Основные правила работы по сварке алюминия

Наиболее важной частью практически любого производства металлоконструкций являются все виды термической обработки металлов, в том числе и сварка. Особых сложностей не возникает в том случае, если выпускаемая продукция в основном изготавливается из высоко- либо низколегированной стали. Для данного вида материала достаточно легко подобрать сварочное оборудование. Но как быть в тех случаях, когда основная часть продукции производится из алюминия? Ведь всем, кто имеет отличные навыки работы в сварочном деле, хорошо известно насколько данный материал «своенравен» при сварке. В таких случаях работу осуществляют TIG-способом. Он в основном и применяется для изготовления неразъемных конструкций ответственного назначения из алюминия и его сплавов, а также цветных и углеродистых металлов.

Сложные задачи при сварке алюминия и способы их устранения

Так отчего же алюминий настолько сложно поддается сварке? На это есть свои причины:

Высокий уровень теплопроводности алюминия: в среднем она в пять раз выше, чем у обыкновенных сталей. В связи с этим тепло от места сварки весьма быстро распространяется по каждой детали, и глубина провара детали значительно уменьшается. Другой проблемой является очень быстрое застывание сварочной ванны (быстрее, чем непосредственно разогрев детали). В связи с этим в металле образуются поры, что гораздо уменьшает прочность шва.

Выход: использование защитного газа, заблаговременный нагрев заготовки, дабы излишнее тепло от места контакта не уходило в деталь, и работа с повышенным значением сварочного тока.

Довольно низкая температура плавления: в процессе воздействия высокими температурами прочность детали из алюминия резко снижается. Впрочем в отличие от многих материалов, алюминий не меняет свой цвет при достижении температуры плавления. Поэтому, сварщик не сумеет определить «на глаз», что материал примерно достиг температуры плавления. Следственно огромна вероятность «прожога» детали либо даже ее расплавления в процессе сварки.

Выход: в таком случае наиглавнейшую роль играет навыки оператора - именно поэтому одним из непреложных условий при работе TIG-способом является выполнение операции только очень опытным сварщиком.

Оксидная пленка на поверхности алюминия: температура ее плавления гораздо выше, чем самого алюминия. Если ее не удалить, то при сварке она попадает в расплавленный металл, и шов загрязняется неметаллическими включениями, что отрицательно скажется на его прочности.

Выход: чистка поверхности детали от пленки. Осуществить это можно тремя способами: механическим (наждачной бумагой, металлической щеткой), химическим (травление поверхности) и электрическим (удаление пленки происходит в итоге электрический процессов).

Присутствие влаги в зоне сварки также нежелательно, потому что шов получится пористым и непрочным. Избавиться от нее очень просто - нужно лишь протереть поверхность детали растворителем либо же слегка разогреть ее перед работой.

Оптимальный выбор защитного газа

При работе с алюминием и его сплавами в основном применяются инертные защитные газы, чаще всего это аргон либо гелий, или же их смеси. Гелий обладает наиболее высоким значением теплопроводности и, соответственно, более высокой температурой сварочной ванны. А это, в свою очередь, содействует лучшему расплавлению алюминия, что очень важно, особенно при работе с толстостенными деталями.

Некоторые тонкости сварочного процесса

Алюминий и его сплавы являются достаточно текучими материалами при расплавлении, поэтому «варить» его лучше в горизонтальной плоскости. Впрочем при соблюдении рекомендованных режимов не исключена и работа в вертикальной либо потолочной плоскостях.

Начинать работу следует при максимальном значении сварочного тока. Дело в том, что в самом начале деталь холодная (даже если она заранее разогревалась), поэтому в начале сварки часть тепла идет на нагрев металла, «двигаясь» впереди дуги. Когда часть работы сделана, необходимо уменьшить сварочный ток, потому что металл уже заранее прогрет. Когда шов подходит к концу, теплу, выделенному дугой, уже некуда «двигаться» дальше, поэтому во избежание расплавления стоит еще убавить сварочный ток.

Сварка алюминия и его сплавов производится только переменным током (АС) из-за оксидной пленки, покрывающей всю поверхность детали. Поэтому только переменным током можно разломать, а потом сварить ее.

Алюминий имеет большую термическую усадку, очень быстро застывает позже расплавления. В связи с этим углубление (либо кратер), которым заканчивается шов, охлаждаясь, может лопнуть. Дабы избежать этого, сразу же после окончания сварки в одном направлении необходимо изменить направление движения дуги на обратное и «заварить» данный кратер.

Выбор аппарата для TIG-сварки

В первую очередь на выбор аппарата для TIG-сварки влияет запланированный объем работ и толщина деталей, предуготовленных для соединения. Стоит учесть, что сварочные выпрямители не годятся для работы с алюминием, потому что на выходе они дают постоянный ток. Из инверторов же подходят только те модели, способные выдавать как АС (переменный), так и DC (постоянный) ток.

Невзирая на стоимость, которая заметно выше стоимости других сварочных агрегатов, они всецело оправдывают себя. Инверторы потребляют в 5-6 раз меньше электроэнергии, чем выпрямители, и обладают меньшими габаритами, что позволяет их применять в малодоступных местах для сварки.

Итого: сварка алюминия - достаточно трудный процесс, требующий не только большого навыка и знания от сварщика, но ихорошие познания свойств этого материала, ведь от этого зависит качество выпускаемой продукции и, соответственно, рентабельность производства.