Полуавтомат сварочный для алюминия своими руками

Как варить алюминий полуавтоматом

Сварка алюминия полуавтоматом должна выполняться под защитой инертного газа. В основном для этого используют аргон. Иногда к нему добавляется гелий.

Сегодня для сварки металлов применяют различные сварочные аппараты. При их выборе учитывают свойства и поведение металлов во время выполнения сварочных работ. Особый подход требует алюминий и его сплавы. Как и стальные сплавы, этот металл широко используется во многих сферах, поэтому вопрос соединения алюминиевых конструкций и отдельных изделий из него совсем не праздный. Чаще других для этих целей применяется сварка алюминия полуавтоматом.

Особые свойства алюминия

Широкое использование алюминия объясняется его небольшим удельным весом, достаточно стабильной прочностью и коррозионной устойчивостью. Но его поведение при тепловой обработке создает сложности при соединении алюминиевых конструкций и деталей с помощью сварки. Это объясняется спецификой физико-химических свойств алюминия:

• он не изменяет свой цвет при сильном нагревании, поэтому трудно понять по цвету о степени прогрева металла;
• имеет широкий температурный диапазон плавления в отличие от стальных сплавов и начинает плавиться при низком температурном пороге, теряя при этом свою прочность;
• не проявляет склонности к намагничиванию;
• обладает высокой теплопроводностью (в среднем в 5 раз больше, чем стальные сплавы), поэтому при нагреве зоны соединения тепло интенсивно распространяется по всей свариваемой детали. Чтобы его не терять, перед проведением сварочных работ, особенно больших алюминиевых изделий, предварительно проводят их нагрев;

Из-за активного взаимодействия алюминия с кислородом воздуха на его поверхности образуется окисная пленка. При достижении определенной толщины она затем начинает служить защитой алюминия от дальнейшего окисления. В то же время, окисная пленка создает сложности при сварке, т. к. плавится при температуре 2050-2200 о С, в отличие от самого металла, имеющего точку плавления в районе 660 о С.

Задачи сварщика при работе с алюминием

• избавиться от окисной пленки в месте шва: пробить ее электрическим импульсом или провести механическую очистку поверхности с помощью металлической щетки или путем химического травления. Для пробивания пленки используют специальный импульсный режим работы оборудования;
• при выборе режима сварки не допустить прожогов металла из-за повышенной теплопроводности и низкого порога плавления алюминия, приводящего к быстрой потере прочности при нагревании. Для этого он должен обеспечить нужную температуру процесса и дугу от 12 до 15 мм длиной, выбрать правильные электроды и размер присадочной проволоки, подходящий для толщины соединяемых алюминиевых деталей и сопла горелки;
• учитывать склонность алюминия к значительной линейной усадке (почти вдвое больше, чем у сталей) при быстром остывании после нагрева, т. к. это ведет к созданию внутреннего напряжения с образованием деформационных трещин или кратеров в области шва. Для предотвращения этого начинать сварочный процесс нужно при большом сварочном токе, чтобы пробить оксидную пленку, а заканчивать — постепенно снижая его к концу процесса, это смягчит резкую смену температуры и не даст образоваться кратеру.

Технологические особенности сварки

Разбавление аргона углекислым газом при сварке алюминия, как это делают при соединении стальных конструкций аргонодуговым способом, недопустимо.

Допускается выполнение сварного шва полуавтоматом без применения нейтрального газа при условии использования порошковой расходной проволоки. При нагреве она начинает распылять железосодержащий порошок, который образует облако и служит диэлектриком, выполняющим защитную роль также, как инертный газ.

Использование порошковой проволоки в качестве защитного флюса при сварке алюминия стоит применять только в исключительных случаях, т. к. при таком методе сварной шов не будет отличаться высоким качеством.

Задачи, которые стоят перед сварщиком при работе с алюминием, успешно можно решить с помощью сварочного полуавтомата с использованием TIG и MIG технологий.

При TIG технологии используются неплавящиеся электроды на основе вольфрама и присадочная проволока, автоматически заполняющая стык между деталями. При использовании этой технологии необходимо наличие в полуавтоматическом устройстве режима переменного тока, а также высокочастотного розжига дуги.

В этом случае окисная пленка пробивается путем «катодного» распыления ее поверхности в моменты тока с обратной полярностью.

При MIG методе в качестве присадки используют сами электроды, т. к. они являются плавящимися. Такой электрод равномерно подается в сварную зону с помощью устройства автоматической подачи проволоки.

Сварка алюминиевых сплавов полуавтоматическим аппаратом MIG способом проводится с использованием постоянного тока, имеющего обратный характер полярности. Рассмотрим его подробно.

Сварка постоянным током обратной полярности

При ее проведении сварочная дуга окружена парами металлического расплава электродной проволоки. Капли жидкого алюминия при постоянной подаче проволоки в виде ионов притягиваются «катодной» поверхностью сварной ванны. При этом происходит их нейтрализация с образованием дополнительного тепла.

В результате такого процесса поверхностная оксидная пленка разрушается. Если окисный слой значительный, то перед проведением сварки его нужно удалить с помощью механической чистки или травлением.

Плавящийся электродный металл заполняет каплями область между стыками деталей, образуя при застывании прочный шов.

Как использовать полуавтомат при сварке алюминия

• Подача мягкой алюминиевой проволоки осуществляется специальным прижимным механизмом, который вращается с помощью четырех роликов, имеющих U–форму поверхностной канавки. Для обеспечения стабильной подачи проволоки необходимо отрегулировать давление на прижимной вращающийся механизм. Это поможет избежать зажимания проволочного алюминия во время проведения сварки.
• Расплавление присадочной проволоки происходит способом струйного переноса. Такой режим может быть обеспечен применением переменного тока в 270 ампер или импульсного тока в 100 ампер. Поэтому сварочный аппарат должен иметь возможность настроек таких режимов с помощью блока генерации, т. е. представлять инверторный тип аппарата.
• Аппарат при сварке алюминия должен работать в режиме обратной полярности сварного тока, когда «–» подается на клемму, закрепленную на детали, а электрод подсоединяется к «+». Это обеспечивает создание наивысшей температуры в сварной области.
• Т. к. алюминиевые сплавы при нагревании расширяются больше, чем стальные, то при их сварке для полуавтоматической подачи проволоки в горелках должны использоваться контактные наконечники с диаметром отверстия заведомо с припуском на величину расширения, при этом должен соблюдаться хороший контакт для поддержания электрической искры.
• Для меньшего контактного трения при прохождении проволоки внутри горелки нужно использовать специальный кабельный канал, рассчитанный на алюминий. Обычно он изготавливается из тефлонового материала или на основе графита.
• Важным для успешного выполнения сварного шва является подбор подходящего диаметра сварной проволоки из алюминия. Т. к. этот металл является мягким, то использование тонкой проволоки до 8 мм в диаметре затруднительно ввиду сложности ее прохождения через горелку (она может запутываться с образованием петель и изгибов). Выходом является использование горелок с небольшим размером длины или применения дополнительного приспособления подачи проволоки внутри корпуса горелки.

При использовании толстой проволоки (от 1,2 до 1,6 мм в диаметре) нужно применять высокий сварной ток.

Плюсы и минусы сварки алюминия полуавтоматом

Плюсы полуавтомата:

• Такое устройство аппарата позволяет использовать его в широком диапазоне с разными настройками, помогающими выбрать нужный режим проведения сварочного процесса.
• Контроль дуги можно проводить при любом положении горелки.
• Можно проводить сварку деталей любого размера. При необходимости соединения конструкций больших размеров проводить работу можно без использования защитного аргона.
• Аппарат обеспечивает высокую точность сварного шва.
• Обеспечивается экономный расход расходных материалов и электроэнергии с большой эффективностью.
• Аппараты полуавтоматического типа могут иметь небольшой вес и размеры, а также мобильность, позволяющую устанавливать их в нужном месте.
• Имеют высокий КПД, достигающий 95%.

• Основным недостатком полуавтомата инверторного типа является его высокая стоимость по сравнению с трансформаторными устройствами.
• Такие аппараты боятся пыли, которой в производственных условиях или на стройке достаточно. Поэтому, в отличие от других устройств, они нуждаются в регулярной чистке с продувкой инвертора.
• Электронные схемы управления регулировкой плохо реагируют на минусовые температуры, а перепады температур могут вызвать конденсат и вывести из строя систему.

Ознакомившись с процессом сварки алюминия с помощью полуавтоматического аппарата и его тонкостями, вы можете самостоятельно приступать к работе. Соблюдение всех рекомендаций статьи и правильного проведения технологического процесса позволит добиться качественного надежного соединения изделия из алюминия.

Источник

Сварка алюминия полуавтоматом — особенности, требования к оборудованию, технология

Сварка алюминия полуавтоматом – это процесс, требующий не только наличия определенных навыков, но и знания особенностей данного материала, варить который достаточно непросто. В статье мастер сантехник расскажет, о правилах сварки алюминия полуавтоматом.

Алюминий — пожалуй самый капризный металл

Основная сложность соединения алюминиевых деталей при помощи сварки заключается в том, что на поверхности данного металла всегда присутствует тугоплавкая оксидная пленка, которую необходимо удалить. Если пренебречь этим требованием, то варить алюминий будет очень сложно, а полученное соединение будет обладать очень низким качеством.

Сварка алюминия полуавтоматом или с использованием любого другого оборудования осложнена еще и тем, что данный металл отличается очень высокой теплопроводностью и невысокой температурой плавления. Именно из-за этого заготовки из алюминия при сварке часто прожигаются и деформируются.

Чем отличается сварка алюминия полуавтоматом от аргонодугового (TIG) метода

Основных отличий всего несколько:

• Главное отличие этих двух методов заключается в типе используемого электрода. Для аргонодуговой сварки используются электроды из тугоплавкого вольфрама, а при MIG-сварке применяется алюминиевая проволока.
• Кроме того, аргонодуговой метод предназначен лишь для ручной сварки.
• Аргонодуговой сваркой завариваются более ответственные участки из-за более высокой прочности соединения.
• Сварка вольфрамовым электродом (TIG) требует больше денежных затрат на расходные материалы (комплектующие).

Преимущества сварки алюминия полуавтоматом
У сварки алюминия полуавтоматом есть несомненные преимущества, а также некоторые особенности. К ним относятся:

• Высокая производительность. По сравнению с аргонодуговой сваркой скорость возрастает в три раза.
• Простота. Этот метод значительно проще, чем аргонодуговой, им легко может овладеть даже любитель.

Требования к оборудованию и расходным материалам

Чтобы окончательно разобраться с вопросом, можно ли полуавтоматом варить алюминий, необходимо четко уяснить дополнительные требования к используемому оборудованию и расходным материалам:

• Ток должен иметь обязательно обратную полярность, потому что в таком случае оксидная пленка не разрушается.

• Механизм подачи проволоки должен иметь четыре ролика, так как мягкий алюминий легко сминается при возникновении сопротивления в момент подачи. Важно, чтобы ролик был U-образный, гладкий и без насечек.

• Диаметр проволоки должен быть меньше, чем у наконечника, так как при нагреве алюминий расширяется сильнее, чем сталь.
• Желательно использовать чистый аргон в качестве инертного газа, так как в этом случае обеспечивается максимальное качество сварного шва.
• Сварочная горелка должна иметь специальный тефлоновый рукав для того, чтобы уменьшить трение алюминиевой проволоки.
• Сварка MIG/MAG алюминиевых сплавов рекомендуется на толщинах более 3мм и важно использовать формирующую подкладку с канавкой.

Как правильно выбрать полуавтомат для сварки алюминия

На выбор полуавтомата для сварки может повлиять ряд факторов:

• В каких условиях будет происходить работы, возможности и тип электросети (220-380 В). Например, устройство будет использоваться для частных нужд или бизнеса (кузовные работы и т. д.). Для каждого конкретного случая требуется свое постоянное напряжение сети;
• Жесткие требования к качеству шва. Для мелкого ремонта: конструкции общего назначения (ворота, декоративные элементы интерьера квартиры, калитки) подойдет бытовой вариант полуавтомата, но если предполагается использовать агрегат для сварки ответственных конструкций (водопровод, газовые трубы, отдельные элементы торговых павильонов) потребуется профессиональный аппарат;
• Требуемая толщина, длина шва;
• Вид материалов, с которыми предстоит работать. Для работы по алюминию потребуется агрегат с возможностью подсоединения баллона с инертным газом (аргоном).

Все варианты можно условно разбить на такие основные группы:

• Бюджетные;
• Среднего класса;
• Среднего класса с импульсным режимом;
• Промышленные модели с импульсным режимом.

Эти модели прекрасно подходят для использования в быту. Они отличаются компактными размерами, небольшим весом и способны работать от обычной сети напряжением в 220 Вольт. Если вы намерены заниматься сварочными работами периодически, для собственных нужд, их возможностей будет вполне достаточно.

Примерами моделей этой группы могут служить Сварог EASY MIG 160 или Сварог PRO MIG 160. Вторая модель может работать в двух- и четырех тактовом режиме и обеспечивает форсаж дуги.

Полуавтоматы среднего класса

Обладают более выдающимися техническими характеристиками (большим током, плавностью регулирования тока и скорости подачи проволоки). Но они, как и бюджетные модели, нуждаются в некоторых корректировках – настройке горелки и замене роликов.

Среди прочих моделей можно отметить финский KEMMPI MinarcMIG EVO 200 и американский Lincoln Electric Speedtec 200C.

Полуавтоматы среднего класса с импульсным режимом

Представляют собой многофункциональные устройства со множеством встроенных программ сварки. Наличие импульсного режима обеспечивает высочайшее качество сварного шва, а надежные комплектующие гарантируют длительность использования.

Прекрасными образцами моделей этой группы являются Helvi TP 220 и EWM Picomig 180 Puls.

Промышленные модели с импульсным режимом

Работают от напряжения 380 В, оснащены системой жидкостного охлаждения. Обеспечивают максимальную производительность труда во время сварки при высоком качестве шва. Просты в управлении и разработаны на основе новейших технологий.

Достойными представителями этой группы являются EWM Phoenix 501 Puls и EWM Phoenix 401.

Подготовка к сварке

Любая работа начинается с подготовки, пренебрегать этим моментом не стоит. Если предполагается вести работу с толстыми деталями, то сначала требуется зашкурить свариваемые поверхности. При сварке небольших элементов, их можно зачистить металлической щеткой (иногда поставляется в комплекте) или наждачной бумагой с фракцией Р25-40 (для тканевых основ), Р120-240 (для бумажной основы). Обозначение зависит от завода изготовителя, в примере приведены обозначения отечественного производителя.

После шлифовки необходимо ликвидировать налет, убрать оксидную пленку и обезжирить материал с помощью ацетона или другого похожего по составу вещества. Кроме этого, может потребоваться расшивка кромок, если толщина заготовки более 5 мм. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальную глубину проварки, так как некоторые свойства материала ухудшают этот показатель.

Чтобы улучшить и усилить соединение конструкции, края деталей желательно зашлифовать или обрезать под углом в 30-45 градусов (зависит от толщины). Далее полученные после обработки края можно обработать флюсом, чтобы обеспечить дополнительную защиту, а также избежать образования оксидной плёнки.

После того, как проведены подготовительные работы, можно приступать к сварке.

Технология сварки алюминия

В процессе работы следует наблюдать за расположением горелки относительно свариваемой поверхности. Рекомендуемый угол наклона составляет 10-15 градусов. Газ начинает подаваться за 5-7 секунд до начала сварочных работ, отключение происходит через аналогичный промежуток времени. Это необходимо для того, чтобы газ успел подготовить оптимальный для сварки микроклимат.

Движение горелки должно осуществляться только вдоль шва. Поперечное движение может привести к хрупкости свариваемой поверхности.
При сварке вертикальных швов предпочтительнее использовать сварку на подъем для лучшей газовой защиты.

При завершении сварочного шва на конце может появиться небольшой кратер, чтобы его заплавить требуется понизить сварочный ток за 1-1,5 см до конца шва.

Источник