Сварка алюминия полуавтоматом: особенности и технология новичкам

При ответственном ремонте алюминиевых деталей, монтаже каркасов из профиля электродами не сделать надежных соединений. При сварке алюминия полуавтоматом швы получаются качественные. Можно варить легкий металл электродуговой сваркой в среде аргона или углекислого газа с использованием специальных тугоплавких электродов и присадочной проволоки, но сварка полуавтоматом – наиболее эффективный и надежный метод обработки алюминиевых сплавов.

Если проводят сварку алюминия полуавтоматом без газа, применяют защитные флюсы или используют специальную многокомпонентную порошковую проволоку, которая при нагревании создает газовое облако, препятствующее окислению.

Особенности сварки алюминия полуавтоматом

Легкий металл относится к плохо свариваемым из-за оксида, образующегося на поверхности под воздействием воздуха. С деталей необходимо предварительно счищать оксидную пленку, она, в зависимости от сплава, прогорает при +2050 – +2200°С, а температура плавления алюминия всего +660°С.

У алюминиевых сплавов высокая теплопроводность: детали быстро прогреваются при нагреве и сразу остывают, как только исчезает источник тепла. При термообработке в алюминиевых заготовках возникают внутренние напряжения, из-за них на шве появляются трещины.

Решая, как заварить алюминий полуавтоматом, необходимо предусмотреть предварительный прогрев заготовок газовой горелкой до +150 – +190°С. Специалисты используют подкладки, отводящие тепло, они не дают алюминию сильно прогреваться и быстро остывать. Важно придерживаться режима сварки, чтобы не прожечь тонкие детали.

Виды проволоки

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом является присадочным материалом. Она, в процессе сварки, плавясь, входит в состав шва. Поэтому основное требование к ее выбору — должна по химическому составу приближаться к химическому составу материала, который будет свариваться. Также ее температура плавления должна быть или такой же, как свариваемые элементы или чуть ниже.

Алюминиевая сварочная проволока для полуавтомата выпускается производителями российскими и зарубежными Ø 0,8 ÷ 3,2 мм. Сварка алюминия проволокой осуществляется марками, указанными в таблице.

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом по еще одной распространенной классификации EN ISO 18273 может иметь маркировку ER 4043, ER 5356. Это чаще всего используемые присадочные материалы для сварки литейных сплавов типа АД31, АД33и АД35, если им не нужна операция анодирования. Поставляется в бухтах или на кассетах разного веса.

Сварка алюминия полуавтоматом без газа ведется с применением порошковой проволоки, ее еще называют самозащитной. Имеет трубчатую конструкцию внутри которой находится порошкообразный наполнитель. Он одновременно выполняет несколько функций — раскисляет, легирует, защищает от вредного воздействия воздуха, формирует шов и т. д.

Выбор диаметра и марки самозащитной проволоки зависит от толщины изделий, которые будут свариваться и состава алюминиевого сплава.

Какой полуавтомат подойдет для сварки алюминия

Производители предлагают бытовое и сварочное оборудование в большом ассортименте. Есть компактные модели, генерирующие ток различных параметров.

Функционал

При выборе сварочного полуавтомата для сварки алюминия в частную мастерскую, автосервис, лучше выбирать устройства с функцией TIG, вырабатывающие импульсный ток высокой частоты. Они оснащены режимом «PULSE». Работа на них снижает риск прожогов, поддерживается стабильная короткая дуга. С инверторами TIG без импульсного блока работа идет в три раза медленнее, но качество соединения тоже будет высоким.

Простенькие инверторы с функциями MIG/MAG применяют для бытовых целей, к ним можно подключать аргон и углекислый газ. С такими инверторами сложно сделать качественное соединение, они рассчитаны на невысокие токи. За дополнительные функции платить не стоит. Чем сложнее будет оборудование, тем больше риск поломки.

Достоинства и недостатки

К числу преимуществ дюралюминия при сварке можно отнести:

1. При соблюдении технологии сварки можно получить ровный и качественный шов, а металл может выдерживать большие нагрузки при одновременном небольшом весе.
2. Для сварки дюралюминия можно использовать несколько технологий сварки: аргоновую сварку и сварку полуавтоматом, выбрать которую поможет понимание факторов и условий выполнения работы.
3. Для производства работ достаточно легко подобрать подходящие электроды. Для сварки подходят такие электроды, как ОЗА-1, ОЗА-2, ОК96.20, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2.
4. Отсутствие серьезных трудозатрат на подготовительные процедуры.
5. Для сварки не требуется серьезной классификации специалиста.

Но имеет данный процесс и определенные недостатки:

1. Сварка дюралюминия отличается низкой устойчивостью к коррозии, а после производства сварных работ его технические характеристики ухудшаются.
2. Процесс сварки является достаточно сложным: он требует большой внимательности и точности, так как даже небольшая ошибка отрицательно сказывается на качестве изделий.
3. Могут возникнуть сложности с подбором электродов из-за невозможности точного определения марки дюралюминия.
4. Сформировать валик достаточно непросто, поскольку металл является достаточно текучим.
5. Для упрощения процесса работы и снижения временных затрат на сварку необходимо использовать флюс или защитный газ. Флюс будет наноситься на поверхность свариваемой детали для защиты участка от агрессивного влияния внешней среды и повышения качества соединения. Целевое предназначение использования инертных газов при сварке будет аналогичным.
6. Качественная сварка дюралюминия – достаточно дорогая процедура, она позволяет получить прочное и надежное соединение при использовании дорогих расходных материалов, например, аргона.
7. Если используется скоростная сварка, то контролировать качество шва весьма сложно.

Настройка сварочного полуавтомата

Для работы полуавтомата по алюминию не существует универсальных настроек. Сварщики ориентируются на толщину заготовки. В быту чаще варят 2-мм алюминий, для этого выставляют рабочее напряжение 15 В, ток в зависимости от состава легирующих добавок, регулируют в диапазоне от 100 до 150 ампер. Скорость подачи проволоки регулируют, исходя из личного опыта сварки. Это усредненные настройки, они корректируются по ходу работы. MIG сварка алюминия проводится с обратной полярностью: на заготовку выводят минусовую клемму, на подающий мундштук – плюсовую.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

Используют припои:

• ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35;
• Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками;
• HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Технология сварки

В домашних условиях заготовки варят бытовым полуавтоматом постоянным током обратной полярности. Своими руками можно сделать вполне приличный шов, если соблюдать технологию:

1. Сначала нужно подготовить оборудование. Подбирают наконечник под полуавтомат для сварки алюминия. Он должен быть на несколько мм больше размера проволоки.
2. Детали в рабочей зоне зачищают до блеска, используя шлифовальную машинку или металлическую щетку.
3. Выбирают режим работы с учетом толщины заготовки, сплава. Можно использовать настроечные таблицы, оговоренные ГОСТ.
4. Подачу защитного газа включают за несколько секунд до розжига дуги, чтобы образовалось защитное облако газа.
5. Разжигают дугу, поддерживая расстояние между ванной расплава и насадкой не более 15 мм, минимальный зазор – 1 см.
6. Скорость подачи присадки регулируют постепенно, сразу на максимум не устанавливают, следят, чтобы металл хорошо проваривался.
7. Дугу ведут ровно, формируя равномерный наплавочный валик.
8. В конце работы дугу сначала плавно отводят в сторону, только после этого отключают ток. Подачу защитного газа не прекращают в течение 10-20 секунд, пока остывает рабочая зона. Она предохраняет расплавленный металл от воздействия кислорода.

Устранение трудностей соединения

Чтобы этого не происходило, свариваемые поверхности предварительно очищают травлением или механической очисткой при помощи металлической щетки.Очищенные детали хранятся не более трех часов.

Эффективным методом удаления пленки является катодное распыление, когда металл бомбардируется ионами, очищая поверхность. Метод применяется в промышленности.

Также применяют флюсы, растворяющие пленку и переводящие ее в летучие соединения.

Для сварки сплавов, не содержащих магний, как силумин, применяется флюс АН-А1. Для дюралюминия применяется флюс АН-А4.

Кроме того, перед свариванием поверхности очищают от загрязнений растворителями РС-1, РС-2.

Полезные советы

Чтобы качественно заварить металл полуавтоматом, стоит прислушаться к профессионалам:

1. Для очистки алюминия нежелательно использовать металлические щетки, которыми чистили другие металлы, лучше вязать новую, без посторонних включений. Лучше использовать химическую обработку металла кислотой с последующей промывкой.
2. При сварке алюминия полуавтоматом в аргоне на четырехтактном импульсном токе металл прогревается быстрее, в зоне расплава создается высокая температура. Снижается вероятность попадания остаточного слоя оксида в шов.
3. Снизить внутренние линейные напряжения можно, убавляя ток к финальному этапу сварки. Начинают работу, наоборот, на максимальном режиме, чтобы пробить оксидированный слой.
4. Работая полуавтоматом в среде углекислого газа, резких движений не делают, насадка должна расплавляться равномерно.
5. Когда используют защитную атмосферу, рабочую зону ограждают от сквозняков, чтобы порывы ветра не сносили в сторону газовое облако.
6. При работе необходимо соблюдать технику безопасности, использовать спецодежду, индивидуальные средства защиты, в том числе для органов дыхания, некоторые легирующие добавки оказывают на организм токсическое действие.

Полуавтоматическая сварка алюминия в домашних условиях требует определенных навыков. Новички могут сварить металл некачественно, тогда его будет корежить, шов растрескается. Перед тем, как браться за ответственные соединения, нужно «набить руку», научиться выдерживать оптимальное расстояние, выработать скоростной режим.

Свойства и свариваемость дюралюминия

По физическим свойствам дюраль схож с алюминием. Легкий сплав сложно поддается свариванию, он химически активен, окисляется на воздухе, образует прочную оксидную пленку. Сварка дюрали часто производится в гаражах, небольших мастерских. Нужно учитывать физические свойства сплава: высокую плотность, наличие оксидной пленки, текучесть.

При работе с электродами уточняют марку дюраля, потому что для легирования применяют разные добавки: железо, марганец, медь, кремний. Дюраль при производстве деталей дополнительно упрочняют, металл теряет пластичность. Варят дюраль при температуре до 300°С, с применением флюса или защитной атмосферы, так как металл склонен к окислению.

Подготовка к работе

Панель управления сварочным полуавтоматом без газа содержит несколько элементов управления, среди которых:

• переключатель сварочного тока полуавтомата;
• регулировка скорости подачи присадочной проволоки;
• таймер включения и отключения для точечной пайки;
• крепление для сварочного пистолета.

Все сварочные аппараты, позволяющие проводить соединение металлов в углекислоте, в процессе подготовки к работе должны пройти череду этапов:

1. Проверка заземления аппаратуры. Согласно пожарной безопасности и стандарту ГОСТ все сварочное оборудование должны быть присоединено к заземляющему проводнику.
2. Проверка сети. Полуавтоматы очень уязвимы к различным отклонениям напряжения в электрической сети.
3. Выбор режима работы. Настройка аппаратуры производится под конкретный вид сварочных работ.
4. Диагностика работоспособности горелки и системы подачи присадочной проволоки.
5. Проверка качества проволоки. Присадочный материал не должен иметь отслоений, повреждений и вмятин.

Требования

Заварить шов, используя сварочное оборудование, можно соблюдая определенные требования:

1. Нельзя прикасаться электродом к обрабатываемой поверхности при зажигании дуги.
2. Перед тем как подавать газ следует разогреть сопло горелки. Спустя 15 секунд можно открывать вентиль с газом.
3. После прекращения подачи электричества на электрод следует подождать 10 секунд и только после этого перекрывать газовый вентиль.

Если работы проводятся дома, можно использовать плавящийся, а не вольфрамовый электрод.