс

Том Бернс имеет степень бакалавра промышленных технологий / металловедения Университета Северного Мичигана, занимается сваркой алюминия более 35 лет и 36 лет работает в AWS. В прошлом он был председателем и нынешним заместителем председателя Руководства по сварке конструкций AWS D1.2 — алюминий, а в прошлом — председателем Руководства по алюминиевым корпусам AWS D3.7. Также является членом Главного комитета AWS D1 — Сварные конструкции.

Будучи директором по развитию бизнеса и техническим услугам в трех международных компаниях по сварке алюминия, Том следил за потребностями клиентов и улучшением продукции в Североамериканском регионе и руководил другими компаниями по всему миру.Он также разработал многочисленные усовершенствования в подаче алюминиевой проволоки и методах сварки, которые снижают затраты и повышают эффективность сварки алюминия. Некоторые из этих устройств запатентованы и сегодня находятся в эксплуатации.

WPS, PQR, WQTR и другие сокращения

ЖИВОЙ ВЕБИНАР

Этот веб-семинар представляет собой введение в основные сварочные документы, в том числе о том, как писать и проверять WPS и их поддерживающие PQR.

Сварка алюминия — особенности и технологиии полуавтоматической MIG и аронодуговой TIG сварки

В чем же заключается сложность сварки алюминия?

Некоторые из вещей, которые должен знать сварщик:

Процессы сварки алюминия

Аргонодуговая TIG сварка алюминия

MIG сварка алюминия полуавтоматом

Несколько правил при MIG сварке алюминия

Сварочное оборудование для сварки алюминия

Видео по сварке алюминия:

Сварка алюминия полуавтоматом и аргоном в Москве- Цены на сварку алюминия

Особенности работы

Доверяйте работу мастеру

Стоимость услуг специалистов

Сварка алюминия — основные способы и правила

Специфика материала

Способы сваривания

Сварка алюминия электродами

Сварка с аргоном

Ручная TIG сварка

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Аргонодуговая сварка алюминия

Сварка алюминия вольфрамовым электродом в среде инертного газа – aluminium-guide.com

Сварка алюминия плавлением

Дуговая сварка алюминия методом TIG

Особенности сварки алюминия методом TIG

Оборудование для сварки алюминия методом TIG

Метод TIG: постоянный или переменный ток

Защитный газ

Аргон

Гелий

Аргон + гелий

Сварочная горелка и сварочные кабели

Вольфрамовые электроды

Ручная сварка методом TIG

Обращение с горелкой

Присадочная проволока

Завершение сварки

Механизация и автоматизация сварки TIG

Сварка алюминия электродом в домашних условиях

Что нужно знать сварщику

Электроды по алюминию

Техника сварки алюминия покрытыми электродами

Заключение

MIG/MAG сварка алюминия и алюминиевых сплавов

Сварочная ванна и техника сварки:

Данные по сварке алюминия:

Данные по сварке алюминия:

Типичные данные для сварки МИГ

Как сваривать алюминий: подробное руководство

Свойства алюминия

Выбор присадочного металла

Лучшие методы сварки алюминия

Не плести

Очистить поверхность

Соскребите оксидный слой

Храните правильно

Проверьте расходные материалы

Следите за температурой

Методика нажимной сварки

Защитный газ

Сварочная проволока

Выпуклые — фасонные сварные швы

Источник питания

Устройство подачи проволоки

Сварочный пистолет

Функция горячего старта

Похожие сообщения:

Сварка алюминия и сварка стали в производстве металла

Краткая история сварки алюминия

Краткая история сварки алюминия

Как сваривать алюминий | Сварка алюминия

Сварка алюминия несложная, просто другая

Могут ли все сварщики TIG сваривать алюминий? — Welding Mastermind

Не все сварочные аппараты TIG созданы равными

Факторы, которые повлияют на сварку алюминия аппаратом TIG

Как сваривать алюминий методом TIG с использованием переменного тока

Настройка вашего сварочного аппарата TIG на переменном токе

Как сваривать алюминий TIG с использованием постоянного тока

Что нужно знать о настройке на сварку алюминия TIG с использованием постоянного тока