Зварювання алюмінію в домашніх умовах - технологія і можливі складнощі
Багатьом домашнім умільцям, хто має зварювальну техніку і працює на ній, рано чи пізно доводиться зіткнутися з необхідністю зварювання деталей з алюмінію і його сплавів. Алюміній легкий і м'який метал, сріблясто-білого кольору, на повітрі дуже швидко покривається тонкою і міцною плівкою.
Температура плавлення алюмінію всього 660 ° C, що майже в три рази менше температури плавлення сталі, але окис алюмінію плавиться при температурі понад 2000 ° C, тому зварювання алюмінію в домашніх умовах пов'язана з деякими складнощами. Перед тим як приступити до зварювання алюмінію рекомендується ознайомитися з теоретичним матеріалом.
Чим і як зварюють алюміній Для зварювання алюмінію застосовують різні технології, основне завдання яких виключити контакт очищеної алюмінієвої поверхні з киснем повітря, щоб не допустити утворення окисної плівки.
При першому способі використовується молібденовий (TIG) або вольфрамовий (WIG) не плавиться, і присадний матеріал. Зазвичай він виготовляється з алюмінію високого ступеня чистоти. Зварювальні роботи проводяться в середовищі будь-якого газу, який подається в зону зварювання з балона. Для цього зварювання використовується спеціальна пальник. MIG / MAG це позначення промислової зварювання із застосуванням зварювальних напівавтоматів, де присадний дріт безперервно подається в зону зварювання спеціальним пристроєм. Від контакту з повітрям точку дотику електрода і зварюваних деталей оберігає потік газу під тиском. Технологія MIG має на увазі застосування нейтральної газового середовища, а при зварюванні MAG застосовуються активні гази, такі як азот або вуглекислий газ. Конструкція зварювальних пристроїв, при цьому, залишається однаковою.
У побутових умовах найбільшого поширення набула ручне зварювання (MMA) із застосуванням електродів зі спеціальним покриттям. Оскільки при таких роботах газ не використовується, перед зварюванням здійснюється розчинення окисної плівки спеціальними рідинами, які видаляють плівку і перешкоджають її утворення. Зварювання алюмінію електродом в домашніх умовах, найчастіше проводиться з використанням апарату інверторного типу.
Що потрібно для зварювання алюмінію і сплавів Залежно від виду зварювання, в цьому процесі використовуються додаткові приналежності: • Особливі електроди; • Ємності з газом; • Осцилятори.
Для зварювальних робіт по алюмінію і його сплавів застосовуються електроди, марка яких залежить від виду зварювання. Для аргонно-дугового зварювання застосовується газ в балонах під певним тиском і спеціальна пальник. Найчастіше застосовуються пальники РДА-150 на струм до 150 ампер і електроди з діаметром до 3,0 мм і РГА-400, яка розрахована на струм до 400 ампер. У цій пальнику можна використовувати електроди діаметром 4,0-6,0 мм. Сопло пальника виконано з жароміцної кераміки, в центрі якого розташовується не плавиться. Часто при зварюванні кольорових металів і, зокрема, алюмінію, застосовується осцилятор. Це пристрій дозволяє полегшити підпал зварювальної дуги. Осцилятори перетворює струм низької напруги промислової частоти в високовольтні імпульси з частотою 200-500 кГц.
Електроди для зварювання алюмінію При зварці із застосуванням нейтрального захисного газу, використовуються вольфрамові електроди. Завдяки високій температурі плавлення, вони практично не руйнуються в процесі роботи. Вольфрамові стрижні мають колірну мітку і різні характеристики: • WP (зелена мітка), виготовлені з чистого вольфраму. Використовуються для зварювання алюмінію і його сплавів на змінному струмі. При роботі з осциллятором дають стійку дугу. Теплове навантаження обмежена; • WZ-8 (біла мітка), являють собою композитні електроди з оксидом цирконію. Вони відрізняються високою стабільністю дуги і застосовуються для зварювання алюмінію, магнію і легких сплавів на змінному струмі; • WL-20 (синя мітка) і WL-15 (золотиста мітка) можуть працювати на постійному і змінному струмі. Додавання 2% оксиду лантану дозволяє збільшити зварювальний струм.
У побутових умовах для зварювання алюмінію без газового середовища, найчастіше застосовуються зварювальні інвертори і спеціальні електроди: • ОЗАНА-1,2; • ОЗА-1,2; • ESAB 96.10, ESAB 96.50; • Capilla ALU 60/12 Si; • Aluminil Si 12; • EAL 4047; • ZELLER 480.
1. ESAB 96.10, ОЗАНА-1 і ОЗА-1, застосовуються для з'єднання деталей з чистого алюмінію і деяких сплавів. Варити слід на постійному струмі, який подається в зворотній полярності, тобто «+» інвертора подається на електрод, а «-» на деталі, що зварюються, які в процесі роботи, при необхідності, можна підігріти.
2. Електроди ОЗАНА-2, ОЗА-2 і ESAB 96.50 застосовуються для сплавів алюмінію з кремнієм. Найпоширенішим таким сплавом є силумін. 3. Електроди Capilla ALU 60/12 Si і Aluminil Si12 мають спеціальне покриття. Їх можна використовувати для зварювання виробів з більшості сплавів. Це з'єднання з кремнієм, магнієм і міддю. Якщо зварюваний метал має товщину більше 15 мм, його необхідно підігріти до 150-2500 С.
4. Електроди EAL 4047 зазвичай застосовуються для зварювання деталей з сплавів і практично не використовуються для чистого алюмінію. 5. Електроди ZELLER 480 знаходять широке застосування в підприємствах автосервісу. З їх допомогою виконується не тільки зварювання, а й наплавлення алюмінію і будь-яких його сплавів. Електроди цієї марки застосовуються для ремонту блоків двигунів внутрішнього згоряння.
Технологія зварювання алюмінію і його сплавів Зварювання алюмінію в домашніх умовах найчастіше виконується зварювальним інвертором із застосуванням особливих електродів. Для невеликої приватної майстерні можна придбати обладнання для TIG зварювання. Для цього буде потрібно апарат укомплектований пальником і балон з газом, який купується окремо.
Алюміній і його сплави мають деякими особливостями, що утрудняють процес зварювання: • Плівка окису; • Висока теплопровідність; • Плинність; • Нерівномірне кристалізація.
Покриває алюміній оксидная плівка має велику температуру плавлення і перешкоджає процесу з'єднання деталей. Теплопровідність алюмінієвих виробів вимагає збільшення зварювального струму. Алюміній в розплавленому вигляді активно розтікається, тому під час зварювальних робіт доводиться застосовувати тепловідвід. При з'єднанні алюмінієвих сплавів, особливо з вмістом кремнію, часто утворюються пори і тріщини, які порушують міцність зварного шва. Відмінною особливістю алюмінію є те, що він не змінює колір при впливі температури, тому іноді складно визначити початкову точку його плавлення.
TIG зварювання Для зварювання алюмінію в домашніх умовах з використанням аргону можна скористатися зварювальними апаратами КЕДР ТИГ 200Р або СВАРОГ PRO TIG 200 P DSP AC / DC. Апарати комплектуються пальниками з вольфрамовим електродом. Підготовка до зварювання включає в себе ретельне очищення зварюється за допомогою металевої щітки. Абразивні матеріали застосовувати не рекомендується, так як вони можуть забруднити місце майбутнього шва. Тугоплавкий електрод слід заточити, щоб його кінець був гострим. Це полегшує запалювання дуги.
Зварювання алюмінію і деталей виконується в газовій зоні за допомогою присадочного металу. При запаленні дуги потрібно стежити, щоб електрод не торкнулася деталей, що зварюються і присадочного матеріалу, тому корисно використовувати осцилятор. Присадка рухається перед пальником строго по лінії шва, перпендикулярні руху пальником по шву не допускаються. У процесі зварювання гострий кінець електрода повинен заплави в кульку. Якщо цього не відбувається, слід збільшити зварювальний струм. При зварюванні в приміщенні витрата аргону повинен становити 6-8 літрів в хвилину.
Кут нахилу пальника до зварюваного металу повинен становити 70-80 °, а присадний пруток слід подавати так, щоб між ним і пальником був кут 90 °. Подача аргону повинна тривати не менше 15 секунд після завершення зварювання. Це сприяє гарній кристалізації металу і зменшує можливість виникнення раковин і тріщин. Дугове зварювання тугоплавким електродом з використанням захисного газу проводиться тільки на змінному струмі. Це зменшує розбризкування і підвищує якість шва.
Сварка покритим електродом Зварювання алюмінію в домашніх умовах інвертором передбачає використання електродів з покриттям. Ніякої газ при цьому не застосовується. Слід мати на увазі, що таким чином можна зварювати деталі, які в подальшому не будуть піддаватися великим механічно навантажень і деформацій. Зварювання алюмінію з використанням апарату інверторного типу здійснюється на постійному струмі при зворотній полярності, коли плюс подається на електрод.
Перед зварюванням металеві поверхні слід знежирити ацетоном, бензином або іншими реагентами. Для видалення плівки оксиду і підвищення якості шва можна обробити зварюються кромки в 30-40% розчині ортофосфорної кислоти. Зварювання алюмінію і сплавів проводиться на короткій дузі. Електрод слід тримати строго перпендикулярно зварюються поверхнях. Зварювати слід в один прохід, не допускаючи розриву дуги по лінії шва. Не допускаються переміщення електрода в поперечному напрямку. Після кожного проходу необхідно видаляти шлак.
Для отримання більш надійного шва, при товщині металу понад 4 мм його краю слід обробити. Для цього знімається фаска під кутом до 60 °. У готельних випадках потрібно прогрів зварюваних деталей до температури 200-400 ° С. Перед початком зварювальних робіт електроди з покриттям слід прожарити в печі для видалення вологи. У побутових умовах це можна зробити в звичайній духовці. Зварювання алюмінію в домашніх умовах не представляє великих складнощів, якщо дотримуватися всіх вимог до виробництва даних робіт. Початківцям потрібно попрактикуватися на алюмінієвих відходах, перш ніж приступати до справжньої роботи.
