Как варить алюминий полуавтоматом? Технология сварки с использованием защитного газа и присадочного материала

Перед процессом нужно сделать следующее:

• отшлифовать поверхность;
• убрать налёт и оксидную плёнку: щётками, специальными машинками или флюсами;
• обезжирить поверхность ацетоном;
• расшить кромки (если толщина заготовки более 5 мм);
• края деталей обрезать под углом 30-45 градусов и обработать флюсом;
• чтобы детали не деформировались, их нужно заранее подогреть.

Требования к оборудованию

Можно ли полуавтоматом варить алюминий? Технически можно варить алюминий любыми классами сварочного оборудования. На практике в производственных условиях чаще используют импульсные источники тока.

В домашней мастерской удобнее пользоваться инверторным полуавтоматом, работающим в атмосфере защитных газов (TIG). Работать таким устройством можно и без газа, при этом придется применять флюсосодержащую сварочную проволоку либо деталь должна вариться под слоем флюсового порошка. К оборудованию предъявляются следующие требования:

• наконечник, подающий алюминиевую проволоку в рабочую зону, должен иметь запас по диаметру, чтобы она не застряла, расширившись при нагреве;
• длина рукава, подающего проволоку, напряжение и газ, ограничена тремя метрами, рекомендуется использовать тефлон;
• подающий механизм вместо V-образных роликов требуется оснастить U- образными, не зажимающими мягкую проволоку;

Основные правила качественной сварки алюминия

Сварка алюминия имеет особенности, которые должны учитываться при работе.

Основные задачи стоящие перед сварщиком:

1. Удалить с свариваемой поверхности оксидную плёнку. Для этой цели можно воспользоваться механическим способом. Работа может быть выполнена обычной металлической щёткой. Ещё можно избавиться от тугоплавкой плёнки химическим путём или включить на сварочном аппарате импульсный режим работы. Полуавтомат с импульсным режимом работы позволяет обеспечить лучшее удаление оксидного слоя посредством мгновенного нагрева поверхности до температуры плавления.
2. Обеспечить нагрев металла в необходимом диапазоне температур. Сложность сваривания алюминия заключается в том, что при более высокой теплопроводности металла, неподготовленный специалист может допустить серьёзную ошибку, которая заключается в чрезмерном нагреве небольшого участка свариваемой поверхности. В этом случае может образоваться моментальный прожёг алюминия с невозможностью восстановления прежней геометрии заготовки. Чтобы не допустить подобной ситуации, сварщику необходимо уметь правильно выбирать режим подачи проволоки и её размер.
3. Предотвратить коробление металла при остывании. Алюминий обладает значительной линейной усадкой при остывании, поэтому чтобы не допустить деформации металла в месте образования сварного шва, необходимо заканчивать сварочный процесс меньшим током. Начинать сварку, наоборот, необходимо с подачей большей силы тока для быстрого проплавления оксидной плёнки.

Сварка алюминия с помощью аргона

Соединение алюминия в среде аргона имеет неоспоримые преимущества перед методом в котором используется специальная порошковая проволока для сварки без газа.

Видео: технология соединения без газа.

Работа с алюминием в среде защитного газа позволяет получить более качественный шов, который обеспечит абсолютную герметичность между свариваемыми деталями.

Хорошего результата при использовании аргоновой сварки можно достичь только в том случае, если будет правильно настроен полуавтомат и приобретены качественные расходные материалы. Квалификация мастера также имеет большое значение для выполнения аргоновой сварки.

Если работа производится впервые, то в качестве пробного варианта рекомендуется вначале поэкспериментировать на ненужных алюминиевых деталях.

Процесс выполнения сварочной операции должен производиться в такой последовательности:

1. Удалить с помощью металлической щётки или растворителя оксидную плёнку.
2. Прогреть свариваемые детали до +150-300 градусов в зависимости от толщины.
3. Поднести горелку к свариваемой поверхности, зажечь дугу и произвести сваривание металла.
4. По завершении сварки алюминия необходимо погасить дугу и дождаться полного прекращения подачи газа.

При осуществлении сварки в среде углекислого газа последовательность действий не будет меняться, но сложность выполнения работ существенно увеличится, по причине чрезмерного образования оксидной плёнки во время сваривания металла.

Вне зависимости от вида инертного газа применяемого для сварки алюминия, горелка над соединяемой поверхностью должна перемещаться очень плавно.

Процесс сваривания этого вида металла не является сложным, но только при условии, если сварочный полуавтомат для сварки алюминия был правильно настроен. Большое внимание следует уделить выбору присадочных материалов применяемых для соединения.

Настройка аппарата и применяемые материалы

Если будет правильно выполнена настройка полуавтомата можно добиться ровного шва и отсутствие участков со сквозным прожогом металла.

Прежде всего необходимо правильно выставить напряжение и силу тока. Примерные значения следующие:

• при толщине свариваемого металла 2 мм — напряжение 15 В;
• сила тока 140-150 А.

Проволока должна соответствовать типу алюминиевого сплава. Обычно, применяют проволоку диаметром 0,8-1,2 мм.

Приведённые выше значения настройки сварочного аппарата являются усреднёнными и могут быть скорректированы как в большую, так и в меньшую сторону в процессе выполнения сварочных работ.

Сварка алюминия постоянным током обратной полярности

Применение переменного тока для сварки алюминия применяется наиболее часто, но не менее качественно выполнить работу можно с использованием постоянного тока обратной полярности.

Данный вариант аргоновой сварки алюминия осуществляется в такой последовательности:

1. К свариваемым деталям подключается отрицательный контакт, а к электроду положительный.
2. Включают подачу защитного газа.
3. Осуществляют сваривание металла при вертикальном наклоне горелки не более 20 градусов.

При выполнения сварочной операции постоянным током обратной полярности рекомендуется не отрывать горелку от свариваемой поверхности более чем на 15 мм иначе возможно затухание дуги. Технология выполнения операции не допускает попадания кислорода в сварочный шов, что позволяет выполнить качественное соединения без образования пустот и примесей внутри металла.

В качестве инертного газа данным методом используется аргон или любой другой инертный газ.

Плюсы и минусы аргонового соединения

Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне своими руками имеет как плюсы, так и существенные недостатки.

1. Преимуществом метода является возможность более качественно управлять процессом дугового разряда, не допуская чрезмерного нагрева металла, в тоже время максимально быстро расплавляя алюминиевую поверхность в месте соединения. Благодаря использованию инертного газа удаётся получить более качественный шов лишённый пористости и посторонних включений.
2. Недостатком метода является высокая стоимость оборудования и расходных материалов.
3. Если необходимо выполнить небольшой объём работ, то дешевле, быстрее и проще воспользоваться услугами профессиональных сварщиков.

Метод соединения алюминиевых деталей требует правильной подготовки материалов и настройки оборудования, что непросто сделать самостоятельно начинающему мастеру. Если принято решение освоить аргоновую сварку алюминия самостоятельно, то советы и видео представленные в статье позволят правильно осуществить основные настройки оборудования и подобрать расходные материалы.

Сварка без газа

Метод получения сварного соединения на поверхности алюминия с использованием полуавтомата, но без газа, считается относительно новым.

В этом случае принципиальная схема используемого аппарата имеет замкнутый контур, в состав которого в обязательном порядке входят заземление, непосредственно сам переносной инвертор, а также специальный электрод.

Кроме этого, в процессе работы в автоматическом режиме осуществляется подвод присадочного электрода.

В большинстве случаев соединение выполняется встык, а медная проволока используется в качестве наплавляющего материала.

При выполнении данного вида сварки с использованием полуавтомата для защиты сварочной ванны используют специальный флюс.

Он вводится в расплавленный металл в момент, когда идет формирование сварочного шва.

В этом случае подвод специальной флюсовой проволоки осуществляется непосредственно через суппорт к самой электрической дуге.

В момент своего сгорания проволока равномерно покрывает всю площадь сварочной ванны.

Данный вид сварки без использования газа в настоящее время активно используется в промышленной сфере для выполнения различного вида задач.

Сварка полуавтоматом алюминиевых поверхностей без использования газа обладает большим количеством самых разных преимуществ.

В первую очередь, такое соединение имеет высокое качество, а сам процесс выполнения работ обладает хорошей функциональностью.

Следует отметить и то, что такая сварка алюминиевых поверхностей не только проста в использовании, но и стоит относительно недорого.

Выполнение сварного соединения без использования газа на полуавтомате считается безвредной операцией, которая не оказывает негативного влияния на экологию.

Полученный таким образом шов на поверхности алюминия, отличается высокой надежностью и функциональностью.

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.

Выбираем аппараты для полуавтоматической сварки алюминия

Для сварки алюминия, которую вы собираетесь выполнять своими руками, очень важно правильно выбрать оборудование, позволяющее получать качественное и надежное соединение.

При выборе подходящего агрегата следует учитывать ряд параметров.

В том случае, если варить алюминий вы собираетесь постоянно, лучше выбрать полуавтомат профессионального типа, отличающийся высокой мощностью.

Режим работы сварочного аппарата

Оптимальным по своим характеристикам является оборудование, работающее в импульсном режиме (PULSE). Использование такого полуавтомата не только обеспечивает разрушение окисной пленки и предотвращает риск прожигания соединяемых деталей, но и гарантирует получение качественного и надежного сварного шва.

Отдельные модели сварочного оборудования могут работать от обычной электросети, но более стабильную работу демонстрируют те из них, которые подключаются к трехфазной электрической сети с напряжением 380 В. Такие аппараты обеспечивают стабильность сварочной дуги и равномерность распределения нагрузки на электрическую сеть.

На выбор оборудования для выполнения сварочных работ с алюминием и сплавами на основе данного металла оказывает влияние и торговая марка, под которой оно выпускается. Среди опытных специалистов большой популярностью пользуются полуавтоматы от немецких и итальянских производителей, а также аппараты отечественного производства.

Сварка деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла является достаточно сложным технологическим процессом, к выполнению которого следует привлекать только квалифицированных специалистов, обладающих опытом работы в данной области.

Присадочный материал для работы

Присадочную проволоку, с помощью которой варят алюминий, производят по двум стандартам:

1. ГОСТ 14838-78 — используют для холодной высадки из алюминия и сплавов с его повышенным содержанием.
2. ГОСТ 7871-75 – используют для сварки алюминия и его сплавов.

Примерная стоимость алюминиевой проволоки для сварки на Яндекс.маркет

Важно использовать проволоку сразу после распаковки коробки. В открытой среде она хранится недолго. Воздух ухудшает её качественные характеристики и окисляет.

Что представляет собой сварка алюминия полуавтоматом

Сварка алюминия и его сплавов полуавтоматом (MIG/MAG-сварка) производится сварочной проволокой (некоторые сварщики употребляют название — плавящийся электрод) для алюминия и сплавов в среде газа или самозащитной проволокой. При этом для защиты алюминия от окисления используется инертный газ, чаще всего аргон. Подача присадочной проволоки происходит автоматически, а перемещение горелки сварщик осуществляет вручную.

Сварка алюминия полуавтоматом без газа не рекомендуется к применению и встречается гораздо реже, так как в этом случае:

• значительно повышается пористость шва и уменьшается его прочность;
• застывший шлак плохо отделяется;
• присутствует сильное разбрызгивание металла.

Единственной серьезной причиной, благодаря которой такой способ сварки все же используется, является его очевидная дешевизна. Поэтому сварка алюминия полуавтоматом без аргона распространена среди кустарей-одиночек, экономящих на качестве сварного шва.

В отличие от стали алюминий обладает гораздо большей теплопроводностью, поэтому при работе с ним скорость подачи проволоки увеличивается, а поверхность массивных свариваемых изделий необходимо дополнительно прогревать.

Чаще всего сварку алюминия полуавтоматом используют для сварочных работ в промышленных масштабах, в том числе в авиационной и судостроительной промышленности. Тем более, что в этом случае используются:

• высококачественный инертный газ и присадочная проволока;
• труд профессиональных сварщиков;
• дорогостоящее профессиональное оборудование.

Вместе, эти три важнейших фактора обеспечивают первоклассный результат.

Чем отличается сварка алюминия полуавтоматом от аргонодугового (TIG) метода

Основных отличий всего несколько:

1. 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.
2. Кроме того, аргонодуговой метод предназначен лишь для ручной сварки.
3. Аргонодуговой сваркой завариваются более ответственные участки из-за более высокой прочности соединения.
4. Сварка вольфрамовым электродом (TIG) требует больше денежных затрат на расходные материалы (комплектующие).

Аргонодуговой метод является весьма распространенным на производстве и в бытовых условиях, поэтому заслуживает более подробного описания, которое вы можете изучить по ссылке.

Сварочный полуавтомат для сварки алюминия может быть оснащен стандартными функциями и с импульсным режимом. Использование последнего дает больший эффект, так как под воздействием мощного импульса происходит моментальное пробивание оксидной пленки на поверхности свариваемого изделия. Каждая капля расплавленного алюминия из проволоки в момент действия импульса высокого напряжения вдавливается в поверхность. В результате значительно повышается качество сварного шва при значительном уменьшении разбрызгивания металла.

Особенности и преимущества сварки алюминия полуавтоматом

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

1. Высокая производительность. По сравнению с аргонодуговой сваркой скорость возрастает в три раза.
2. Простота. Этот метод значительно проще, чем аргонодуговой, им легко может овладеть даже любитель. Поэтому сварка алюминия полуавтоматом своими руками представляется вполне обыденным делом.
3. Важность наличия импульсного режима в полуавтомате. Так как в этом случае эффективность выполнения сварочных работ и качество шва на выходе значительно возрастают.
4. Необходимость использования высококачественной сварочной проволоки (присадки). В противном случае стабильность и эффективность процесса сварки может серьезно пострадать.
5. Для алюминия чаще всего выставляют подачу проволоки на 15-20% выше, чем для той же толщины черного металла (стали) и приблизительно на 30 процентов больше напряжения.

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:

1. Ток должен иметь обязательно обратную полярность, потому что в таком случае оксидная пленка не разрушается.
2. 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. На картинке справа хоть и правильной формы, но с насечками- такой не подойдет.
3. Диаметр проволоки должен быть меньше, чем у наконечника, так как при нагреве алюминий расширяется сильнее, чем сталь. Для сварки рекомендуем использовать проволоку — AlMg5 по ссылке или её аналоги.
4. Желательно использовать чистый аргон в качестве инертного газа, так как в этом случае обеспечивается максимальное качество сварного шва
5. Сварочная горелка должна иметь специальный тефлоновый рукав для того, чтобы уменьшить трение алюминиевой проволоки.
6. Сварка МИГ-МАГ алюминиевых сплавов рекомендуется на толщинах более 3мм и важно использовать формирующую подкладку с канавкой.

Как правильно выбрать полуавтомат для сварки алюминия

Выше вы уже узнали, как сваривать алюминий полуавтоматом. Теперь пора определиться с тем, как сориентироваться среди многообразия моделей и приобрести наиболее подходящий вариант полуавтомата.

Выбор действительно имеется очень обширный. Все варианты можно условно разбить на такие основные группы:

Бюджетные полуавтоматы

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.

Использование полуавтоматов для сварки алюминия – это весьма продуманное и правильное решение, которое приняли многие практичные люди. В компании Тиберис эти устройства вы всегда приобретаете на выгодных условиях.

Видео сварки алюминия сварочным полуавтоматом

Видео-материал для наглядного ознакомления, который показывает процесс сварки алюминия аппаратом МИГ/МАГ. Это не учебный ролик.

Полезные советы

Чтобы качественно заварить металл полуавтоматом, стоит прислушаться к профессионалам:

1. Для очистки алюминия нежелательно использовать металлические щетки, которыми чистили другие металлы, лучше вязать новую, без посторонних включений. Лучше использовать химическую обработку металла кислотой с последующей промывкой.
2. При сварке алюминия полуавтоматом в аргоне на четырехтактном импульсном токе металл прогревается быстрее, в зоне расплава создается высокая температура. Снижается вероятность попадания остаточного слоя оксида в шов.
3. Снизить внутренние линейные напряжения можно, убавляя ток к финальному этапу сварки. Начинают работу, наоборот, на максимальном режиме, чтобы пробить оксидированный слой.
4. Работая полуавтоматом в среде углекислого газа, резких движений не делают, насадка должна расплавляться равномерно.
5. Когда используют защитную атмосферу, рабочую зону ограждают от сквозняков, чтобы порывы ветра не сносили в сторону газовое облако.
6. При работе необходимо соблюдать технику безопасности, использовать спецодежду, индивидуальные средства защиты, в том числе для органов дыхания, некоторые легирующие добавки оказывают на организм токсическое действие.

Полуавтоматическая сварка алюминия в домашних условиях требует определенных навыков. Новички могут сварить металл некачественно, тогда его будет корежить, шов растрескается. Перед тем, как браться за ответственные соединения, нужно «набить руку», научиться выдерживать оптимальное расстояние, выработать скоростной режим.