Особенности сварки алюминия

Алюминий обладает отличной теплопроводностью и достаточно малым весом - ввиду таких свойств, этот материал широко востребован в различных сферах производственного процесса. При этом алюминий очень сложно поддается сварке. С целью оптимизации сварочного процесса алюминия и его соединений, специалисты разработали специальную технологию.

Сварка алюминия: основные сложности

Алюминий определяется как трудно свариваемый металл ввиду своих индивидуальных характеристик:

  • Поверхность любого алюминиевого изделия покрыта окисной пленкой (Al2O3), температура плавления которой составляет не менее 2045°C. При этом температура плавления самого алюминия составляет 660°C;
  • Сварочная ванна трудно поддается управлению из-за повышенного уровня жидкотекучести сырья, поэтому потребуются теплоотводящие подкладки;
  • Поскольку алюминий легко окисляется, на каплях уже расплавленного металла быстро образуется тугоплавкая пленка, а это ведет к тому, что трудно сформировать шов. Предотвратить появление такой пленки поможет надежная защита сварочных зон от воздушных масс;
  • Алюминий подвержен усадке, поэтому сварной шов может деформироваться уже после того, как остынет и затвердеет;
  • В области шва зачастую возникают кристаллизационные поры и трещины, что в свою очередь нивелирует его механические характеристики;
  • Высокие показатели теплопроводности алюминиевых сплавов приводит к необходимости использовать рабочий ток больших значений (в 2 раза выше, чем для сварочных работ в отношении других металлов).         

Преимущественные методы сварки алюминия и его сплавов

На сегодняшний день существует порядка десятка технологий сварки алюминия, среди которых специалисты отдают предпочтение следующим:

  • Метод автоматической дуговой сварки - не исключает использование флюса. Необходимо учитывать, что в состав флюса должны входить только химически чистые элементы;
  • Метод аргонодуговой сварки вольфрамовыми электродами. Применение флюса не требуется - это и есть основное достоинство данного способа;
  • Контактный стыковой способ сварки с использованием специализированного оборудования. Данный метод делает возможным непрерывное плавление свариваемых материалов;
  • Метод точечной сварки;
  • Если использовать оборудование с повышенными мощностями и ионным прерывателем, то можно прибегнуть к шовной сварке.    

Электроды в сварочном процессе алюминиевых сплавов: нюансы применения

В ходе электродуговой сварки используются следующие виды схем:

  • TIG - используется неплавкий электрод, присадочный материал и газообразный флюс;
  • MIG - проволока подается в автоматизированном режиме;
  • MMA - использование плавких электродов, вокруг которых находится оболочка-флюс.

TIG-технология предполагает использование вольфрамовых электродов, выдерживающих порядка 3500°C. При этом расход самих электродов минимален, поскольку они активны только на этапе генерирования электрической дуги. Алюминиевая проволока служит присадочным материалом.

Вольфрамовые стержни - это не единственный вариант сварки, также допустимо использование угольных электродов. Однако, необходимо понимать, что технология использования электродов из углерода отличается от метода применения вольфрамовых стержней. Угольные электроды предпочтительнее, когда необходимо сварить алюминиевые детали толщина которых варьируется в диапазоне 5 - 10 мм. Также данная технология используется для того, чтобы заварить дефекты литых конструкций. В таком случае флюс должен быть порошкообразным, а наносить его следует на всю поверхность свариваемых кромок и присадку. Угольные стержни могут иметь диаметр от 2-х до 18-ти мм, а длина их может достигать 70-ти см. Такие характеристики необходимы, поскольку расход угля во время сварочного процесса значительно выше. Графит расходуется гораздо меньше.

Внимание! Стыковка алюминиевых деталей, толщина кромки которых составляет более 4-х мм, требует использования плавких электродов.       

Стоит также отметить, что плавкий стержень применяется для заваривания стыковочных швов. Такие электроды не используются для сварки внахлест или для таврового соединения. Плавкие электроды серии ОЗАНА - это оптимальный вариант для сварки алюминия и его соединений. Эти элементы позволяют добиться высоких показателей механической прочности сварочных зон. Также использование электродов серии ОЗАНА снижают риск возникновения коррозийных образований в области стыков.   

Использование электродов - как предпочтительный метод сварки алюминия

Перед началом процесса необходимо тщательно подготовить металл:

  • свариваемые кромки необходимо профилировать;
  • с поверхности должны быть удалены загрязнения и окислы;
  • использовать только органические растворители или специальные щелочные ванны.

Что касается растворителя, лучше всего отдавать предпочтение уайт-спириту, растворителям РС-1 и РС-2 или качественному техническому ацетону. Также обезжиривать алюминиевые изделия можно в специально приготовленном растворе воды. Самое главное - это удалить поверхностную пленку. Окисная пленка удаляется металлической щеткой. Обработав таким образом все кромки, их еще раз необходимо обезжирить растворителем. Подготовленная деталь может храниться не более 2,5 часов до момента сварки.

Если речь идет о расширенных производственных масштабах, поверхность детали подлежит травлению в следующем порядке:

  • обезжирить растворителем;
  • выдержать в ванне с водным раствором (45-50 г/л НаОН) в течении 2-х минут при температуре 70°C;
  • промыть в проточной воде сначала 70°C, а потом в холодной;
  • осветлить (выдержать в растворе HNO3 30% в течение 1-2 минут);
  • промыть под струей холодной проточной воды, затем под струей горячей воды (70°C);
  • просушить горячим воздухом (75°C).  

После этапа подготовки, можно начинать процесс сварки. Сварка осуществляется с помощью постоянного тока обратной полярности. Величина сварочного тока должна соответствовать пропорции: 1 мм алюминия приходится 30А.

Для того, чтобы сварной шов получился максимально качественным, металл необходимо прогреть до 350°C. При чередовании нагрева и охлаждения алюминия нивелируется риск появления кристаллизационных трещин и коробления. Если деталь большая, то необходимо подогревать непосредственную зону сварки. После того как работа будет закончена, шов нужно промыть горячей водой, а затем обработать жесткой щеткой из металла.     

Заказать

Контакты

ООО Сварим Все Сергеев Посад, проспект Василия, 115/10

Tel: 780502768895

Email: skydefence@email.com