Сварка алюминия полуавтоматом: технологии сварки в среде газа, оборудование

Алюминий имеет малый удельный вес, обладает повышенной вязкостью, хорошо передает тепло и электрический ток. Из-за своих качеств в чистом виде используется ограниченно. Но в машиностроении широко используются алюминиевые сплавы. Для получения сложных конструкций используется сварка алюминия полуавтоматом из-за высокой химической активности.

Свариваемость алюминия

Алюминий относится к категории цветных металлов. На воздухе он активно реагирует с кислородом и на поверхности появляется пленка. С одной стороны, оксидная пленка защищает от дальнейшей коррозии. А с другой стороны, она препятствует процессу сварки.

Окислы алюминия имеют температуру плавления более 20000 °C в то время, как сам металл плавится при 660 °C. Тугоплавкие окислы препятствуют образовываться однородному расплаву в сварочной ванне.

Внешняя поверхность капель металла в доли секунды покрывается пленкой. Образующийся сварочный шов не получается однородным, что сказывается на его качестве. Для защиты сварочной зоны от воздействия внешнего кислорода применяются флюсы и инертные газы.

У алюминия высокая жидкотекучесть. В связи с этим подача наполнителя должна быть дозированной. Скорость подаваемой проволоки регулируется на сварочном аппарате.

В составе алюминия содержится повышенное количество кремния, а также водорода, в нем растворенного. При остывании в обычном режиме образуются поры, трещины. Подача газа после отключения дуги снижает образование дефектов.

Чтобы можно было варить алюминий, который обладает высокой теплопроводностью, нужны высокие токи. Их значения на 50% превышают токи, предназначенные для работ по стали.

Для устранения негативных факторов используются специализированные аппараты и присадки.

Оборудование для сварки алюминия

Для сварки алюминия применяются несколько технологий. Их можно выделить в три группы:

газовая;
электродуговая покрытыми электродами;
электродуговая в среде защитных (нейтральных) газов.

Первый тип имеет несколько подвидов. В свою очередь, сварка в среде защитных газов подразделяется на:

ручную;
полуавтоматическую;
автоматическую.

Ручное оборудование TIG

Ранее такое оборудование было доступно только предприятиям. Но благодаря широкому распространению инверторов с возможностью подключения к ним газов стоимость их стала доступной.

Аппараты имеют регулировку тока в зависимости от толщины соединяемых деталей. Также регулируется расход защитного газа. Самым распространенным для ручной сварки считается аргон. Технология соединения алюминия подразумевает расход 10−12 литров с учетом времени на охлаждение.

Аргоновый сварочный аппарат для алюминия обладает следующими качествами:

аргон, являясь инертным газом, не вступает в химические реакции с основным металлом, но при этом вытесняет кислород из рабочей зоны;
неплавящиеся электроды из вольфрама в отличие от плавящихся электродов, не образуют шлак и дым;
шов получается ровным и небольшим;
высокое качество соединения;
точная настройка;
отсутствие коробления и деформации соединяемых элементов.

Использовать аргонный метод в домашних условиях накладно. Высокую стоимость имеют вольфрам, аргон в баллонах и присадочная проволока.

Полуавтоматическая сварка TIG

Полуавтоматические сварочные аппараты для алюминия широко распространяться начали не так давно. Полуавтоматический аппарат с определенной скоростью подает проволоку и газ в рабочую зону. Проволока самостоятельно плавится, образуя при этом ровный шов.

Работа таких аппаратов осуществляется по импульсному принципу. Расплавленная алюминиевая капля на кончике проволоки при максимуме потенциала (импульсе) под давлением врезается в поверхность детали.

К достоинствам полуавтоматов относятся следующие качества:

сварка элементов толщиной от 0,5 мм;
шов не имеет наплывов, ровный;
проволоку можно подобрать под любой сплав;
нет загрязнения шва шлаками;
настройка тока и полярности;
настройка расхода и подачи;
наличие осциллятора.

При работе с полуавтоматами необходимы определенные знания и большой опыт.

Ручное оборудование MIG

Сварка инвертором с использованием обычных плавящихся электродов сопряжено с некоторыми сложностями. Обмазка электродов должна препятствовать доступу воздуха в рабочую зону. Вследствие чего на поверхности шва образуется большое количество шлака.

Самыми распространенными отечественными электродами считаются ОЗАНА1, 2 и УАНА 1, 2.

Сварка без защитных газов требует от сварщика хороших навыков работы, так как во время работ происходит разбрызгивание. Из-за чего шов получается пористым, обладает невысокой прочностью.

Для работы любым типом оборудования рекомендованы следующие значения.

Способ стыковки	Толщина соединяемых элементов, мм	Рекомендованная толщина электрода, мм	Размер присадочной проволоки или прутка, мм	Установка токов, А	Потребность в газе, л/мин
Отбортованные	1	1	—	50	5,0
	1,5	2		75	6,0
	2	2		85	8,0
Односторонний шов без разделки	2	2	от 1,5 до 2	75	6,0
	3	3	от 2 до 3	120	8,0
	4	4	от 2 до 3	150	10,0
Двухсторонний шов без разделки	4	4	от 3 до 4	180	8,0
	5	5	от 3 до 4	250	10,0
	6	5	от 3 до 4	270	10,0

Сварочные работы

Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне может осуществляться универсальным выпрямителем ВСВУ-315. Отличительными чертами этого аппарата являются: тиристорный выпрямитель, отвечающий за стабилизацию тока и широкий диапазон регулирования; трехфазное питание; выходной дроссель.

Также широкое распространение получила установка ИСВУ-315−1. В ней кроме, стандартного оборудования, используется сварочный трансформатор и осциллятор для образования дуги и осциллограф для контроля импульсов.

Эксперты со всей ответственностью заявляют, что сварка алюминия полуавтоматом в среде углекислого газа невозможна. Этот способ относится к MAG технологии, то есть сварки в активном газе. Углекислота состоит из углерода и кислорода, причем кислорода в два раза больше. А как известно, кислород при соединении алюминиевых деталей противопоказан.

Настройка полуавтомата

Прежде чем настроить полуавтомат необходимо ознакомиться с его устройством и видами настроек. Среди них:

Регулировка временного интервала продувки газа.
Регулятор начального тока.
Регулировка основного тока.
Таймер спада тока.
Фиксатор дуги.
Переключатель в импульсный режим тока.
Балансир длительности пауз и импульсов.
Переключатель прямой и обратной полярности.
Таймер подачи газовой смеси по завершении сварочного процесса.

Настройка полуавтомата для сварки проходит по определенной схеме. Первоначально подключается входной кабель (земля), а затем выходной с горелкой. Присоединяется источник газа.

Полуавтоматы, имеющие водяное охлаждение, присоединяют к его источнику. В последнюю очередь подключается питание. Необходимо проверить надежность присоединения всех шлангов и трубок.

Кнопкой аппарат запускается в рабочее состояние. Настроить нужный режим необходимо при помощи регуляторов. Режим задается в зависимости от материала, его толщины и вида полярности.

Рабочий режим начинается с включения кнопки на горелке. Происходит подача газа, затем зажигается дуга и происходит подача проволоки. После того как дуга погасла, газ в течение нескольких секунд охлаждает сварочную зону.

При выборе полуавтомата руководствуются видом проводимых работ. Не следует приобретать дорогие установки на все случаи жизни, если половина функций не будет использоваться.