Технология сварки алюминия: виды и особенности сварки алюминия

Сварка алюминия и алюминиевых сплавов (дюраля, силумина) довольно сложная. Она трудозатратнее, чем обработка стали и многих других металлов. Важно учитывать особенности технологии сварки алюминия, чтобы сделать прочный и качественный шов.

Мы расскажем, какие есть нюансы сварочных работ с алюминиевыми изделиями и как правильно организовать этот процесс. Вы узнаете, какие существуют виды сварки алюминия, в чем их преимущества и недостатки.

Почему сложно работать с алюминием

Есть следующие особенности сварки алюминия и его сплавов:

Алюминиевые изделия покрыты оксидной пленкой. Температура ее плавления выше, чем у самого металла. Это вызывает сложности при подборе силы тока сварочного аппарата. При установке низкого показателя не получится пробить оксидную пленку. Выбор слишком высокого показателя вызовет сильное расплавление основного металла и прожоги.
У алюминия увеличенная теплопроводность. Из-за этого во время сварочных работ область около шва сильно нагревается и может деформироваться. Кроме того, металл имеет высокую жидкотекучесть, что усложняет управление сварочной ванной. Для решения проблемы используются теплоотводящие прокладки.
Алюминий быстро окисляется, поэтому сварочную зону нужно надежно защитить от проникновения воздуха. Если не организовать защиту, на каплях расплавленного металла появится тугоплавкая пленка. С ней будет трудно соединить капли в единый аккуратный шов.
После охлаждения и затвердевания алюминиевые швы часто дают усадку. Если держать горелку слишком долго на одной зоне, наплавленный металл может провалиться, деформируя шов.
У алюминия возможно снижение механических характеристик. Металл выделяет водород, из-за чего образуются поры и трещины в шве, нарушающие его герметичность.

Современное оборудование и особые условия сварки алюминия позволяют избежать перечисленных проблем. Зная правильные методы сварочных работ, можно создавать прочные и надежные швы, которые послужат длительное время.

Условия для проведения качественных сварочных работ

Сварка для алюминия должна выполняться в чистом, сухом и непыльном помещении. Скорость воздушных потоков не должна превышать 0,2 м/сек. Для предотвращения окисления применяются защитные газы: чистый аргон и гелий высокой чистоты.

Обрабатываемые изделия и проволоку для присадки нужно тщательно очистить: смыть растворителем или горячей водой консервационную смазку и снять окисную пленку химической обработкой. Для этого используют методы травления в растворе каустической соды и осветление в растворе азотной кислоты.

Если нет возможности выполнить химическую обработку большого по размеру изделия, его кромку зачищают стальными проволочными щетками. Деталь до и после зачистки протирают спиртом или ацетоном.

Газоподводную арматуру, шланги и сварочную горелку до начала работ тоже тщательно очищают: промывают спиртом и периодически обрабатывают по ходу сварки.

Какими способами выполняют сварку

ММА

Вид дуговой сварки покрытыми электродами. Выполняется вручную с помощью инвертора с постоянным током. Не используется в промышленности из-за плохого качества получаемых швов. Технология подходит для сварки лишь неответственных конструкций — деталей, разрушение которых не приведет к необратимым последствиям. Не предназначена для тонких металлов, используется для изделий толщиной от 4 мм.

Метод ММА подходит для полевых условий или маленьких мастерских, где нет специального оборудования. Это хороший способ выполнить сварку быстро и дешево. Кроме того, технология повышает мобильность сварщика, так как транспортировать инвертор очень легко.

Для работы используются электроды с сердечником из алюминия и с различными добавками для прочности. Силу тока подбирают в зависимости от толщины свариваемого металла: на каждый мм должно приходиться 30 А. Если размер сечения детали превышает 5 мм, выполняют разделку кромок.

Шов получается неоднородным и нуждается в длительной механической обработке для придания нужной формы. В его структуре образуется много пор, поэтому соединение не отличается высокой прочностью и герметичностью.

TIG

Сварка вольфрамовым неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки в защитном газе (аргоне). Ток применяется постоянный и переменный. Второй вариант предпочтительнее, так как позволяет получить более качественные швы.

Сила тока зависит от толщины материала: на каждый миллиметр металла должно приходиться 25А. Перед началом работ делают продувку аргоном, которую затем повторяют через 6 с.

Технология позволяет получить плотные швы правильной формы без пор. Благодаря этому последующая механическая обработка выполняется быстрее.

У метода есть и недостатки. Оксидная пленка и брызги алюминия пачкают и быстро тупят вольфрамовую иглу. На ее конце образуется капля, которую нужно убирать перед плавкой каждого шва. Это усложняет сварку и увеличивает время на ее выполнение. Кроме того, стоимость работы повышается из-за использования инертного газа.

MIG

Механизированная дуговая сварка в защитном (инертном) газе. Используется для соединения деталей с размером сечения 0,8-50 мм. Выполняется с помощью оборудования с импульсным режимом. Импульс с высоким током быстро прожигает верхний оксидный слой и позволяет сформировать качественный шов без перегрева.

Метод помогает снизить разбрызгивание металла, благодаря чему обеспечивается хорошая видимость происходящего в сварочной ванне. Работа выполняется точно и быстро.

К минусам MIG можно отнести дороговизну оборудования и расходных материалов. Кроме того, технология требует высокого мастерства сварщика. Держать горелку нужно почти вертикально к рабочей плоскости, иначе проволока из алюминия будет сильно «гулять» и металл разбрызгается.

Выбор способа сварки алюминия зависит от состава и толщины обрабатываемых материалов, требований к швам и самой металлической конструкции. На производстве используют технологии TIG и MIG. Метод MMA подходит в случае, когда соединение металлов выполняется очень редко и нет необходимости приобретать дорогостоящий сварочный аппарат для сварки алюминия.