Сварка алюминия электродом в домашних условиях
Из алюминия произведено множество конструкций применяемых в устройстве автомобиля. Это могут быть блоки двигателя, коробки передач и элементы кузова. Изготавливают из этого нержавеющего материала различные емкости для промышленных и бытовых нужд. В случае образования трещины или свища заварить проблемное место лучше в среде аргона специальным аппаратом. Но если такой возможности нет, то можно воспользоваться инвертором. Сварка алюминия электродом в домашних условиях требует определенного режима и предварительной подготовки. Используются и специализированные расходные материалы. Как все это осуществить описывается ниже и демонстрируется на дополнительном видео.
Содержание страницы
- 1 Сварочный процесс-трудности работы с материалом
- 2 Выполняем сварку: этапы работы
- 3 Оборудование и электроды
Сварочный процесс-трудности работы с материалом
Электрической дугой можно соединять многие виды железа.
У нее достаточно высокая температура горения, что позволяет хорошо проплавлять разную толщину пластин и создавать надежные и герметичные соединения. Но сваривать алюминий инвертором сложнее ввиду нескольких специфичных особенностей этого материала.
Первой трудностью являются гигроскопичные свойства алюминия. Материал способен впитывать окружающую влагу и накапливать в себе. Это не проявляется видимым образом на охлажденном изделии, но сразу станет заметно при ведении сварки. Когда зажигается дуга и металл оказывается в зоне повышенной температуры, то влага начинает испаряться с его поверхности, неизбежно попадая в зону сварки. Это приводит к чрезмерным брызгам и помехам при выполнении шва. Чтобы предупредить такое явление, требуется предварительный подогрев изделия горелкой при температуре 150-190 градусов. Во время выполнения процедуры можно увидеть выделение влаги на поверхности.
Еще одной сложностью является оксидная пленка, покрывающая все изделие тонким слоем. Она защищает металл от разрушения в кислотной среде, но существенно мешает свариванию инвертором в домашних условиях.
Трудность заключается в огромной разнице температур плавления. Алюминиевый материал плавится при 500 градусах, а его оксид при 2000 градусах. Чтобы устранить этот перепад необходимо зачистить место сварки железной щеткой, дающей доступ к основному металлу.
Взаимодействие с окружающим воздухом способствует образованию пор в структуре шва, что значительно понижает его герметичные свойства. Защита сварочной ванны выполняется подачей аргона в случае TIG, или созданием газового облака от покрытых электродом при сварке инвертором в домашних условиях.
Поскольку чистый алюминий не используется в изделиях, то трудностью для сварки могут быть другие элементы входящие в сплав. Так, марки Ал2 и Ал9 с содержанием силумина от 4 до 13% считаются ограниченно свариваемыми.
Выполняем сварку: этапы работы
Как сварить алюминий стало понятно после многочисленных попыток и экспериментов. Далее представлены пошаговые действия, позволяющие получить качественное соединение в домашних условиях:
- Если свариваемые пластины имеют толщину более 5 мм, то необходима разделка кромок. Стандартом считается срез краев под 45 градусов, но допускаются и другие значения. Стоит отметить, что чем больше угол разделки, тем шире получится сварочный шов. При толщине пластин более 7 мм между ними требуется технологический зазор в 2 мм. Если рабочим объектом является трещина, то ее необходимо расширить отрезным диском и «болгаркой», иначе шов будет поверхностным.
- Подготовленное изделие необходимо прогреть. Удаление влаги производится пропан-кислородным пламенем. Это может быть резак или обычный баллончик с бытовой горелкой.
Нагреть необходимо поверхность до 150 градусов. Проверить это можно специальным аппаратом или визуально по сухому состоянию материала. - После нагрева быстро осуществляется зачистка оксидной пленки. Для этого подойдет обычная щетка по металлу. Снять тугоплавкий слой важно в начале зоны сварки. Последующее действие будет оказывать электрод, чей состав и температура разъедают оксид, позволяя производить сварку.
- На подготовленном материале ставятся прихватки, фиксирующие свариваемые стороны. Корневой шов необходимо провести ровно, заполнив зазор. Угол относительно свариваемых частей необходим в 90 градусов. Это непривычно для начинающих сварщиков, или тех, кто работал только с углеродистой сталью. Но так расплавляемый металл будет точнее попадать в место соединения. После небольшого остывания поверхности отбивается шлак. Это происходит довольно трудно, поэтому требуется острый молоточек.
- Последующие слои шва наносятся до того уровня, чтобы заполнить всю толщину материала и создать небольшой валик поверх места соединения.
- Швы ведутся короткой дугой. Чрезмерное увеличение зазора может приводить к обрыву дуги. На конце электрода образуется нагар в виде белого слоя. Это выступающая щелочь. Чтобы продолжить сварку требуется удалить этот диэлектрик.
Нагреть необходимо поверхность до 150 градусов. Проверить это можно специальным аппаратом или визуально по сухому состоянию материала.
Электрод при сварке алюминия инвертором плавится быстрее, чем при работе с обычной сталью, поэтому тренировки на нерабочей поверхности помогут привыкнуть руке к сохранению дистанции.
Оборудование и электроды
Сваривание изделий из алюминия можно выполнять обычным инвертором. Аппарат удобен для транспортировки и передвижению на месте. Полярность необходимо выставить так, чтобы в руках сварщика находился «плюс», а на изделие крепился «минус». Потребуется розетка с 220V.
Электроды необходимы специализированные, например UTP 48, или аналоги. Они бывают различных диаметров и подбираются по толщине металла. Состав расходных материалов тоже имеет гигроскопичные свойства, что требует предварительной просушки для образования качественного соединения.
| Толщина пластин, мм | Диаметр электрода, мм | Сила тока, А |
| 2 | 2.5 | 50-70 |
| 3 — 4 | 3.2 | 80-100 |
| 5 | 4 | 90-130 |
Алюминий позволяет долго служить изделиям. А его сварка в домашних условиях простым инвертором обеспечивает быстрый ремонт важной детали или корпуса. Применяя вышеизложенные рекомендации и приобретя подходящие электроды можно быстро заварить требуемую конструкцию из алюминия.
Сварка алюминия электродом в домашних условиях инверторной сваркой
Сварка алюминия электродом в домашних условиях может проходить вполне на высоком уровне, как по качеству, так и по скорости. При этом, стоимость таких работ не будет слишком уж высокой, а соответственно сварить алюминиевые детали – это вполне реализуемая задача для всех у кого есть инверторный сварочный аппарат и хотя бы небольшой опыт работы с ним.
Итак, о самой технологии работы.
Логично, что электроды по алюминию для инверторной сварки будут специального назначения. И их важно правильно подобрать. Выбирая сварочные электроды для алюминия, нужно помнить одно простое правильно.
Толщина свариваемых деталей ограничена диаметром электрода.
Соответственно, померяв толщину металла на заготовках – вы получаете необходимый диаметр электродов, который нужно купить. Обычно популярные электроды в диапазоне диаметров 3 – 5 мм. Еще одну вещь важно помнить при покупке электродов.
Электроды по алюминию для дуговой сварки сгорают в 2-3 раза быстрее стальных, поэтому малыми диаметрами очень и очень сложно работать.
Но если уж ими придется воспользоваться – нужно купить их в 2 – 3 раза больше, чем на такую же длину швов вы покупали бы стальных электродов.
Существуют самые разнообразные марки электродов для сварки алюминия.
Но мы не будем сейчас вдаваться в подробности относительно химических составов и т.д., так как статья ориентирована на практиков, поэтому сразу хотим отметить, что высокой популярностью пользуются электроды для сварки алюминия инвертором с наименованием Unitor ALUMIN-351N.
После того, как определились с выбором электродов, переходим непосредственно к работе.
Сварка алюминия электродом в домашних условиях, основные моменты
Для успешной сварки алюминия в домашних условиях важно убедиться что толщина металла не менее 2 миллиметров. Если меньше – тоже можно попробовать, но скорее всего без навыка и спец оборудования сделать правильный шов будет крайне сложно.
Сварка алюминия электродом в домашних условиях начинается с подготовки кромок свариваемых деталей. В тех местах, где планируется выполнить соединение, важно тщательно зачистить поверхности, полностью удалив всю грязь и жир. Не лишним будет протереть поверхности растворителем или обезжиривающим средством (не критично но есть легенда что это помогает).
Если свариваемые детали имеют толщину больше 3мм – необходимо сделать V-образную канавку под углом 60 градусов в местах будущих швов. При этом воздушный зазор должен быть в пределах 1 – 3 мм. Сварка алюминия электродом деталей разной толщины требует того, чтоб более тонкий металл был плотно зафиксирован на детали с толстым металлом.
Определившись сварка алюминия каким электродом выполняется, подготовив детали, важно установить положительную полярность на вашем сварочном аппарате и переключится на постоянный ток. Это уж очень важный момент.
Сварка алюминия выполняется постоянным током положительной полярности
Положительная полярность (она же обратная) – это когда «+» на электрод, а «-» кидаем на «массу».
Непосредственно перед сваркой литых или крупных деталей, обязательно прогревайте заготовки до 300 градусов. В процессе сварки алюминия электродами инверторной сваркой, держите электрод под небольшим углом наклона или вертикально относительно заготовки.
Конец электрода перемещайте по направлению шва.
Предпочтительное положение сварки – нижнее. Важно – сварочную дугу держите в коротких промежутках, не допуская перегрева и расплавления деталей.
В процессе сварки следите за прогревом заготовок, так как алюминий очень легко перегреть и испортить материал или детали.
Упомянутые электроды для сварки алюминия инвертором Unitor ALUMIN-351N важно хранить в защищенном от влаги месте. Они быстро поглощают влагу из воздуха, поэтому выполняя работы в помещении с высокой влажностью или на улице в сырую погоду – старайтесь брать минимальное количество электродов с собой, чтоб не испортить всю пачку (это уже соображения по экономии денег).
В целом, как вы наверняка заметили – сварка алюминия электродом в домашних условиях вполне решаемая задача.
Сварка алюминия инверторными источниками питания
Постоянный ток трансформатор. В прошлом трансформатор работал непосредственно от входящего переменного тока частотой 50 или 60 Гц. На этих частотах в трансформаторе выделяется много тепла, поэтому он должен быть относительно большим и тяжелым. Кроме того, если используется частота 60 Гц, управляющие сигналы могут выдаваться не более чем 120 раз в секунду.
Инверторы были введены в сварочные источники питания сначала для выработки постоянного тока (DC), а затем для выработки переменного тока. В этих источниках питания входящая мощность переменного тока частотой 50 или 60 Гц сначала выпрямляется до постоянного тока и фильтруется, а затем подается в секцию инвертора источника питания, где полупроводниковые элементы управления включают и выключают ее на частотах до 20 000 Гц.
Гц, эффективно преобразовывая его обратно в высокочастотный переменный ток.
Этот импульсный высоковольтный высокочастотный переменный ток затем подается на главный силовой трансформатор, где он преобразуется в низковольтный переменный ток частотой 20 000 Гц, пригодный для сварки. Наконец, он проходит через схему фильтрации и выпрямления для получения постоянного сварочного тока. Выход управляется полупроводниковыми регуляторами, которые модулируют скорость переключения переключающих транзисторов.
Поскольку силовой трансформатор работает на частоте 20 кГц, он намного более эффективен, чем трансформатор, работающий на частоте 60 Гц. Это означает, что трансформатор может быть намного меньше и легче, поэтому сам блок питания может быть легким. Источники питания для дуговой вольфрамовой сварки постоянным током (GTAW) на основе инвертора обычно весят от 30 до 50 фунтов. С некоторыми из этих блоков питания потребляемый ток при 205 А составляет 29 А при однофазном напряжении 230 В.
Хотя результирующая экономия затрат на инверторный источник питания часто завышается, годовая экономия на источнике питания обычно составляет 10 процентов от покупной цены источника питания.
Инверторные источники питания также очень тонко «измельчают» поступающий переменный ток, что приводит к стабильному постоянному току без типичных пульсаций с частотой 60 Гц и стабильной сварочной дуге.
Переменный ток
В течение многих лет инверторные блоки питания могли питать только постоянный ток. Инверторов, выдающих переменный ток, просто не существовало. Это ограничивало использование инверторов для сварки алюминия, который обычно сваривается методом GTA с использованием переменного тока. Затем кому-то пришла в голову идея упаковать два инвертора в один корпус. Запуск их с разной полярностью и поочередное включение и выключение генерировало псевдо-переменный ток. Некоторые инверторы до сих пор генерируют переменный ток таким образом.
Способность генерировать переменный ток делает инверторные источники питания подходящими для сварки алюминия методом GTAW.
Поскольку напряжение дуги никогда не проходит через нуль, дуга переменного тока становится более стабильной. Большинству источников питания GTAW на инверторной основе не требуется, чтобы высокая частота была постоянно включена для обеспечения стабильности, что снижает количество радиочастотных помех (RFI), создаваемых источником питания.
Поскольку управляющие сигналы могут передаваться на любой частоте, вплоть до удвоенной частоты инвертора (40 кГц), можно изменять частоту сварочного тока переменного тока. Некоторые машины могут выдавать переменный ток с частотой от 20 до 150 Гц. По мере увеличения частоты конус дуги и сварной шов становятся уже, что приводит к более глубокому проплавлению сварного шва.
В GTAW проплавление сварного шва происходит в отрицательной части цикла переменного тока. Во время электродно-положительной части цикла проплавление шва уменьшается, и больше тепла передается вольфрамовому электроду, но дуга фактически удаляет оксиды с поверхности алюминия, облегчая сварку.
Таким образом, в то время как большинство других материалов сваривают методом GTA с использованием постоянного тока, алюминий обычно сваривают с использованием переменного тока.
Сварка с инверторами
Ранние источники питания GTAW давали простой синусоидальный выходной сигнал переменного тока с равным количеством положительного электрода и отрицательного электрода. Однако такое количество положительных электродов было ненужным для адекватной очистки. Более поздние источники питания позволяли изменять соотношение отрицательного электрода к положительному электроду, обычно примерно с 65 процентами отрицательного электрода и 35 процентами положительного электрода.
Инверторные блоки питания обеспечивают достаточную очистку дуги даже при положительном электроде всего на 15 процентов. Уменьшение количества положительного электрода помогает увеличить проплавление сварного шва и уменьшить количество тепла, попадающего на вольфрамовый электрод. Это позволяет использовать заостренные электроды меньшего диаметра, которые концентрируют и сужают сварной шов.
Электроды из чистого или цирконированного вольфрама с тупым концом обычно рекомендуются для сварки переменным током с обычными источниками питания. Ситуация меняется при использовании инверторов. Большинство инверторов оптимизированы для зажигания дуги и лучшей сварки с использованием заостренных вольфрамовых электродов с 2-процентным содержанием тория. Многие пользователи также сообщают о хороших результатах при использовании заостренных вольфрамовых электродов с церием или лантана.
Можно ли сваривать алюминий сварочным аппаратом?
Из-за того, насколько грязным и, откровенно говоря, некрасивым может быть процесс сварки алюминия электродуговой сваркой, многие просто пришли к выводу, что это невозможно. Это далеко не так, хотя практика требует опыта, осторожности и терпения.
Можно ли сваривать алюминий с помощью сварочного аппарата? Да, можно сваривать алюминий с помощью сварочного аппарата. Так как это может привести к беспорядку, лучшими способами являются:
- TIG на переменном токе
- TIG на постоянном токе
- Сварка MIG
Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при рассмотрении возможности сварки электродом алюминиевой заготовки.
Вы должны учитывать толщину металла и знать, как подготовить деталь к сварке для начала.
Без соответствующих мер предосторожности вы можете обречь себя на неудачу. Ниже приведены некоторые из наиболее важных деталей, которые следует учитывать при использовании метода сварки электродами.
Содержание
Лучшие методы сварки алюминия электродами
Наилучшим методом для максимального контроля над процессом сварки алюминия является сварка TIG переменным током (вольфрамовый инертный газ) с использованием смеси гелия или аргона. Это самый чистый и медленный метод, гарантирующий, что останется очень мало беспорядка (что делает его идеальным кандидатом, особенно для сварки тонкого алюминия).
Сварка ВИГ постоянным током также приемлема для алюминиевых деталей.
Однако этот метод рекомендуется больше для более толстых заготовок из-за большей глубины проникновения . Используйте гелий, если вы решили использовать метод сварки TIG на постоянном токе.
Недавно я написал подробную статью о сварке электродами: Полное руководство по SMAW, взгляните на нее.
У вас есть возможность использовать аргон и флюс при использовании этого метода на алюминии, но маловероятно, что у вас будет положительный опыт:
- Видимость во время сварки.
- Подготовка сварочного оборудования и заготовки.
- Очистка рабочего места/заготовки.
В-третьих, есть сварка MIG (металл в среде инертного газа). Это значительно быстрее, чем TIG, но с некоторыми компромиссами. У вас будет ограниченная степень контроля над процессом, поскольку основной металл не будет плавиться без добавления присадочного металла.
Тем не менее, процесс не потребует ни двухтактного, ни шпульного пистолета, если следующие элементы правильно отрегулированы:
- Настройки сварки. These settings include:
- Speed of the wire feed
- Flow rate of the gas
- Type or mixture of gases
- Voltage
- Straightness of кабель MIG
- Натяжение приводного ролика
Сварить алюминий можно, и, возможно, к удивлению многих, это можно сделать даже с помощью сварочного аппарата постоянного тока (он работает лучше, чем вы могли ожидать! ).
Что нужно знать о сварке алюминия стержнем
Алюминиевый стержень имеет обратную полярность DCEP (положительный электрод постоянного тока). Прежде чем начать, имейте в виду, что при использовании алюминиевой палочки вы заметите, что флюс имеет склонность к разбрызгиванию.
Когда он начнет остывать, он приобретет «грязеподобный» вид. Не пугайтесь, если вы наблюдаете подобное впервые – это вполне нормально для данного процесса.
Конечно, разные типы ремонтных сплавов будут вести себя по-разному, и у вас может не быть такого опыта с типами палочек, которые вы будете использовать.
Такая степень вариации, естественно, обусловлена прежде всего составом флюса. Тем не менее, полезно знать риски и особенности процесса заранее.
К счастью, есть шаги, которые можно предпринять, чтобы сделать процесс более плавным. >> Посмотрите видео ниже
youtube.com/embed/_g-IWPYNIeI?start=5&feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> - Перед началом сварки вы можете убедиться, что сварка будет немного чище, непосредственно нагревая алюминий с помощью горелки с науглероживающим пламенем.
- Примечание: Преднамеренное применение такого сильного нагрева приводит к образованию копоти на поверхности заготовки.
- Вернуться к нейтральному пламени.
- Вернуть концентрированное тепло алюминию.
- Когда сажа рассеется, заготовка достигла 400 ֯F.
Такой предварительный нагрев позволит сварке протекать более плавно. Вы также должны помнить следующее:
- Алюминий рассеивает тепло в четыре раза быстрее, чем углеродистая сталь.
- Алюминий имеет оксидный слой, который для достижения наилучших результатов можно удалить проволочной щеткой из нержавеющей стали.
- Многие люди используют свой шлифовальный круг, предназначенный для углеродистой стали, на своих алюминиевых заготовках и ожидают положительных результатов. К сожалению, это не идеально, так как служит только для складывания оксидного слоя в металл. Это также происходит при использовании высокоскоростной проволочной щетки. Лучшие способы удалить этот слой включают в себя:
- Задача металла при световой шлифовании давление
- Химическое травление
- Ручная проволочная щетка
1111111111111. Усположение - Многие люди используют свой шлифовальный круг, предназначенный для углеродистой стали, на своих алюминиевых заготовках и ожидают положительных результатов. К сожалению, это не идеально, так как служит только для складывания оксидного слоя в металл. Это также происходит при использовании высокоскоростной проволочной щетки. Лучшие способы удалить этот слой включают в себя:
- Что происходит во время сварки электродом: При сварке электродом ток течет через электрод на заготовку. Заготовку можно считать отрицательным электродом, а палочку — положительным электродом. Когда палка отрывается от заготовки, создается дуга. Чем ближе к заготовке вы держите палку, тем короче будет дуга.
- Совместная работа электрода и флюса: По мере того, как стержень расходуется в процессе сварки, металл приплавляется к металлу. Флюс защищает расплавленный металл во время сварки, защищая его от атмосферных газов.
- Как работает дуга для сварки деталей: Дуга, возникающая при электрическом соединении между электродом и заготовкой, нагревает каждый компонент, в результате чего металл электрода достигает плазмоподобного состояния. По мере того, как расплавленная лужа тянется вдоль линии сварки, верхняя и нижняя пластины слипаются.
, а также сварка. для работы находится под углом прямо к желаемому участку (не вверх, вниз или под другим углом).
Недавно я написал подробную статью о сварке электродами: Полное руководство по SMAW, взгляните на нее.
Вам также необходимо выполнять сварку на относительно высокой скорости перемещения. Сварка также требует короткой дуги, так что помните об этом во время работы. Вот еще несколько ключевых деталей, которые необходимо знать о сварке электродом:
По мере того, как расплавленная лужа тянется вдоль линии сварки, верхняя и нижняя пластины слипаются.Вот почему сварка стержнем подходит и для алюминиевых деталей. Хотя химия работает точно так же, по общему признанию, процесс отличается, прежде всего, своей беспорядочностью и тенденцией к получению неэстетичного сварного шва.
(Вот почему вы должны выбирать электроды, специально предназначенные для сварки алюминия, иначе вы можете получить тусклые результаты. Настоятельно рекомендуется использовать 4043 электродные стержни.)
Процесс сварки алюминия электродами, как правило, очень похож на сварку другие металлы, но помните об этих факторах во время работы. Прежде чем начать, вам нужно немного обнажить электрод, чтобы сделать процесс более аккуратным.
Для этого вам придется поцарапать кончик палочки о твердую поверхность, чтобы выдержать часть электрода (особенно при использовании алюминиевого электрода).
Похожие материалы: Нужен ли вам шпулемет для сварки алюминия?
Что следует помнить о сварке электродом
Во время сварки держите электрод как можно ближе к заготовке, избегая замерзания стержня (чтобы электрод не застрял в охлаждающей ванне металла).
Чтобы этого не произошло, вы должны просто плавать стержень, не приближая его слишком близко к заготовке и не слишком замедляя скорость во время сварки.
(Вот почему для этого типа сварки рекомендуется высокая скорость перемещения.)
Это может занять некоторое время, чтобы научиться, так как сварка электродом, также известная как «дуговая сварка защитным металлом» или SMAW известен.
Это второе название немного больше раскрывает эту кривую обучения, так как оно дает сварщику полный контроль над электродом. Хотя алюминий можно сваривать электродуговой сваркой, это, конечно, не лучший вариант.
Помните о преимуществах и недостатках этого метода.
