Как сварить дюралюминий

Как сварить дюралюминий

Алюминий – металл, который отличается высокими качественными характеристиками и активно используется в промышленности. Самым распространенным сплавом из алюминия считается дюралюминий, получивший свое название благодаря компании «Дюраль», которая первым начала производить подобное соединение. Сварка дюралюминия – достаточно трудоемкий процесс, требующий сосредоточенности и внимательности. Сложность сварочных работ обусловлена эксплуатационными характеристиками алюминия , ведь в сплаве дюралюминия, количество алюминия составляет 93,5%. Также в состав сплава входит медь – 4,5%, магний – 1,5%, марганец – 0,5%.

Такой сплав достаточно часто применяется в промышленности, в связи с этим сварщикам постоянно приходится работать с таким составом. Сварка дюрали должна производиться человеком с опытом, поскольку технология непростая и в процессе сваривания приходится сталкиваться с рядом нюансов. Поэтому новичку навряд ли удастся самостоятельно сварить дюраль.

Обратите внимание! Дюралюминий – весит немного, при этом является очень прочным и надежным сплавом.

Свойства и свариваемость дюралюминия

Как и при сварке алюминия, данный металл не всегда хорошо соединяется, что обусловлено его свойствами. Предел текучести этого металла составляет около 250 МПа. Плотность данного сплава составляет значение в пределах 2,5-2,8 тонн/ метр кубический. Плавится он при той же температуре, что и алюминий, поэтому, во время сварки возникает проблема с быстрым расплавлением электродов, повышением текучести и прочими вещами. В отличие от своего основного металл, дюралюминий не такой мягкий и гибкий. При этом если его подвергнуть отжигу при температуре в 500 градусов Цельсия, то он приобретает такие же свойства, как и обыкновенный алюминий. Чтоб сделать его более жестким и твердым, то следует поддать его металлургическому старению. Грамотная термообработка упрочняет металл, так что эти свойства можно увеличить и при помощи закалки.

Сварка дюралюминия полуавтоматом

Сварка дюралюминия осложняется тем фактором, что без использования специальных средств результат может оказаться крайне низкого качества. Если не придерживаться технологии, то возникает большая вероятность появления трещин, а также сложностей в формировании нового шва. Металл быстро растекается, так как его вязкость в расплавленном состоянии оказывается очень низкой. Дюралюминий обладает высокой статической прочностью, которая достигает до 500 МПа при температуре до 170 градусов. Металл обладает низкой коррозионной стойкостью, так что при сваривании нередко именно на шве проявляются первые следы поражения ржавчиной, так как температурное воздействие обеспечивает выгорание легирующих элементов и ухудшение сопротивлению коррозии. Это также заметно и при сварке нержавейки. Сварка дюралюминия должна происходить согласно ГОСТ 14806-80.

Сварка дюралюминия в домашних условиях непростой и трудоемкий процесс. Только при достаточных навыках возможно получить оптимальный и надежный результат. Для домашней сварки следует использовать специальные электроды именно для сварки дюрали. Чаще всего такие компоненты продаются в узкоспециальных магазинах.

Для сварки дюрали в домашних условиях необходимо использовать специальное устройство, которое повысит частоту переменного тока. В бытовой сети этот показатель существенно ниже необходимого.

Удобным вариантом для сварки является ацетилен-кислородная горелка, так как температура плавления алюминия ниже, чем температура пламени. Однако это отражается на качестве шва — при окислении алюминия кислородом может возникнуть пленка окисла, температура плавления которой значительно выше. Поэтому для сварки алюминия чаще всего используется аргон.

Более удачным вариантом является водородно-кислородная горелка. Такие аппараты имеют название плазменных. В таком случае шов получается более прочным и менее подверженным деформации и коррозии.

Сварка дюралюминия в домашних условиях является не самым надежным вариантом даже при наличии специальных знаний и оборудования. При необходимости качественных швов лучше обратиться к специалистам.

Что нужно для сварки алюминия

Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.

При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.

Достоинства и недостатки

У горячего метода обработки дюралюминия есть ряд преимуществ:

  1. Из нескольких горячих способов всегда можно выбрать приемлемый для конкретных условий.
  2. Для сварки дюралюминия не требуется высокой квалификации. Достаточно навыков работы со сварочным аппаратом.
  3. Большой выбор расходных материалов, используют плавящиеся электроды, проволоку нескольких марок.
  4. Подготовительный этап не трудоемкий. Не нужно дополнительно обрабатывать образовавшийся шов.
  5. Себестоимость сварных работ ниже других способов монтажа дюралюминия.
  6. Для работы подходят бытовые аппараты, работающие от стандартной сети.

Недостатки горячего метода соединения дюралюминия:

  1. При температурном воздействии прочностные характеристики дюралюминия снижаются, это связано с химической активностью алюминия, он легко окисляется.
  2. Обязательность использования флюса.
  3. При скоростной электросварке сложно контролировать качество шва.
  4. При выборе электродов бывают проблемы, по внешнему виду сложно определить марку дюралюминия.
  5. Обмазка не защищает ванну расплава.
  6. Для выполнения прочных соединений приходится использовать аргоновую сварку.

Способы сварки алюминия

Существует много способов сварки алюминиевых сплавов, где используются различные виды аппаратов и сварочных материалов. Основных же три:

  1. При помощи вольфрамового электрода с инертными газами.
  2. При помощи полуавтоматов в среде инертных газов.
  3. С помощью плавящихся электродов без газов.

Последний вариант можно назвать, как технология сварки алюминия без аргона.

Внимание! В процессе сварки алюминия или его сплавов важно разрушить оксидный слой, который расположен на поверхности металла. Поэтому в данном процессе используют или переменный, или постоянный ток обратной полярности.

Как правильно варить алюминий

Все начинается с подготовки деталей, а точнее, соединяемых кромок. Основная цель – очистить их от загрязнений. Поэтому кромки алюминиевых заготовок сначала очищаются химическими составами, после высыхания производится обезжиривание, для этого можно использовать любой растворитель: ацетон, уайт-спирит, авиационный бензин и прочие жидкости.

Если планируется сваривать толстые алюминиевые заготовки (больше 4 мм), то их кромки необходимо разделать. Вариантов разделки несколько, к примеру, создания конусных кромок. И последняя операция в процессе подготовки – это очищение кромок от оксидной пленки. Для этого можно использовать напильник или крупнозернистую наждачную бумагу. Как видите, подготовка алюминия к сварке – процесс совсем простой.

Технология сварки алюминия штучными покрытыми электродами

Сварка алюминия электродом (покрытым) имеет свой код обозначения по режиму сварки – MMA. Ее используют для соединения металлов толщиною не менее 4 мм, и когда производится сборка неответственных конструкций. Данная технология является низкокачественной, потому что в процессе сварки алюминия и его сплавов внутри шва остаются поры, что снижает его прочность. Во время самого процесса происходит разбрызгивание металла, плохо отделяются шарики застывшего шлака, которые увеличивают коррозию.

Особенности сварки алюминия покрытыми электродами:

  • Варить можно только постоянным током с обратной полярностью.
  • Сила тока рассчитывается из соотношения: на 1 мм толщины заготовок используется ток силой 25-30 ампер.
  • Для образования качественного шва необходимо кромки двух свариваемых деталей нагревать до 300С, если толщина заготовок имеет среднюю величину. И до 400С при толстых заготовках.
  • Подогрев и медленное остывание – обязательное правило, которое необходимо соблюдать, чтобы получить шов высокого качества.
  • Сварку алюминия нужно выполнять непрерывно в плане использования одного электрода. Все дело в том, что при обрыве электрической дуги на ванне и на электроде образуется шлаковая пленка, которая перекрывает прохождение электрического тока, то есть, это препятствие повторному розжигу дуги.
  • После окончания процесса шов нужно очистить от шлака, который станет причиной образования зон коррозии.
  • Чистить можно горячей водой с последующей обработкой металлической щеткой.
Читайте также  Лестница на мансарду

Как сварить алюминий вольфрамовыми электродами в инертном газе

Это самый распространенный вариант, и его используют тогда, когда к прочности алюминиевых конструкций предъявляется жесткое требование. Для этого используется присадочная проволока диаметром 1,6-4 мм и сам вольфрамовый электрод диаметром 1,6-5 мм. А также защитный газ: аргон или гелий.

Электропитание сварочного процесса производится от источника переменного тока. Все параметры технологической операции зависят именно от выбранного оборудования. То есть, сначала определяются режимы сварки, после чего подбираются диаметры электрода и проволоки, скорость подачи аргона, сила тока и так далее.

Есть и свои особенности сварки алюминия по этой технологии:

  • Длина дуги не должна быть больше 2,5 мм.
  • Угол между плоскостью сварки и вольфрамовым электродом должна быть в пределах 80°.
  • Между проволокой и электродом угол должен быть прямым.
  • Сначала по шву движется присадочная проволока, а вслед за ней горелка с электродом.
  • Никаких поперечных движений, только продольные, что обеспечит ровность сварного шва.
  • Проволока подается в зону сварки возвратно-поступательными движениями. Это позволит равномерно заполнить ванну.
  • Алюминиевые заготовки нужно обязательно укладывать поверх листа железа, который в этом случае будет отводить тепло от зоны сварки.
  • Аргоновый газовый поток начинает подаваться до начала сварочного процесса за 4-5 секунд, а при окончании сварки выключается после через 6-7 секунд.

Как варить алюминий полуавтоматами

Это идеальный вариант, где используется аппарат для сварки алюминия. Он импульсного действия. То есть, в зону сварки подается импульс высокого напряжения, который быстро разбивает оксидный слой. После чего напряжение падает до базового уровня. Но на сегодняшний день эти аппараты очень дороги. Поэтому сварщики стали приспосабливать под данную технологию полуавтоматы, в которых даже отсутствует режим сваривания алюминия и его сплавов.

По сути, технология сварки алюминия точно такая же, как и стали. Только вместо стальной проволоки используется алюминиевая. Есть и другие особенности.

  • Алюминиевая проволока плавится в несколько раз быстрее стальной, поэтому необходимо увеличить скорость ее подачи в зону сваривания.
  • При нагревании алюминиевая проволока расширяется больше, чем стальная, поэтому рекомендуется приобретать специальный наконечник, обозначаемый буквами «Al».
  • Так как алюминиевая проволока мягче стальной, то в процессе подачи ее в зону сваривания могут образовываться петли и скрутки, поэтому рекомендуется использовать для ее подачи механизм с четырьмя роликами.

Как варить алюминий инвертором без аргона. Соединение алюминиевых проводов

В быту используются изделия из алюминиевых сплавов, которые изредка нуждаются в ремонте.

Возможна ли сварка алюминия в домашних условиях инвертором? Да, с помощью специальных электродов домашние мастера сваривают треснувшие или новые изделия.

Как варить алюминий инвертором без аргона

Сначала приобретаются специальные электроды по алюминию для электродуговой сварки. В этой статье, вы можете познакомится с плавящимися стержнями для соединения алюминиевых сплавов.

Сварка алюминия инвертором выполняется на постоянном токе обратной полярности (+ на электрододержателе). Для ходового электрода диаметром 3,2 мм, сварочный ток на аппарате выставляется в 80-100 А.

При соединении алюминиевых сплавов держак с электродом ставится под прямым углом (90 градусов). Технология выполняется короткой дугой.

Учтите : электроды по алюминию сгорают быстрее обычных в 3 раза, поддерживайте правильную скорость.

Толстый металл более 5 мм нуждается в разделке кромок. V-образная фаска вырезается со скосом 45-60 градусов.

Перед сваркой, заготовки для просушки нагревают газовой горелкой до 150-200 градусов. А электроды прокалывают в печи согласно инструкции завода-производителя.

Без подогрева алюминиевых изделий и просушки плавящихся стержней, соединение не получится.

В процессе нагрева заготовки, вы увидите, как вода выступит на поверхности и испарится.

Далее, изделия устанавливаются с технологическим зазором между ними 1-2,5 мм в зависимости от толщины пластин.

Металлической нержавеющей щеткой удаляется оксидная пленка (абразивные инструменты не рекомендуется применять, частицы абразива создадут дефекты соединения).

После приготовлений, выполняется сварка алюминия инвертором. После каждого прохода, при толстом металле, молотком удаляется шлак. Сварка по шлаку не производится. Электроды для алюминиевых сплавов при продолжении процесса нуждаются в очистке кончика.

Видео:

Алюминиевые сплавы подразделяются на трудно и легко свариваемые. Таблица поможет определится с характеристиками свариваемости.

Сварочный инвертор для сварки алюминия

Инверторные сварочные аппараты для сварки алюминия приобретаются разных марок и модификаций. Мы рассмотрели применение электродуговых аппаратов. Ещё на практике используются полуавтоматы и приставки для соединения в среде защитных газов.

В этой статье рассказывается, как научиться сварке алюминия с помощью аргона.

Видео:

Соединение проводов сваркой

Как происходит сварка алюминиевых проводов инвертором? Суть технологии простая:

  • снять с проводов изоляцию;
  • сделать скрутку;
  • подрезать скрутку (провода на одном уровне, длина более 30 мм);
  • нанести флюс для удаления оксидной пленки.

Для соединения приобретают графитовые или угольные электроды и флюс. Флюс — белый порошок, разводится водой до сметанного состояния и наносится на скрутки кистью или погружением. Флюс убирает оксидную пленку и предотвращает прилипание угольного электрода.

Соединение выполняется без дуги, простым подносом электрода к скрутке на 1-2 секунды. На инверторном аппарате силу тока выставляют 20 А.

Кончик электрода нужно иногда очищать от шлаков и окалины. Перед ответственными работами лучше потренироваться на заготовках.

После работы, алюминиевые соединения протереть растворителем, нанести лак и заизолировать.

Видео:

Второй шаг

На данном этапе наносят флюс. Важно, чтобы он участок сваривания покрывал равномерно. Чтобы предотвратить деформирование металла, его вначале подвергают медленному и постепенному подогреву. В конце процедуры подогревают сам шов. Соединение, которое у вас образуется, будет покрыто шлаком. Его нужно аккуратно сбить. Данной рекомендацией не стоит пренебрегать, поскольку под шлаком очень часто трещины. В итоге соединение будет иметь очень низкую стойкость к нагрузкам.

Особенности сварки алюминиевых сплавов

Силумин содержит в своем составе до 22% кремния, он намного прочнее алюминия, обладает повышенной износоустойчивостью, но уступает по крепости дюрали — сплаву алюминия с медью, марганцем и магнием. Однако силумин устойчивее к коррозии, поэтому широко применяется в кораблестроении.

Алюминий имеет высокую теплопроводность, поэтому сваривать его обычными электродами для черных металлов затруднительно. Шлак не успевает удаляться из раскаленного металла и шов получается некачественным.

Трудности сварки алюминия:

  • перед сваркой детали из алюминиевого сплава прогревают до 300-400°C;
  • электроды перед сваркой прокаливаются при температуре 100-200°C;
  • тугоплавкий оксид с температурой плавления 2050°С, образовывающийся на поверхностях, затрудняет работу;
  • высокая рабочая температура снижает прочность соединения;
  • высокий коэффициент линейного расширения приводит к деформациям.

Применение различных технологий, дополнительных химических средств, инертных газов позволяет практически полностью избавиться от перечисленных недостатков и получать качественные соединения.

Подготовка к сварке

Перед проведением сварочных работ нам необходимо выставить параметры сварочного аппарата, а также подготовить материал и сварочные компоненты к сварке. В первую очередь необходимо очистить поверхность свариваемых деталей загрязнений, жира, оксидной пленки и т.д.

Для этого применяются методы физической и химической очистки. В первом случае используется металлическая щетка, наждачная бумага, шлифовальная машина. Для закрепления эффекта затем можно применить химический метод—продолжить очистку при помощи ацетона или растворителя.

Читайте также  Как повесить карнизы

Следующий шаг – подготовка свариваемых кромок. Если их толщина превышает 4 мм, необходимо сточить края под углом в 35о. Затем на место будущего шва надо равномерно нанести флюс, это поможет повысить качество шва. Свариваемые детали перед началом сварки рекомендуется прогреть.

Делать это необходимо равномерно и не спеша, чтобы избежать деформирования металла. Также рекомендуется прогреть в муфельной печи электроды для сварки. Сварку необходимо проводить быстро, так как дюралюминий плавится очень быстро.

При окончании процесса сварки необходимо избегать резкого остывания деталей, постепенно подогревая шов. В конце мы должны зачистить полученное соединение и проверить шов на наличие трещин.

Важное значения, как и при любых других видах сварочных работ, имеет строгое соблюдение техники безопасности. Сварку необходимо производить в защитном костюме, перчатках, сварочной маске. Все оборудование для сварки должно быть перед началом процесса проверено, особое внимание необходимо обратить на контакты и соединения, в основном именно они являются источником неисправностей.