Ручна і напівавтоматичного зварювання алюмінію

В сучасних умовах, коли міцність металоконструкції забезпечується не її масивністю, як це було прийнято ще зовсім недавно, а якістю виготовлення комплектуючих деталей і бездоганною ретельністю складальних операцій, алюміній увійшов до числа популярних конструкційних матеріалів.

Завдяки своїй легкості і високої теплопровідності алюміній починає тіснити домінуючі в машинобудуванні і будівництві чавун і сталь. Експансія алюмінієвих сплавів в авіабудування і автомобілебудування призвела до зниження майже вдвічі вагових характеристик машин без втрати міцності. Але для широкого виробничого і практичного застосування алюмінієвих виробів довелося створити і відпрацювати нові технології зварювання алюмінію, що відрізняються від невибагливих способів зварювання сталей.

Основні проблеми при зварюванні алюмінію

Однозначно алюміній відноситься до категорії важкозварювальних металів. Для якісного виконання зварювання алюмінієвих деталей необхідно враховувати ряд негативних факторів:

  • Поверхня алюмінію і його сплавів покрита окисной плівкою, що має температуру плавлення (2044 градуси Ц) вище, ніж у чистого алюмінію (близько 660 градусів Ц);
  • Такі ж тугоплавкі плівки утворюються на краплях розплавленого алюмінію, перешкоджаючи сплавлению крапель в єдиний монолітний зварений шов. Тільки шляхом захисту зварної зони від контактів з повітрям вдається проводити зварювальну операцію;
  • Захист зварної зони забезпечують інертними газами, наприклад, аргоном;
  • У алюмінію сильно виражена вологотекучість, що ускладнює регулювання зварювальної ванни і вимагає використання тепловідвідних підкладкових елементів в процесі зварювання;
  • У сплавах алюмінію міститься атомарний водень, який при охолодженні зварювальних швів прагне вийти назовні, що призводить до розтріскування швів і утворення пір в складі шва;
  • Застигають зварні шви можуть сильно деформуватися при усадки алюмінію, оскільки у нього високий коефіцієнт лінійного розширення;
  • Для зварювання алюмінію необхідний зварювальний струм, в півтора-два рази перевершує аналогічний показник для стали, оскільки у алюмінію високий ступінь теплопровідності.

Способи зварювання алюмінію і його сплавів

Головною вимогою до обладнання для зварювання алюмінію є забезпечення захисту зварної зони від окисляє дії повітря. Найкращих результатів добиваються при використанні таких способів:

  • Застосування вольфрамових неплавких електродів при роботі на змінному струмі в середовищі аргону (режим AC TIG);
  • Застосування напівавтоматів для роботи на постійному струмі в аргонової середовищі (режим DC MIG);
  • Використання покритих електродів, що плавляться без захисного газу, оскільки покриття електрода самостійно забезпечує газову захист (режим ММА).

Для виконання зварювання алюмінію необхідні або змінний струм (АС), або постійний струм (DC) зворотної полярності. Сварка постійним струмом прямої полярності не допускається.

Причина такої категоричності полягає в наступному. Будь-яка застосовується технологія зварювання алюмінію повинна створити умови протікання катодного розпилення, що руйнує оксидну плівку на поверхні підготовленого до зварювання алюмінія.Ето умова здійснимо тільки при змінному струмі або постійному струмі зворотної полярності. Постійний струм прямої полярності не сприяє катодного розпорошення, плівка не руйнується і перешкоджає зварювальному процесу.

Сварка в режимі AC TIG

Розглянемо схему зварювання в даному режимі. Тут використовується змінний струм.

Для газового захисту використовується інертний аргон, що створює певні незручності, пов’язані із заповненням газового балона. У числі основних плюсів методу TIG:

  • Відсутність розбризкування розплавленого металу;
  • Можливість зварювання тонких деталей;
  • Оперативна регулювання дуги;
  • Акуратний шов.

З недоліків слід назвати:

  • Підвищені вимоги до виробничих навичок зварника;
  • Низька продуктивність.

При зварюванні алюмінію необхідно заточити кінчик вольфрамового електрода в формі кулі, тоді як для роботи зі сталлю електрод заточують у вигляді гострого наконечника.

Сварка в режимі DC MIG

Зварювання алюмінію полуавтоматом проводиться в захисному середовищі інертного аргону. Характеризується високою продуктивністю і якісними звареними швами без тріщин і прожогов. Процес напівавтоматичного зварювання протікає втричі швидше ТИГ-зварювання, але якість ТИГ-процесу вище.

Сварка в режимі ММА

Для виконання зварювання необхідний постійний струм зворотної полярності, силу струму підбирають, розраховуючи 25-30 Ампер на кожен 1 мм діаметра використовуваного електрода. Необхідний робочий струм становить 180-280 Ампер. Цей вид найчастіше використовується для зварювання алюмінію в домашніх умовах при виготовленні маловідповідальних конструкцій при товщині металу близько 4 мм. У нього є свої недоліки:

  • Пористість і низька міцність зварного шва;
  • Важко відділяється застиглий шлак;
  • Сильне розбризкування металу;
  • Невидаленого шлак в зазорах або кутах провокує корозію.

При використанні алюмінієвих електродів зварювання необхідно виконувати безперервно в межах кожного електрода. У разі обриву дуги кінець електрода і зварювальний кратер покриваються шлаковой скоринкою, яка перешкоджає повторному запалювання електричної дуги.

Оскільки алюмінієві електроди плавляться в кілька разів швидше сталевих, швидкість зварювання повинна також бути набагато вище в порівнянні зі звичайною ручною електрозварюванням. Поперечних рухів електродом, як при зварюванні стали, робити не потрібно.

Ссылка на основную публикацию