Как сваривать алюминий аргоном

Как варить алюминий аргонодуговой сваркой

Обеспечить качественное соединение деталей из алюминия можно только при сварке ТИГ. Обычным электродом можно заварить алюминиевый сплав для прочности, но он потребует более длительной последующей обработки. Сварка алюминия аргоном позволяет работать с материалом разной толщины, создавая аккуратные швы, обладающие при этом хорошими герметичными свойствами. Это особенно востребовано при ремонте автомобилей, катеров или различных емкостей. Но как варить этот специфичный материал впервые? Как настроить оборудование при сварке алюминия? Краткое руководство из статьи и видео урок помогут освоить это сложное дело.

Что необходимо учитывать при аргоновой сварке алюминия?

Сварка аргоном довольно универсальна, что позволяет соединять этим методом разные толщины материалов и работать со сплавами, считающимися трудносвариваемыми. Основой служит электрическая дуга, горящая между вольфрамовым электродом и изделием. Ее появление обеспечивается постоянным или переменным током, подающимся на горелку и массу, прикрепленную к свариваемым частям. Инертный газ выступает в качестве защиты сварочной ванны. Но алюминий и его сплавы имеют ряд специфичных особенностей, которые требуется знать и учитывать производя сварку.

Одной из трудностей служит оксидная пленка, образовывающаяся на поверхности материала. Она появляется при взаимодействии металла с кислородом. Плавится пленка при температуре 2000 градусов. Но сам алюминий начинает приобретать жидкую форму уже после 500 градусов. Поэтому выбрав слишком большую силу тока и расплавив оксид, невозможно вести шов. Установив малые параметры на аппарате не получается вообще начать процесс создания сварочной ванны. Поэтому аргонодуговая сварка алюминия подразумевает предварительную зачистку поверхности металла от оксида. Достигается это специальной щеткой или растворителем, после чего необходимо сразу начинать сварочный процесс.

Дополнительной сложностью является гигроскопичность материала. При высокой влажности окружающей среды алюминий впитывает часть воды из воздуха. Когда изделие начинает подвергаться нагреву от электрической дуги, то свариваемый материал выделяет влагу на поверхность. Это может отражаться на качестве формирования шва, плотности контакта с изделием, и пощипыванию малым напряжением сварщика, соприкасающегося с мокрыми участками. Хотя варить аргоном можно сразу, рекомендуется небольшой прогрев материала газовой горелкой при температуре 150 градусов. Это даст испариться лишней влаге и улучшит сварочный процесс.

Аргонная сварка алюминия требует и хорошей защиты расплавленного металла от внешнего воздуха. Для этого необходимо выставить правильный расход газа. Недостаточная подача последнего приведет к вспениванию металла и горению вольфрама. Чрезмерная продувка аргоном мешает формированию шва и сделает процесс более дорогим.

Еще одной сложностью для начинающих сварщиков является образование воронки в конце шва. Если дугу резко оборвать, то появляется кратер. Длительное удержание горелки на одном месте приводит к ненужному прогреву и расширению сварочной ванны. Поэтому аргоннодуговая сварка алюминиевых сплавов нуждается в дополнительных настройках режима затухания дуги, уменьшающего силу тока постепенно. Учитывая эти особенности материала, можно правильно выставить параметры напряжения и своими руками выполнить качественный шов.

Технология выполнения сварки для начинающих

Процесс аргоновой сварки алюминия выполняется не постоянным током, а переменным. Так можно добиться лучших результатов. Свой первый шов лучше начинать на тренировочной поверхности:

1. Необходимо выставить пластины в удобное положение. Разделка кромок выполняется по тем же параметрам, что и остальные виды металлов.
2. Желательно произвести прогрев материала до 150 градусов, чтобы удалить влагу.
3. Щеткой снимается верхний тугоплавкий слой. В качестве альтернативы можно воспользоваться растворителем.
4. Горелка подносится к изделию так, чтобы между электродом и поверхностью оставалось 3 мм. Нажимается кнопка и зажигается дуга. Текучесть алюминия зависит от примесей в составе.
5. При возникновении небольшой лужицы расплавленного металла (сварочной ванны) можно подавать в зону сварки присадку.
6. Горелку необходимо вести ровно, справа налево. Колебательные движения понадобятся в случае широкого шва. На переменном токе будет слышен характерный треск сварки.
7. При завершении шва нажимается кнопка и дуга плавно затухает. Горелка удерживается над зоной сварки до полного прекращения продувки газом.

Настройка аппарата и режимы

TIG сварка алюминия возможна только там, где аппараты поддерживают работу не только постоянным током, но и переменным. Несмотря на частоту колебания напряжения, лучший шов получается при последнем варианте настройки. Полярность может быть как прямой, так и обратной. Параметры напряжения можно установить исходя из толщины материала:

Подачу тока важно установить ступенчатого типа, с плавным розжигом, восходящим значением в процессе ведения шва, и постепенным затуханием при завершении горения. Это позволит избежать образования кратера в конце соединения.

Расход аргона при сварке выставляется на манометре, ближнем к газовому шлангу. Российские модели требуется установить в пределах от 6 до 11 литров. Это погрешность измерительного прибора, которая доводится до оптимального значения только практическим путем. Если манометр импортного производства (немецкий, чешский), то можно сразу поставить 8 литров.

В настройках аппарата важно установить и последующее время продувки газом, после прекращения горения дуги. Длительность подачи аргона выставляется на значение в пять секунд, что дает достаточно времени на застывание ванны и охлаждение электрода.

Выбор присадочного материала

Поскольку алюминий плавится сравнительно быстро, то подобрав неверный диаметр присадочной проволоки, можно не успевать подавать ее в зону сварки и формировать шов. Поэтому толщина припоя должна быть такой же, как и толщина свариваемых пластин. Также необходимо быть внимательным и при выборе химического состава присадочного материала. Например, изделие из дюралюминия не получится заварить с прутком для пищевого алюминия. Помочь может таблица с номерами присадочной проволоки и ее предназначением:

Подбор электрода

Технология сварки алюминия аргоном требует и правильного выбора вольфрамового электрода, диаметр которого должен быть максимально близок к толщине свариваемых частей. Заточка выполняется классическим способом, но без острого кончика, как в случае со сваркой нержавейки. Во время первых секунд горения электрод примет форму капли на конце и так придется вести шов. Вылет из сопла необходим на 3-5 мм, чтобы избежать перегрева вольфрама. При сварке мелкие брызги алюминия будут налипать на электрод, что потребует повторной заточки.

Научиться сваривать алюминий не просто. Но зная вышеизложенные принципы и просмотрев видео с уроками от специалистов, можно уверенно пробовать свои силы на практике.

Сварка алюминия аргоном — особенности и технология для начинающих

Алюминий по своей природе имеет ряд преимуществ перед другими металлами. Это в первую очередь малый вес, высокая прочность, стойкость к воздействию перепадов температур, невосприимчивость к коррозии и т.д. Именно по этим причинам алюминий используется в различных отраслях промышленности: пищевая, химическая, автомобилестроение, машиностроение, кораблестроение и т.д.

Для получения высокопрочного сварочного соединения используется несколько способов сварки, но одним из самых лучших считается метод аргонодуговой сварки TIG. Данный метод обеспечивает высокую прочность шва, глубокий и плотный провар, красивый внешний вид соединения. Поэтому ТИГ-сварка в простонародье имеет еще одно название – «элитная сварка».

Особенности сварки алюминия

• Наличие оксидной пленки на поверхности изделия. Температура плавления оксидной пленки более 2050°С. Для ее удаления используется метод травления (очистки металла) и специальное сварочное оборудование.
• Невысокая температура плавления. Алюминий обладает низкой температурой плавления (660°С) и высокой теплопроводностью, в результате возрастает вероятность прожига заготовки.
• Требуется большее вложение энергии. За счет большой теплопроводности алюминия, нужно вносить при сварке до 6 раз больше тепла, чем при сварке простой стали, или применять метод предварительного прогрева.
• Образование пор в сварочном шве. Поры в алюминиевых заготовках, в отличие от стальных, формируются внутри сварочного шва, возле границ сплавления с обрабатываемым металлом у поверхности сварочного соединения.

Достоинства TIG-сварки алюминия

При контактах с кислородом, на поверхности алюминия создается тонкий слой оксидной пленки, для проплавления которой нужна очень высокая температура. Поэтому используется подача защитного газа аргона, который способен вытеснять кислород из зоны сварки. При этом присадочный пруток расплавляется, создавая прочный сварочный шов.

Достоинства сварки алюминия методом ТИГ на переменном токе:

• достигается аккуратный тонкий шов высокой прочности;
• возможность сваривать разные сплавы на основе алюминия;
• высокая стабильность сварочной дуги;
• плотный глубокий провар и высокопрочное соединение на протяжении всего шва.

Что применять для аргонодуговой сварки TIG изделий из алюминия

Для аргонодуговой сварки TIG алюминия используют специальные аппараты с возможностью сварки на переменном токе AC TIG.

Импульсный режим сварки TIG Pulse позволяет добиться более качественного проплавления алюминиевых заготовок с контролируемым тепловложением, исключая коробление, наплывы и прожиг металла.

Также важно использовать качественную маску типа «Хамелеон» или сварочный щиток. При использовании маски «Хамелеон» затемнение будет происходить автоматически, за счет специального светового фильтра.

Для чего используется переменный ток

При сварке алюминия на постоянном токе обратной полярности, оксидная пленка будет разрушаться, но при этом нужно использовать высокие токи для проплавления тугоплавкого материала.

При сварке на высоких токах начинает быстро разрушаться вольфрамовый электрод, и возрастает риск прожига заготовки. Сварка постоянным током при прямой полярности не позволяет разбить оксидную пленку, хотя и делает дугу более стабильной.

Режим переменного тока позволяет автоматически переключать полярность тока во время сварочного цикла. В результате в начале цикла будет разрушаться оксидная пленка, а при следующем цикле осуществляется глубокий и плотный провар алюминия. Настройка полярности и баланса тока позволяют минимизировать разрушение вольфрамового электрода, увеличивая его срок службы, и при этом регулировать зону очистки и глубину проплавления.

Как и для чего подготавливают алюминиевые изделия перед сваркой

От подготовки поверхности заготовки зависит качество будущего шва. Перед работой необходимо очищать каждое изделие, даже если визуально на его поверхности не видно следов масел, стружки и прочих загрязнений.

Процесс подготовки заготовки:

• с помощью растворителя (ацетон, бензин, уайт-спирит) обрабатывают рабочую поверхность алюминия;
• затем зачищают химическим или механическим методом поверхность, удаляя оксидную пленку;
• после чего необходимо просушить изделие до начала цикла сварки.

Для механического метода очистки используется наждачная бумага или проволочные щетки. Химический метод – применение щелочных растворов с последующей промывкой в горячей и холодной воде и просушкой заготовки.

Как правильно варить алюминий аргоном

Есть несколько способов неразъемного соединения этого капризного материала, у каждого есть достоинства и недостатки. Но надежные и эстетичные швы, не требующие дополнительной обработки, создаются только сваркой алюминия аргоном. Успешность работы определяется правильностью выбора оборудования, расходных материалов и знания нюансов метода.

Особенности сварки алюминия аргоном

Выполняя работу нужно учитывать неординарность характеристик этого металла:

1. Из-за повышенной химической активности поверхность алюминия при контакте с воздухом быстро покрывается оксидной пленкой. Она плавится при температуре более 2000⁰C, а металл — 660⁰C. Если твердые кусочки пленки попадут в шов, его прочность уменьшится.
2. При сварке алюминия трудно контролировать процесс, так как его цвет не меняется после расплавления.
3. Материал гигроскопичен, поэтому впитывает атмосферную влагу, которая при нагреве испаряется с поверхности, снижая качество соединения.
4. Из-за высокого коэффициента линейного расширения место соединения при остывании может деформироваться и растрескаться. Для компенсации усадки сварка аргоном проводится с повышенным расходом проволоки или модифицируют шов.
5. Если неправильно настроить расход газа при выполнении аргоновой сварки алюминия, он вспенивается при недостатке, а избыток затрудняет сформировать шов.

Необходимое оборудование и материалы

Для работы потребуется аппарат выдающий переменный ток, поскольку сварку алюминия постоянным током аргоновым методом провести не получится. Оптимальным вариантом будет инвертор с режимом тиг и набором опций, позволяющих:

• бесконтактно зажигать дугу;
• заваривать кратер на конце шва;
• регулировать баланс тока;
• устанавливать период времени, в течение которого продолжается подача аргона после отключения дуги.

Чтобы снизить расход газа для сварки алюминия нужно обзавестись горелкой с газовой линзой (цангодержателем), внутри которой помещена сетка. При проходе аргона через ячейки улучшается защита места сварки при меньшем расходе. Для установки линз выпускаются сопла нескольких диаметров, чем больше размер, тем надежнее защита.

Сварка проводится универсальным вольфрамовым электродом (AC/DC) любой окраски или специализированным для работы переменным током (AC) зеленого цвета. Конец заостряется, но оставляется притупление. После розжига дуги он станет похожим на каплю. Чтобы вольфрам не перегревался, электрод вставляют в сопло с вылетом 3 — 5 мм. При работе он загрязняется алюминиевыми брызгами, тогда конец снова заостряют.

Так как у алюминия высокая скорость плавления присадочная проволока должна быть диаметром не меньше толщины деталей, чтобы успевать продвигать ее. Она может подаваться вручную или механизмом полуавтомата. Работая с чистым алюминием, чаще всего выбирают проволоку №5356, а со сплавами — №4043, с добавлением кремния.

Для tig сварки алюминия требуется чистый газ аргон с концентрацией 98 — 99%. Поэтому покупать его нужно у надежных продавцов. Редуктор и манометры лучше выбрать импортные, поскольку они позволяют точнее настраивать расход, чем отечественные модели.

Настройка аргонового аппарата

Сначала настраивается расход газа в диапазоне 6 — 12 л/мин по манометру, который ближе к шлангу. Работая в помещении, значение устанавливается в 1,5 раза меньше чем на улице. Завышенный расход создает турбулентные завихрения, которые газ смешивают с воздухом, снижая тем самым надежность защиты зоны сварки.

В зависимости от толщины заготовок настройку аппарата для сварки аргоном по току проводят по таблице: