Полярность при сварке алюминия полуавтоматом

Сварка алюминия

Полярность при сварке алюминия полуавтоматом

Сварка алюминия затруднена образованием тугоплавкой, довольно прочной пленки с окислом Al2O3. Эта оболочка, расплавляемая только в температуре 2050 ºС, мешает соединению материалов друг с другом и основным металлом. Растворять окислы, покрывающие капли расплавленного металла, позволяет использование активных флюсов. Только они способны обеспечивать необходимые для нормального формирования швов условия. В составе флюсов и специальных обмазок для сварки алюминия полуавтоматом присутствуют смеси хлор- и фторсодержащих соединений щелочноземельных металлов.

Наибольшая сложность состоит в предупреждении порообразования из-за взаимодействия с водородом. Помимо этого, нагреваясь, алюминий не изменяет своего цвета, что затрудняет определение момента, когда он начинает плавиться. Для этого сварщику необходим определенный опыт и навыки работы в сварке алюминия инвертором. Еще стоит учесть, что при нагревании алюминия до 500 ºС его прочность резко ухудшается. От этого алюминиевое изделие может разрушаться даже под действием своего веса.

Удаление пленок из окислов технологией сварки алюминия предусматривается одним из трех способов: химическим, механическим, электрическим. Первый предполагает травление металла или использование в сварке содержащих соли фтора и хлора флюсов. Механический способ заключается в удалении пленок шабрением, применением наждачных инструментов со щетками из металла. А электрический – в катодном распылении при сварке алюминия постоянными токами.

Дуговая сварка алюминия

Лучшим видом соединения деталей из тонких листов является ручная дуговая сварка алюминия с неплавящимися электродами. Этот вид сварки способен обеспечить минимум деформаций в конструкциях при соблюдении высокого качества швов. Процесс ведется на переменном токе при помощи осцилляторов для сварки алюминия. Именно переменный ток лучше всего способен разрушать пленки из окислов методом катодного распыления, если катодом служит сама деталь. Ручная сварка может выполняться в любом пространственном положении, причем не только с присадочным прутком, но и без его использования.

Дугу, зажигаемую на дополнительной пластинке из графита, переносят на заготовку. Аргонную сварку алюминия производят без поперечных колебаний. Своими химическими составами основной металл с присадочной проволокой должны быть близки друг к другу. Пуск аргона начинают за несколько секунд перед возбуждением дуги с остановкой его подачи после обрывания дуги. Рабочее давление газа не должно быть выше 0,05 МПа. При ручной сварке выбирают вольфрамовые электроды.

Для толщин свариваемых кромок в пределах 6 мм используют электроды для сварки алюминия с диаметром до 4 мм. Для кромок больших толщин требуется увеличение диаметра электрода до 6 мм. Исходя из расчета 30-45 А на каждый миллиметр электродного диаметра, определяют необходимый сварочный ток. Для обеспечения энергичного разрушения пленок из окислов при катодном распылении варят алюминий на минимальной длине дуги, что также улучшает защиту сварки. Процесс механизированной сварки осуществляют при помощи специализированного аппарата для сварки алюминия.

Автоматического и полуавтоматического вида сварка этого металла в аргоновой среде при помощи плавящихся электродов выполняется автоматами и шланговыми полуавтоматами. Процесс ведется на постоянном токе с обратной полярностью. Для него применяют проволоку для сварки алюминия того же или похожего состава по отношению к свариваемому металлу. Алюминий толщиной в пределах сантиметра варят без разделывания кромок, для больших толщин кромок используют их разделку в Х- и V-форме.

Аргоновая, плазменная и газовая сварка

Аргоновую сварку алюминия автоматами и полуавтоматами по флюсу используют для деталей или листов, имеющих толщину кромок свыше 8 мм. Причем дуга должна гореть не в самом слое флюса, а над ним. Небольшого слоя флюса обычно бывает достаточно и для защиты сварочной ванны, и для удаления пленок из оксидов. Если слой флюса довольно большой, то дуга будет шунтироваться через шлак, который, обладая хорошей электропроводностью, горит под слоем флюса. Оптимально нанесение на свариваемый шов флюса, состоящего из хлористых натрия и калия с криолитом, слоем не больше 35 мм. Процесс ведется на постоянных токах при обратной полярности.

Читайте также  Какой из признаков не является свойством алюминия?

Плазменную сварку алюминия и его сплавов считают одним из самых перспективных способов обработки этого металла благодаря стабильности с высокой скоростью процесса, возможности уменьшения зоны тепловой обработки. Но следует учесть, что для плазменной сварки необходима точная сборка конструкции и движение горелкой строго вдоль свариваемого стыка.

Как правило, этот процесс ведется переменным током. А использование постоянных токов обратной полярности требует специального оборудования для сварки алюминия – горелок с усилением охлаждения для электродов из вольфрама в принудительном режиме.

Микроплазменная сварка применима в соединении нетолстых алюминиевых сплавов с помощью лантанированных электродов.

Газовая сварка алюминия ведется обычным пламенем. При этом недопустим переизбыток горючих газов с кислородом. Это связано со способностью последнего окислять алюминий, при этом излишки горючих газов придают заметную пористость шву. Мощность для пламени в горелке выбирают, исходя из ацетиленового расхода 75 дм3 в час на каждый миллиметр толщины детали.

Соблюдая промежуток в несколько миллиметров от ядра пламени до рабочей поверхности, сварку осуществляют восстановительной его частью. Чаще всего соединяемые конструкции бывают стыковыми с зазорами в пределах 3 мм для соответствующей толщины детали до 5 мм.

Для толщин около 5 мм не делается скосов кромок, если они достигает 12 мм, прибегают к их разделке в V-форме, а для толщин, превышающих 12 мм, – в Х-форме.

Особенности сварочного процесса

Перед началом сварки алюминия аргоном соединяемые кромки вместе с присадочной проволокой зачищают и тщательно отмывают поочередно в теплой и в холодной воде, после чего вытирают ветошью. Для облегчения разрушения оксидной пленки с удалением окислов сварочной зоны, используют флюсы с щелочными либо щелочноземельными металлами, а также тугоплавкими соединениями с хлором в смеси в небольшим содержанием фтора. Они наносятся пастой или порошком на разогретую электродную проволоку либо прямо на кромки, подлежащие свариванию. Если выполняются прихватки, то флюсы наносятся только лишь на присадочные прутки.

Если толщина заготовки не более 5 мм, холодную сварку для алюминия производят левым способом, а если больше – используют правый способ. Начиная сварочный процесс, горелку направляют мундштуком к поверхности сварки под прямым углом. По мере нагревания изделия этот угол меняется, исходя из выбранного режима сварки алюминия с толщиной заготовок. Причем угол положения для присадочной проволоки остается неизменным на протяжении всего времени проведения процесса.

Сварку листов из тонкого алюминия необходимо проводить, избегая поперечных движений горелкой. Но для большей толщины изделий эти колебания необходимы. Для заготовок толще 10 мм технологией аргонодуговой сварки алюминия предусмотрено предварительное нагревание. При этом сварку необходимо производить беспрерывно, удаление пламени из сварочной ванны не допускается. К сварке металлических листов следует приступать, пропустив немного места от края с последующей заваркой в обратном порядке оставленного участка.

Использование для сварки алюминия сварочных аппаратов дает возможность применения на постоянных токах с обратной полярностью не только одиночных, но и сдвоенных электродов. С целью предупреждения вытекания расплавляемого алюминия с оборотной стороны швов используют специальную формирующую подкладку из стали.

Благодаря увеличению размеров сварочной ванны со временем нахождения алюминия в расплавленном состоянии сварка сдвоенными электродами дает хороший результат. При этом улучшается процесс дегазации, а значит, уменьшается пористость в шве получаемого соединения.

Автоматы, оснащенные дозаторами флюсов, водным охлаждением мундштука, идеально приспособлены для сварки алюминия.

Читайте также  Факторы размещения алюминиевой промышленности в России

Прочность сварным конструкциям из алюминия с сохранением характеристик пластичности способно обеспечить утолщение кромок на свариваемом участке при соединении термически обработанных заготовок. Еще одним способом улучшения механических свойств соединений служит проковка – прокатывание швов в теплом или холодной состоянии с помощью роликов.

Источник: https://promplace.ru/svarka-metallov-staty/svarka-aluminiya-1502.htm

Сварка алюминия — особенности и технологиии полуавтоматической MIG и аронодуговой TIG сварки

Полярность при сварке алюминия полуавтоматом

Сегодня существует множество сварочных процессов для сварки различных металлов. Эти процессы всё время дорабатываются, появляются всё новые и новые. Чтобы быть в курсе применяемых процессов и их особенностей, предлагаю Вам прочитать эту статью, в ней мы расскажем о сварке алюминия.

Каждая отрасль промышленности использует различные типы металлов в зависимости от характера их работы. Первое, что приходит в голову о применении сварки алюминия, будет сварка алюминиевых судов. От небольших лодок и катеров до корпусов огромных судов и военных кораблей.

Почему же именно алюминий используется для их изготовления? Ответ прост и заключается в том, что алюминий легче, чем сталь, и поэтому уменьшается вес корабля, экономится топливо и увеличивается его скорость.

Легкость алюминия совместно с относительно высокой прочностью делает его применимым во многих других отраслях промышленности. Таких как автомобилестроение, пищевое оборудование, изготовление алюминиевых лестниц и многих других.

В чем же заключается сложность сварки алюминия?

Многие профессиональные сварщики говорят, что алюминий является самым сложным металлом для сварки. Он обладает физическими и химическими свойствами, которые необходимо знать, чтобы сварочные работы были наиболее эффективными.

Некоторые из свойств, которые делают алюминий сложным для сварки, необходимо принять как факт. Алюминий не меняет цвета, когда он нагревается и имеет более широкий диапазон температур плавления, чем у других металлов. Так же он является немагнитным.

Это означает, что человек, работающий с алюминием должен знать, что ожидать от этого металла.

Некоторые из вещей, которые должен знать сварщик:

  • Расплавление окисной пленки алюминия

    Образующаяся на поверхности алюминия оксидная пленка имеет более высокую температуру плавления, чем основной сплав. Она не плавится, пока не достигнет 2050 градусов по Цельсию. Это усложняет процесс сварки алюминия и требует применения специального сварочного оборудования и предварительной очистки металла (травления).

  • Необходимость большого количества энергии

    Алюминий имеет теплопроводность намного больше, чем другие металлы (в 5-6 раз больше чем у обычной стали).

    Поэтому при дуговой сварке алюминия должно быть большое внесение тепла за счет мощности дуги. При сварке массивных изделий рекомендуется использовать предварительный подогрев.

  • Низкая температура плавления алюминия

    Из за высокой теплопроводности и низкой температуры плавления существует высокая вероятность прожога алюминия

  • Заварка кратера в конце сварочного шва

    Почти всегда при сварке алюминия при окончании сварочного шва появляется кратер, так как алюминий быстро затвердевает. Заварка кратера требует специальной техники.

    На многих сварочных аппаратах существует специальная программа для сварки алюминия. Она представляет собой увеличенный стартовый ток в начале сварки (для пробивки оксидной пленки) и уменьшенный ток в конце сварки (для заварки кратера).

  • Зачистка поверхности алюминия перед сваркой

    Подготовка металла является ключевым моментом в сварке алюминия. Средства для травления поверхности должны быть использованы по мере возможности. Кроме того, рекомендуется зачищать поверхность перед сваркой металлической щеткой.

    Использование щетки помогает разбить слой оксидную пленки, уменьшая потребность в раскислении и увеличивая проплавление. Зачистка также помогает увеличить скорость сварки, снижая коробление.

Процессы сварки алюминия

Есть несколько процессов, которые используются для сварки алюминия. Наиболее популярны такие процессы, как аргонодуговая TIG сварка и импульсная полуавтоматическая MIG сварка.

Аргонодуговая TIG сварка алюминия

Аргонодуговую TIG сварку многие сварщики называют по-разному — аргонной, аргоновой или сваркой аргоном. Во всех случаях имеется в виду один процесс – сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона.

Важной частью сварки алюминия является понимание того, что она требует наличия в аппарате для аргонной TIG сварки — переменного тока и высокочастотного HF зажигания дуги.

Пара полезных функций, которые предлагаются во многих аргонодуговых аппаратах для сварки алюминия, является возможность регулировать частоту переменного тока и баланс.

  • Частота переменного тока может быть увеличена или уменьшена в допустимых пределах. Эта настройка позволяет сварщику обеспечивать больший контроль над дугой, путем фокусирования дуги по ширине так, чтобы иметь возможность сварки в труднодоступных углах. А также для сварки тонких материалов.
  • — Другая особенность, баланс переменного тока, на самом деле управляет процессом раскисления алюминия, также называемый «чисткой». При изменении переменного тока в положительную полярность, оксид алюминия на поверхности металла расплавляется, и металл подвергается сварке. Количество необходимой «чистки» может варьироваться в зависимости от чистоты металла, и от скорости сварки. Настройка слишком высокого баланса уменьшает стабильность дуги. Слишком низкий процент не разобьет достаточно оксидную пленку.

MIG сварка алюминия полуавтоматом

Полуавтоматическая MIG сварка алюминия аналогична MIG сварке стали, так как при ней также используется подача сварочной проволоки и защитного газа через сварочную горелку. Однако сварка алюминия полуавтоматом требует некоторых изменений для сварщиков, которые привыкли к сварке стали.

Из-за большей теплопроводности алюминия, его сварка требует большего контроля над мощностью дуги и скоростью подачи проволоки. Так как алюминий очень мягкий металл, подача проволоки при сварке должна быть больше.

https://www.youtube.com/watch?v=uNXJqHWAa6k

Ранее считалось, что качественно сварить алюминий можно только при помощи аргонодуговой сварки. Однако при использовании правильного оборудования и соответствующих технологий полуавтоматической MIG сварки можно добиться качественного шва при значительном увеличении производительности.

Несколько правил при MIG сварке алюминия

  • Выбор оборудования

    Оптимальный сварочный полуавтомат для MIG сварки алюминия должен иметь режим импульсной сварки. Благодаря импульсам происходит пробивка окисной пленки, а также уменьшение перегрева алюминия при сварке и вероятность прожога. Режим двойного импульса Duo Pulse обеспечивает равномерную чешуйчатость и отличные визуальные характеристики сварочного шва.

  • Выбор сварочного газа
    При сварке алюминия в качестве защитного газа необходим чистый аргон. В отличие от сварки стали, при которой обычно используется смесь аргона и углекислого газа (CO2).
  • Выбор сварочной проволоки
    Очень важен выбор правильного диаметра сварочной проволоки. Из-за того, что алюминий металл мягкий, то применение проволоки с малым диаметром (0,8 мм) затруднено сложностью её протяжки и подачи через сварочную горелку.

    Поэтому лучше использовать сварочные горелки небольшой длины, либо горелки с дополнительным механизмом подачи в корпусе горелки — сварочные горелки Push Pull (пуш пул). Для расплавления сварочной проволоки большего диаметра (1,2-1,6 мм) требуется больший сварочный ток.

  • Набор расходных частей для сварочной горелки
    1.

    Специальные контактные наконечники — так как алюминий во время нагрева расширяется значительно больше, чем сталь, то существуют отличия в сварочных контактных наконечниках, используемых в полуавтоматических горелках для сварки алюминия. Отверстие в наконечниках для алюминия должно быть больше, чем в обычных наконечниках для стали, но не настолько большим, чтобы был хороший электрический контакт.2. U-образные ролики подающего механизма.

    Ролики в подающем механизме должны быть U-образной формы, для того, чтобы алюминиевая проволока в них не заминалась.

    3. Тефлоновый канал. Для уменьшения трения проволоки в горелке, необходимо использовать неметаллический кабель канал для алюминиевой проволоки. Обычно он исполнен из тефлона или графита.

Соблюдение указанных в этой статье правил, технологий подготовки и техники сделает ваш процесс сварки алюминия намного проще и позволит добиться превосходных результатов

© Смарт Техникс

Данная статья является авторским продуктом, любое её использование и копирование в Интернете разрешена с обязательным указанием гиперссылки на сайт www.smart2tech.ru

по сварке алюминия:

Время сварки@1 — TIG cварка литой детали из алюминия

Время сварки@2 — Импульсная TIG сварка

Время сварки@3 — Сварка алюминия для начинающих

Источник: http://www.smart2tech.ru/svarka-alyuminiya