Инструкция по сварке алюминия аргоном для начинающих

Инструкция по сварке алюминия аргоном для начинающих

Многолетняя практика убедительно доказывает, что [сварка алюминия аргоном] является наиболее эффективным способом создания неразъемного соединения двух или более элементов.

Для выполнения сварочных работ в среде любого инертного газа требуется специализированная оснастка, оборудование и подробная инструкция для начинающих.

Аппарат для соединения алюминиевых деталей, как правило, имеет сложную структуру.

Если варить алюминий полуавтоматом, то потребуется определенный тип сварочной проволоки и баллон с аргоном. Но есть способы, которые позволяют обходиться без газа.

Технология сварки алюминия требует от сварщика высокой квалификации и знаний основ металловедения.

Для сварки алюминия необходим источник (аппарат) выдающий переменный ток. На постоянном токе технология не получится.

На аппарате должны быть функции:

  • бесконтактного поджига;
  • заварки кратера;
  • регулировки баланса тока.

Этих настроек (рассмотрены ниже) хватит для проведения качественной аргоновой сварки алюминия.

Газ аргон должен быть чистым, приобретайте баллоны без атмосферного воздуха. Если редуктор на баллоне с аргоном стоит российского производства, то рекомендуется поставить расход 12-15 л/мин. А если чешской марки, то достаточно 8 литров.

Присадочный пруток . Материал бывает нескольких видов, широко востребованны два:

  1. для сварки чистого алюминия (№5356);
  2. прутки с кремнием для соединений с примесями (№4043).

Таблица с номерами прутков и их областей применения:

Вольфрамовые электроды можно применять — универсальные (AC/DC), окрас разный или только для сварки переменным током (AC), окрашены в зеленый цвет.

Минимальный диаметр электрода для аргонно дуговой сварки алюминия — 2,4 мм. Перед работой его затачивают, делая не острым, а с небольшим притуплением. Особо не старайтесь, во время сварки он примет свою правильную форму, похожую на капельку. Капелька должна быть размером по диаметру электрода, цвет блестящий с ровной сферой.

Если цвет матовый, значит поступает мало газа или он некачественный. Если электрод оплавляется, значит он неправильно выбран. Необходимо поставить электрод большего диаметра.

При сварке алюминия рекомендуется использовать газовую линзу (цангодержатель). Внутрь конструкции вставлена сеточка, проходя через которую газ создает лучшую защиту для вольфрамового электрода и сварочной ванны.

Под линзу есть специальные сопла с разным диаметром. Чем больше диаметр сопла, тем лучше защита.

Выступать электрод из сопла должен на 3-5 мм. При большем выстреле, вольфрам сильнее греется и быстрее разрушается.

Видео: про оборудование.

Как настроить аппарат

Рассмотрим инструкцию для начинающих по шагам на примере сварочного инвертора Ironman 200 AC/DC.

1) Крайняя слева функция — это настройка баланса переменного тока (CLEAN WD.), имеющая 2 полярности — минус и плюс.

В технологии нашего соединения используется полярность 50/50, от вида задач полярность изменяется. Например, при сварке чистого алюминия, баланс настраивается в отрицательном диапазоне. Так металл, ванна, электрод будут меньше греться, а швы получаться тонкими и красивыми. Ввиду малого нагрева электрода, его можно затачивать более остро.

Для грязного алюминия лучше устанавливать положительный диапазон, так нагрев металла будет сильнее, а зачистка ванны лучше.

Соблюдайте меру: положительная полуволна губительно действует на вольфрамовый электрод.

Исходя от диаметра электрода, регулируется правильный баланс переменного тока.

2) Следующая функция (CURRENT) — это настройка сварочного тока. Для сварки алюминия, например, толщиной 2 мм, достаточно установить силу в 60-65 А.

3) Третий тумблер (DOWN SLOPE) — настройка заварки кратера (медленное затухание дуги). Установка продолжительности затухания дуги зависит от толщины металла. Для 2 мм достаточно поставить 3 секунды.

4) Заключительная функция (POST TIME), продувка газом, необходима для охлаждения ванны, электрода и горелки в конце сварки.

Видео: по настройке аппарата TIG.

Подготовка материала и технология процесса

Техника сваривания алюминия отличается от других видов соединений металла. Алюминий теплопроводный материал, имеющий малую температуру плавления.

Учтите: вначале проведения работы, заготовки необходимо хорошо прогреть (как бы не хватает тока), а в процессе сварки алюминий быстро перегревается (переизбыток тока) — учитывайте эти нюансы.

Чем зачищать заготовки? Можно использовать стальную щетку.

  • ацетон;
  • спирт;
  • специальные очистители.

Итак, сварка дюралюминия аргоном для начинающих поэтапно. Берете кусок серебристо-белого материала потолще, тщательно его зачищаете и учитесь варить красивый шов.

В одну руку помещаете горелку, а в другую присадочный пруток. С помощью кнопки на горелке, зажигаете дугу, которая очистит металл и удалит оксид. Образуется ванна, не спешите добавлять присадочный материал слишком быстро. Внимательно смотрите на ванну и подавайте проволоку, когда это нужно (как правильно делать, смотрите на фото).

Горелку держите под углом 15 градусов. Учтите, при продолжительной работе, рука устает и угол наклона меняется.

Шов должен получится ребристый, от легких прикосновений присадочного материала.

Может случится, что вольфрам загрязнится и сварка пойдет с помехами (не будет получаться). В таком случае, необходимо очистить электрод.

Как набьете поэтапно руку на сплошном куске, можно перейти на соединение двух половинок алюминия. С помощью проб и ошибок, меняя регулировки своего аппарата, вы освоите эту непростую технологию.

Из начинающего робкого неумехи, вы превратитесь в опытного специалиста. Для которого аргоновая сварка алюминия, станет легко выполнимой.

Знайте, цена за 1 см такого соединения начинается от 45 рублей. Овладев техникой, вы сможете оказывать подобные услуги и зарабатывать дополнительные денежки.

Необходимое оборудование и материалы

Для работы потребуется аппарат выдающий переменный ток, поскольку сварку алюминия постоянным током аргоновым методом провести не получится. Оптимальным вариантом будет инвертор с режимом тиг и набором опций, позволяющих:

  • бесконтактно зажигать дугу;
  • заваривать кратер на конце шва;
  • регулировать баланс тока;
  • устанавливать период времени, в течение которого продолжается подача аргона после отключения дуги.

Чтобы снизить расход газа для сварки алюминия нужно обзавестись горелкой с газовой линзой (цангодержателем), внутри которой помещена сетка. При проходе аргона через ячейки улучшается защита места сварки при меньшем расходе. Для установки линз выпускаются сопла нескольких диаметров, чем больше размер, тем надежнее защита.

Сварка проводится универсальным вольфрамовым электродом (AC/DC) любой окраски или специализированным для работы переменным током (AC) зеленого цвета. Конец заостряется, но оставляется притупление. После розжига дуги он станет похожим на каплю. Чтобы вольфрам не перегревался, электрод вставляют в сопло с вылетом 3 — 5 мм. При работе он загрязняется алюминиевыми брызгами, тогда конец снова заостряют.

Так как у алюминия высокая скорость плавления присадочная проволока должна быть диаметром не меньше толщины деталей, чтобы успевать продвигать ее. Она может подаваться вручную или механизмом полуавтомата. Работая с чистым алюминием, чаще всего выбирают проволоку №5356, а со сплавами — №4043, с добавлением кремния.

Для tig сварки алюминия требуется чистый газ аргон с концентрацией 98 — 99%. Поэтому покупать его нужно у надежных продавцов. Редуктор и манометры лучше выбрать импортные, поскольку они позволяют точнее настраивать расход, чем отечественные модели.

Оборудование для газовой сварки алюминия

Когда изделие готово к сварке аргоном, необходимо позаботиться о наличие всех необходимых комплектующих и о настройке оборудования. Для совершения процесса требуется следующее:

  • аппарат;
  • вольфрамовые электроды;
  • придаточная Al проволока;
  • инертный газ (в нашем случае аргон).
Читайте также  Точечная сварка меди

В качестве аппарата используется обычная горелка, применяемая для всех видов газовой сварки, так как производится сварка алюминия постоянным током в среде аргона. Вольфрамовые неплавящиеся электроды бывают разных типов, зависимо от добавок в их составе. Для их различия на конец наносится разноцветная маркировка. Перед использованием электрод требуется заточить. Когда появляется дуга, на его конце образуется шарик. Толщина проводника выбирается в зависимости от толщины изделия, например для тонкого алюминия подходят проводники с диаметром не более 2-х миллиметров.

Важно все комплектующие, необходимые для газовой сварки алюминия проверить на срок годности. Нельзя варить просроченными материалами.

Технология сварки алюминия с помощью аргона

По степени механизации аргоновую технологию соединения подразделяют на ручную и полуавтоматическую. Рассмотрим первую.

Подготовка металла

Алюминий зачищают от окислов и грязи металлической щёткой или наждачной бумагой. Щётками работают только с этим металлом, чтобы не допустить попадания в зону сварки частиц других материалов – это уменьшит надёжность шва.

Применяют и химический метод зачистки деталей. Для этого в литр воды добавляют по 50 г едкого технического натра и фтористого натрия. Обработка сохраняет чистоту изделий на несколько дней. Для этого детали:

  • промывают растворителем;
  • протравливают едкой щелочью;
  • промывают водой;
  • сушат;
  • прокаливают 15-20 минут при температуре 300 ̊C.

Режимы аргонодуговой сварки алюминия и необходимое оборудование

Режим процесса определяют род, полярность и величина тока. Для соединения изделий из алюминия применяют переменный или постоянный токи прямой полярности. Величина его зависит от диаметра электрода, толщины и вида металла, что отображено в таблице.

Для определения режима важны и следующие параметры:

  1. Напряжение дуги – зависит от её длины. Рекомендуют от 1,5 до 3 мм, тогда напряжение составит 11-14 В.
  2. Скорость сварки – определяется исполнителем исходя из формы и толщины шва.
  3. Расход аргона – так, чтобы хватило на весь процесс без необходимости прерывания и достаточно для защиты зоны шва от окисления.
  4. Расстояние между электродом и соплом горелки. Для стыковых соединений – 3-5 мм, тавровых и угловых – 5-8.

Комплект оборудования включает:

  • источник напряжения – трансформатор или инвертор;
  • горелка для плавящегося электрода или вольфрамового прутка;
  • осциллятор для розжига дуги;
  • баллон с газом и редуктор;
  • средства защиты и расходные материалы.

Примерная стоимость аппаратов для аргонодуговой сварки на Яндекс.маркет

Оборудование заводского изготовления стоит от 10 до 500 тысяч в зависимости от потребительских свойств и рабочих параметров, а также степени механизации процесса.

Заточка электрода, процесс сварки

Электроды различают по добавкам в их составе. Для сварки алюминия используют маркированные и с концами, окрашенными в следующие цвета:

  • WC 20 серый;
  • WT 20 красный;
  • WL 15 жёлтый.

Затачивают под конус при сварке постоянным током, с закруглённой вершиной – при переменном режиме. Длина заточенной части от 0,5 до 2 диаметров электрода: если длина заточки больше, ширина зоны проплавления получится меньше, чем требуется для качественного соединения; если заточка мала – снизится глубина проплавления. Риски, возникающие при заточке, влияют на стабильность дуги, поэтому конус лучше отполировать.

Таблицы настроек параметров в заводской комплектации закреплены на корпусах установок. После её включения регулируют силу тока. По числу в названии установки определяют его максимальное значение. Например, в маркировке аппарата модели Kemppi MasterTig MLS 3003 ACDC цифры 3003 означают, что оборудование позволяет сваривать токами до 300 ампер при 30-процентном цикле загрузки и температуре окружающего воздуха 40 ̊C.

Прежде чем зажечь дугу, регулируют подачу газа, чтобы процесс шёл с самого начала в защитной среде. Аппаратом Kemppi MasterTig MLS 3003 ACDC работу ведут не дольше трёх минут, после чего, чтобы не перегреть, делают перерыв 5-7 минут. Затем выставляют режим плавного уменьшения тока (заварки кратера), в нашем случае 6-7 секунд. Это конечный участок сварного шва в 5-10 мм, высоту которого плавно уменьшают до нуля. Чтобы усадочная раковина в конце шва не получилась глубокой, подают большее количество присадочного материала.

Схема аргонодуговой сварки

Дальше задают время выхода газа от 1 до 30 секунд с шагом в одну секунду: аргона должно хватить, чтобы в сварочную ванну от начала до конца не поступал кислород. Поэтому горелку сразу после прерывания струи поднимать не рекомендуют.

При выполнении автоматической и полуавтоматической сварки алюминия большое значение имеет расстояние от мундштука до края газового сопла и от края газового сопла до изделия. На рисунке показаны оптимальные значения этих величин:

При увеличении этих расстояний ослабляется газовая защита (если не увеличивать расход газа) и перегревается электродная проволока. А при уменьшении этих значений, газовое сопло быстро загрязняется сварочными брызгами и возникает опасность расплавления конца токоведущего мундштука.

Сварку вертикальных швов необходимо производить снизу вверх. При сварке стыковых соединений горелку, как правило, располагают перпендикулярно к плоскости стыка, а при сварке тавровых соединений в нижнем положении — под углом 40-45°.

При сварке металла малой толщины и при выполнении корневых швов в соединении больших толщин, не допускаются поперечные колебания сварочной горелки. Такие движения возможны только при выполнении верхних слоёв многослойного шва при сварке металла большой толщины. В процессе сварки необходимо регулировать расход аргона. При недостаточном расходе защитного газа горение дуги становится неустойчивым. При чрезмерном расходе газа происходят завихрения в его потоках. Эти завихрения захватывают воздух, он попадает в зону сварки и окисляет металл сварного шва и зоны термического влияния.

При выполнении многопроходных швов после каждого прохода поверхность предыдущего шва должна быть зачищена до металлического блеска и протёрта ацетоном или спиртом.

Свойства и свариваемость алюминия

Когда происходит сварка алюминия аргоном, то следует учитывать все особенности, с которыми придется столкнуться во время работы с данным металлом. Основной проблемой свариваемости является то, что на поверхности металла образуется оксидная пленка. Бороться с ней температурным воздействием бесполезно, так как ее температура плавления составляет выше 2 000 градусов Цельсия, а алюминий плавится уже при 680 градусах. Скорость ее образования является достаточно быстрой, так что нужно не только убрать ее перед свариванием, но и не допустить во время этого процесса, для чего и служит аргон. В ином случае, капли расплавленного алюминия будут окутываться в эту пленку, что помешает нормальному соединению и образованию шва.

Технология сварки алюминия аргоном

Технология сварки алюминия аргоном предполагает работу преимущественно в нижнем положении. Ведь металл в расплавленном состоянии обладает высокой жидкотекучестью, из-за которой в других положениях он может попросту стечь вниз, вместо образования валика шва. Это же создает сложности во время сваривания, так как вместо тягучего состояния мастеру приходится сталкиваться с водянистой субстанцией, а для нормального проведения процесса требуется опыт работы. При нагревании металл практически не меняет цвет, так что даже в расплавленном состоянии трудно определить его температуру.

Читайте также  Новокаин в глаза после сварки

Аргонно-дуговая сварка алюминия

Плохая свариваемость проявляется также в том, что во время образования шва в нем могут возникать поры, трещины и раковины. Это может получиться из-за плохого защитного слоя или создания напряжения. Если сварка алюминия аргоном проходит в правильном режиме, то подобных вещей не должно случаться. Коэффициент расширения здесь заметно отличается от стали, так что усадка в алюминии происходит совершенно по-другому, что может привести к деформации в это время. При образовании шва металл может расширяться, что способствует нежелательному сгибанию сваренных заготовок.

Технология аргонодуговой сварки алюминия

  1. Ручная дуговая сварка MIG/MAG в струе инертного газа, положительными особенностями которой считается высокая производительность и возможность соединять смежные детали любой толщины.
  2. Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом (процесс WIG/TIG) с использованием переменного тока, полярность которого не имеет существенного значения.

В бытовых условиях метод MIG/MAG особой распространенности не получил. Причина в том, что электрод получает большую температурную нагрузку и его стойкость (особенно при использовании больших токов) оказывается незначительной. Инверторы в этом плане имеют преимущество, поскольку по самому принципу действия аппарата в нем постоянно происходит инвертирование (преобразование) переменного тока в постоянный, и наоборот. В результате нагрев электрода существенно меньше.

При использовании метода WIG/TIG для аргонодуговой сварки алюминия происходит следующее.

При расплавлении теплом дуги приконтактных слоев металла, в столб дуги вводится вольфрамовый электрод. Поскольку температура плавления вольфрама существенно выше, то поджиг дуги производится еще до контакта электрода с поверхностью. Сам электрод подается из корпуса сварочной горелки, внутри которой предусмотрено две коаксиально размещенные трубки. По внутренней производится перемещение электрода, а по внешней — инертного газа, который подается по шлангу от недалеко установленного баллона. Следует отметить, что аргон должен быть высшей степени чистоты, поскольку любые примеси снижают защитный эффект, и соединение окажется ненадежным.

  • Оптимизирует время и качество поджига дуги, которое, как известно, должно соответствовать рекомендуемому для каждого конкретного типа инвертора параметру ПВ (продолжительности включения). Для большинства типов инверторов ПВ должно находиться в диапазоне значений 0,85-0,92;
  • Способствует лучшей очистке поверхности алюминиевых деталей, поскольку обладает достаточно высокой плотностью;
  • Обеспечивает стабильность горения дуги в канале разряда, что немаловажно именно для аппаратов импульсной сварки.

Процесс единичного акта сварки происходит в два этапа. Вначале первая (положительная) полуволна разрушает пленку двуокиси алюминия. Затем вторая, отрицательная полуволна, интенсивно нагревает поверхность, расплавляет ее и вводит внутрь соединения мощность, необходимую для образования прочного сварного шва.

Аргонная сварка алюминия может реализовываться и на прямой полярности, однако используемые при этом электроды должны иметь специальные обмазки, также успешно разрушающие оксидную пленку. Такими электродами возможна сварка алюминиевых изделий толщиной до 2-3 мм. Обмазку для электродов можно приготовить и в домашних условиях. Для этого на обычный электрод, пригодный для работ по алюминию, наносится тщательно подготовленная однородная смесь из молотого мела и силикатного клея. Поверхность электрода предварительно очищается от механических и химических загрязнений и высушивается.

В бытовых условиях ответ на вопрос — как варить алюминий аргоном — часто решается в пользу способа TIG, который реализуется при помощи сварочного инвертора.

Подбор электрода

Технология сварки алюминия аргоном требует и правильного выбора вольфрамового электрода, диаметр которого должен быть максимально близок к толщине свариваемых частей. Заточка выполняется классическим способом, но без острого кончика, как в случае со сваркой нержавейки. Во время первых секунд горения электрод примет форму капли на конце и так придется вести шов. Вылет из сопла необходим на 3-5 мм, чтобы избежать перегрева вольфрама. При сварке мелкие брызги алюминия будут налипать на электрод, что потребует повторной заточки.

Научиться сваривать алюминий не просто. Но зная вышеизложенные принципы и просмотрев видео с уроками от специалистов, можно уверенно пробовать свои силы на практике.