Краткие сведения по сварке алюминия

В современных условиях, когда прочность металлоконструкции обеспечивается не ее массивностью, как это было принято еще совсем недавно, а качеством изготовления комплектующих деталей и безукоризненной тщательностью сборочных операций, алюминий вошел в число популярных конструкционных материалов.Работать

Благодаря своей легкости и высокой теплопроводности алюминий начинает теснить доминирующие в машиностроении и строительстве чугун и сталь. Экспансия алюминиевых сплавов в авиастроение и автомобилестроение привела к снижению почти вдвое весовых характеристик машин без потери прочности. Но для широкого производственного и практического применения алюминиевых изделий пришлось создать и отработать новые технологии сварки алюминия, отличающиеся от непритязательных способов сварки сталей.

Основные проблемы при сварке алюминия

Однозначно алюминий относится к категории трудносвариваемых металлов. Для качественного выполнения сварки алюминиевых деталей необходимо учитывать ряд негативных факторов:

  • Поверхность алюминия и его сплавов покрыта окисной пленкой, имеющей температуру плавления ( 2044 градуса Ц) выше, чем у чистого алюминия (около 660 градусов Ц);
  • Такие же тугоплавкие пленки образуются на каплях расплавленного алюминия, препятствуя сплавлению капель в единый монолитный сварной шов. Только путем защиты сварной зоны от контактов с воздухом удается проводить сварочную операцию;
  • Защиту сварной зоны обеспечивают инертными газами, например, аргоном;
  • У алюминия сильно выраженная жидкотекучесть, что затрудняет регулирование сварочной ванны и требует использования теплоотводящих подкладочных элементов в процессе сварки;
  • В сплавах алюминия содержится атомарный водород, который при остывании сварочных швов стремится выйти наружу, что приводит к растрескиванию швов и образованию пор в составе шва;
  • Застывающие сварные швы могут сильно деформироваться при усадке алюминия, поскольку у него высокий коэффициент линейного расширения;
  • Для сварки алюминия необходим сварочный ток, в полтора-два раза превосходящий аналогичный показатель для стали, поскольку у алюминия высокая степень теплопроводности.

Способы сварки алюминия и его сплавов

Главным требованием к оборудованию для сварки алюминия является обеспечение защиты сварной зоны от окисляющего воздействия воздуха. Наилучших результатов добиваются при использовании следующих способов:

  • Применение вольфрамовых неплавящихся электродов при работе на переменном токе в среде аргона (режим AC TIG);
  • Применение полуавтоматов для работы на постоянном токе в аргоновой среде (режим DC MIG);
  • Использование покрытых плавящихся электродов без защитного газа, поскольку покрытие электрода самостоятельно обеспечивает газовую защиту (режим ММА).

Для выполнения сварки алюминия необходимы либо переменный ток (АС), либо постоянный ток (DC) обратной полярности. Сварка постоянным током прямой полярности не допускается.

Причина такой категоричности заключается в следующем. Любая применяемая технология сварки алюминия должна создать условия протекания катодного распыления, разрушающего оксидную пленку на поверхности подготовленного к сварке алюминия.Это условие выполнимо только при переменном токе или постоянном токе обратной полярности. Постоянный ток прямой полярности не способствует катодному распылению, пленка не разрушается и препятствует сварочному процессу.

Сварка в режиме AC TIG

Рассмотрим схему сварки в данном режиме. Здесь используется переменный ток.Сварка 1

Для газовой защиты используется инертный аргон, что создает определенные неудобства, связанные с заполнением газового баллона. В числе основных плюсов метода TIG:

  • Отсутствие разбрызгивания расплавленного металла;
  • Возможность сварки тонких деталей;
  • Оперативная регулировка дуги;
  • Аккуратный шов.

Из недостатков следует назвать:

  • Повышенные требования к производственным навыкам сварщика;
  • Низкая производительность.

При сварке алюминия необходимо заточить кончик вольфрамового электрода в форме шара, тогда как для работы со сталью электрод затачивают в виде острого наконечника.

Сварка в режиме DC MIG

Сварка 2Сварка алюминия полуавтоматом производится в защитной среде инертного аргона. Характеризуется высокой производительностью и качественными сварными швами без трещин и прожогов. Процесс полуавтоматической сварки протекает втрое быстрее ТИГ-сварки, но качество ТИГ-процесса выше.

Сварка в режиме ММА

Сварка 3Для выполнения сварки необходим постоянный ток обратной полярности, силу тока подбирают, рассчитывая 25-30 Ампер на каждый 1 мм диаметра используемого электрода. Необходимый рабочий ток составляет 180-280 Ампер. Этот вид чаще всего используется для сварки алюминия в домашних условиях при изготовлении малоответственных конструкций при толщине металла порядка 4 мм. У него имеются свои недостатки:

  • Пористость и низкая прочность сварного шва;
  • Тяжело отделяется застывший шлак;
  • Сильное разбрызгивание металла;
  • Неудаленный шлак в зазорах или углах провоцирует коррозию.

При использовании алюминиевых электродов сварку необходимо выполнять непрерывно в пределах каждого электрода. В случае обрыва дуги конец электрода и сварочный кратер покрываются шлаковой корочкой, которая препятствует повторному зажиганию электрической дуги.

Поскольку алюминиевые электроды плавятся в несколько раз быстрее стальных, скорость сварки должна также быть намного выше по сравнению с обычной ручной электросваркой. Поперечных движений электродом, как при сварке стали, делать не нужно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*