Можно ли алюминий заварить: Сварка алюминия в домашних условиях
alexxlab | 10.02.2023 | 0 | Разное
Сварка алюминия в домашних условиях
Внушительный список достоинств сделал алюминий востребованным материалом во всех отраслях экономики, включая корабле- и самолетостроение. Но, как и любой другой металл, он имеет и недостатки. Один из них – технологические сложности при сваривании заготовок из алюминия и его сплавов. Качественно выполнить подобную работу могут только высококвалифицированные специалисты.
СОДЕРЖАНИЕ
- Почему свариваемость алюминия низкая
- Способы сварки алюминия
- Что нужно для сварки алюминия
- Чем варить алюминий в домашних условиях
- Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде
- Задействуем полуавтомат
- Выполняем работы инвертором
- Технология сварки алюминия при помощи флюсов
- Заключение
Почему свариваемость алюминия низкая
Мягки серебристый металл сложно поддается сварке в силу объективных причин, которые вытекают из его свойств.
А именно:
- В процессе работы очень сложно контролировать сварочную ванну из-за высокой текучести металла. Необходимо использовать специальные теплоотводящие подкладки.
- Расплавляясь, алюминий выделяет много водорода. В результате после остывания расплава внутри и на поверхности остается много микропустот.
- Алюминий характеризуется высокой степенью усадки. Из-за этого во время охлаждения не исключена деформация шва.
- Высокая теплопроводность вынуждает использовать ток, сила которая намного больше, чем при исполнении аналогичных работ с другими металлами. Сравнительно с обычной сталью разница составляет 100 процентов.
Необходимо подчеркнуть, что в домашних условиях любителям не приходится иметь дело с чистым алюминием. Сваривать приходится его сплавы.
Способы сварки алюминия
На практике есть большое количество приемов и разных способов сварки алюминия и его сплавов. Они отличаются не только методами работы, но и оборудованием, дополнительными материалами. Наиболее часто применяется три способа сварки:
- с использованием вольфрамовых электродов и инертного газа;
- в инертной среде полуавтоматической сваркой;
- без газов с применением плавящихся электродов.
Третий способ представляет собой распространенную технологий сварки алюминиевых заготовок без аргона.
Важно! Сварочные работы со сплавами алюминия подразумевают необходимость разрушения оксидного слоя, образованного на поверхности в результате окисления металла. Для достижения результата используется переменный ток или постоянный с обратной полярностью.
Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.
Что нужно для сварки алюминия
Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.
При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.
Чем варить алюминий в домашних условиях
Соединение алюминиевых заготовок с использованием покрытых электродов обозначается аббревиатурой ММА.
Режим Manual Metal Arc применяется при работе с металлическими заготовками толщиной от 4 мм и в случаях соединения конструкций с невысокими требованиями к качеству. Этот метод не относится к числу высокотехнологичных: во время выполнения работ внутри швов остаются поры, которые заметно снижают их прочность. Еще одни большой минус – очень сложно застывший шлак, который в конечном итоге приводит к усилению коррозии.
Особенности сварочных работ по алюминию электродами со специальным покрытием:
- используется только обратно полярный постоянный ток;
- величина силы тока определяется, выходя из соотношения 25-30 А на каждый миллиметр толщины заготовки;
- качественный шов может получиться только при условии, что кромка детали средней толщины нагрета до температуры 300 градусов Цельсия. Толстые детали разогреваются до 400 °C;
- в обязательном порядке необходимо медленное остывание. В противном случае шов будет хрупким;
- электрод нужно сжигать «за один присест».
В случае разрыва электрической дуги на поверхности алюминия и электрода образуется слой из шлака, который препятствует протеканию тока. Повторно разжечь дугу будет затруднительно.
В случае разрыва электрической дуги на поверхности алюминия и электрода образуется слой из шлака, который препятствует протеканию тока. Повторно разжечь дугу будет затруднительно.По завершению работы требуется хорошо очистить шов от шлака: в дальнейшем он становится причиной активной коррозии металла. Для этого достаточно иметь горячую воду и обыкновенную щетку по металлу.
Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде
Когда прочность и качество сварного шва поставлены во главу угла, то самое время прибегнуть к технологии сварки алюминия вольфрамовыми электродами с использованием инертного газа. Для защиты подойдет аргон или гелий. Электроды применяются диаметром от 1,6 до 5 мм. Дополнительно используется присадочная проволока толщиной 1,6-4 мм.
Сварка подключается к сети переменного тока, а технологические параметры подбираются в зависимости от оборудования. Другими словами, под определенные режимы сварки приобретаются электроды и проволока нужной толщины; определяется скорость подачи инертного газа, сила тока и прочие параметры.
Особенности сварки:
- Важно, чтобы длина дуги не превышала 2,5 мм.
- Электрод по отношению к поверхности ставится под углом порядка 80 градусов.
- Между присадочной проволокой и электродом выдерживается прямой угол.
- Изначально по шву перемещается проволока и только следом проходит горелка с электродом.
- Ровность шва можно обеспечить при условии продольного перемещения электрода. Нежелательно двигать электродом в поперечном направлении.
- Чтобы ванна заполнялась равномерно проволоку в рабочую зону следует подавать возвратно-поступательным перемещением.
- Свариваемые элементы следует укладывать на железный стол. Черный метал будет отводить избыточное тепло.
- Подача инертного газа начинается за 4-5 сек до образования и прекращается через 6-7 секунд после прерывания сварочной дуги.
Задействуем полуавтомат
Применение для сварки алюминиевых сплавов полуавтоматического аппарата является идеальным решением.
Еще несколько особенностей:
- В силу того, что алюминиевая проволока расплавляется с большей скоростью по сравнению со стальной, соответственно, подавать ее надо в несколько раз быстрей.
- Коэффициент расширения алюминия больше, чем стали. Чтобы выровнять ситуацию, необходимо приобрести специальный наконечник с обозначением «Al».
- Мягкая проволока может стать причиной образования скрутки или петли, что приведет к прерывания сварочных работ. Желательно предусмотреть специальный механизм подачи. Его несложно смастерить самостоятельно из трех-четырех направляющих роликов.
Выполняем работы инвертором
Для сваривания алюминиевых заготовок нередко используется инвертор. Очень важно правильно подобрать силу тока и электрод. Лучше всего подходят продукты марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Выбор силы тока выполняется с учетом высоких плавильных свойств материала. В остальном все идентично процессу сваривания черных металлов.
Важно! Вначале электроды желательно прокалить в печи, специально предназначенной для их термической обработки.
Читайте также: Как правильно варить электросваркой
Технология сварки алюминия при помощи флюсов
На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.
Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.
Заключение
Из материала статьи несложно сделать основные выводы. Прежде всего то, что для сваривания алюминия есть множество вариантов, которые отличаются оборудованием и способом. Но в любом случае важна тщательная предварительная подготовка, правильный выбор материалов и настройка аппарата.
Читайте также: Виды электродов для сварки
Как и чем варить алюминий
Оцените, пожалуйста, статью
12345
Всего оценок: 73, Средняя: 2
Можно ли приварить алюминий к нержавеющей стали?
Статьи о сварке
Можно ли приварить алюминий к нержавеющей стали?
К нам очень часто обращаются клиенты с вопросом – «можно ли приварить нержавейку к алюминию».
Простыми видами сварки- покрытым электродом, аргонодуговой сваркой, полуавтоматом произвести эту технологическую операцию не получится. Так как при приварке к алюминию таких металлов как сталь, медь, магний, титан образуются очень хрупкие интерметаллические связи. И данное соединение не будет качественно работать ни на герметичность, ни на механические нагрузки. Следовательно качественной сваркой это назвать нельзя. При высокой необходимости для сварки алюминия с другим металлом используют биметаллические переходные заготовки, но их производство очень тяжелый технологический процесс и стоимость такого соединения очень дорогое удовольствие. Поэтому делаем вывод – для простых смертных технология сварки алюминия с другими металлами находится в недосягаемости.
Что касается услуг по сварке алюминия – вы всегда можете обратиться в компанию Аргон66 в Екатеринбурге по адресу Космонавтов 258/3. тел. +7 343 2020023
http://argon66.ru
Про сварку разных металлов можно выделить интересную статью от компании ESAB, размещенную у них на сайте в разделе “ЦЕНТР ЗНАНИЙ ЭСАБ”
Цитата:
“Можно ли сваривать алюминий со сталью с использованием дуговой сварки стальным плавящимся или вольфрамовым электродом в среде инертного газа (GMAW и GTAW)?
В то время как алюминий сравнительно легко скрепляется с большинством металлов адгезивным соединением или механическими способами, для дуговой сварки алюминия с другими металлами, такими как сталь, необходимы особые технологии.
Биметаллические переходные вставки. В продаже доступны биметаллические переходные материалы для сваривания алюминия с такими металлами, как сталь, нержавеющая сталь и медь. Такие вставки представляют собой элементы из алюминия, к которому уже прикреплен другой материал. Для скрепления этих разнородных материалов в биметаллическую переходную вставку обычно используются такие методы, как прокатка, сварка взрывом, трением, оплавлением или давлением с подогревом, но не дуговая сварка.
Покрытие разнородными материалами перед сваркой. Чтобы упростить дуговую сварку стали с алюминием, на сталь можно нанести покрытие. Одним из вариантов является нанесение покрытия из алюминия. Для этого иногда применяется метод покрытия погружением (в расплав алюминия) или пайка алюминия на стальную поверхность. После нанесения покрытия стальной элемент можно приваривать к алюминиевому методом дуговой сварки (при этом необходимо избегать соприкосновения дуги со сталью). При такой технологии сварки используются особые приемы, которые помогают направить дугу на алюминиевый элемент и позволяют расплавленному алюминию из зоны сварки стечь на стальной элемент с алюминиевым покрытием. Еще один метод соединения алюминия со сталью предполагает покрытие стальной поверхности серебряным припоем. После этого выполняется сварка соединения с использованием алюминиевого присадочного сплава (при этом необходимо избегать прожигания слоя из серебряного припоя). Методы сварки на основе покрытия обычно не применяются в случаях, если необходимо обеспечить высокую механическую прочность соединения.
Они используются только для герметизации.”
источник – http://www.esab.ru/ru/ru/education/blog/can-i-weld-aluminum-to-steel.cfm
Какие алюминиевые сплавы лучше всего подходят для сварки?
Алюминий и его сплавы чрезвычайно популярны для широкого спектра применений. Тем не менее, существует распространенное заблуждение, что алюминий не может быть эффективно соединен с помощью обычных процессов сварки, как стальные сплавы.
Многие люди думают, что у них нет другого выбора, кроме как соединить алюминиевые детали с помощью механических застежек, таких как заклепки, но на самом деле все сложнее. Есть некоторые нюансы, когда речь идет о сварке алюминия.
В этой статье вы получите общее представление о том, насколько поддаются сварке алюминий и его сплавы. Вы также узнаете о методах сварки и о шести лучших алюминиевых сплавах для сварки. Эта информация поможет вам определить, можно ли сваривать алюминиевое изделие.
Содержание
Насколько алюминий поддается сварке?
Квадратные алюминиевые профили, вваренные в раму
Вообще говоря, способность алюминия к сварке (свариваемость) варьируется в зависимости от серии сплавов. Он может варьироваться от «очень хорошо» до «не поддается сварке обычными методами дуговой сварки». Тем не менее, большинство алюминиевых сплавов можно сваривать в правильных условиях и при соблюдении надлежащих мер предосторожности.
Из-за его физических и химических свойств методы сварки алюминия отличаются от других металлов. Таким образом, эту практику должны выполнять только профессионалы, специально обученные сварке алюминия.
В частности, сварка алюминия усложняется двумя свойствами.
- Оксидный слой на его поверхности
- Теплопроводность алюминия
Давайте поговорим о каждом из этих свойств.
Оксидный слой
Одной из мер предосторожности, которую должны соблюдать сварщики при работе с алюминием, является подготовка или очистка поверхности, которую они собираются сваривать.
Алюминий естественным образом образует на своей поверхности слой оксида, что вызывает проблемы.
Этот оксидный слой устойчив к коррозии — желательное качество в большинстве случаев — но материал твердый. Его температура плавления почти в три раза выше, чем у алюминия. Таким образом, если оксид алюминия не будет полностью удален, он может создать загрязнения в соединении, что приведет к пористости и трещинам.
Теплопроводность
Следует также помнить, что алюминий имеет гораздо более высокую теплопроводность, чем сталь. И хотя его температура плавления ниже, чем у стали, вам нужно приложить больше тепловой энергии к сварному шву.
Одним из способов борьбы с высокой теплопроводностью в некоторых соединениях является предварительный нагрев алюминия. Опытные сварщики делают это, чтобы предотвратить прожоги на более тонких алюминиевых участках и на более толстых материалах, чтобы обеспечить достаточное проплавление сварного шва.
Методы сварки алюминия
Человек, использующий сварочный аппарат TIG для изготовления алюминиевой рамы
Лучший метод сварки конкретного алюминиевого изделия зависит от различных факторов.
Это может быть толщина материала, назначение детали и свариваемые сплавы.
Вообще говоря, двумя наиболее распространенными методами сварки алюминия являются сварка в среде инертного газа (MIG) и сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG). Для этих процедур обученный специалист должен подобрать соответствующий состав присадочного металла. Они будут принимать во внимание различные факторы, такие как:
- Свариваемость основного металла
- Требования к механическим свойствам
- Коррозионная стойкость
- Анодирующие покрытия
Существуют таблицы, помогающие выбрать соответствующие присадочные металлы для многих алюминиевых сплавов.
Сварка трением с перемешиванием (FSW) — это еще один тип сварки, который можно использовать в некоторых случаях для создания очень высокопрочных сварных швов. В отличие от методов дуговой сварки, которые мы упоминали, он включает использование высокоскоростного вращающегося цилиндрического инструмента для размягчения и смешивания алюминия.
К сожалению, СТП может не подходить для всех случаев, так как требует специальной настройки оборудования и позволяет сваривать только стыковые соединения.
Для сварки алюминия можно использовать несколько других методов сварки, например лазерную сварку (LBW). Однако в большинстве отраслей они менее распространены.
Свариваемость различных серий сплавов
Квадратные экструдированные алюминиевые трубы
Хотя свариваемость различных алюминиевых сплавов различается, вы определенно можете увидеть закономерности в их свариваемости, которые различаются в зависимости от их основных легирующих элементов или серий марок.
Сплавы серий 2XXX и 7XXX обладают очень высокой прочностью и часто используются в аэрокосмической и авиационной промышленности. Но эти сплавы иногда называют «несвариваемыми».
Большинство сплавов этой серии чрезвычайно склонны к горячему растрескиванию из-за содержания в них меди или цинка. Однако термин «несвариваемый» вводит в заблуждение, поскольку некоторые из этих сплавов действительно можно сваривать.
Но сварщик должен принять особые меры предосторожности, чтобы обеспечить хорошее качество сварки.
Сплавы, принадлежащие к серии 6XXX, обладают хорошей свариваемостью, если используются соответствующие методы для предотвращения их склонности к растрескиванию. Они не такие прочные, как сплавы 2ХХХ и 7ХХХ, но обладают другими превосходными физическими свойствами. Сплавы серии 6XXX часто используются в сварочных работах, несмотря на трудности.
Сплавы серии 4XXX обычно используются в качестве присадочного материала для сварки других алюминиевых сплавов, включая сплавы серии 6XXX. Содержание в них кремния значительно снижает их температуру плавления и позволяет им улавливать некоторые легирующие компоненты других термообрабатываемых сплавов.
Наконец, остальные сплавы серий 1XXX, 3XXX и 5XXX обычно демонстрируют свариваемость от хорошей до отличной, хотя только сплавы серии 5XXX обычно используются для применений, требующих структурной целостности.
6 Распространенные алюминиевые сплавы для сварки
В следующей таблице показаны некоторые наиболее часто свариваемые алюминиевые сплавы.
| Обозначение сплава | Преимущества | Недостатки | Общие приложения |
|---|---|---|---|
| 3003 | Очень популярный сплав общего назначения. Отличная формуемость и свариваемость | Не особенно сильный. | Обработка листового металла, штамповка, топливные баки, кухонная утварь, электроника. |
| 5052 | Прочнее, чем 3003. Хорошая свариваемость и отличная коррозионная стойкость. | Не подлежит термообработке. | Сосуды под давлением, резервуары, гидравлические трубки, приборы, морское оборудование. |
| 5083 | Высокая эффективность сварки и очень высокая прочность соединения. Хорошая коррозионная стойкость. | Не подлежит термообработке. | Буровые установки, резервуары и морские компоненты, криогенные установки. |
| 5454 | Прочность от средней до высокой, отличная свариваемость. | Не рекомендуется для облицовки. | Применение в условиях высоких температур, например, для перевозки автоцистерн с горячим асфальтом и самосвальных кузовов, а также для некоторых емкостей для хранения химикатов, таких как перекись водорода. |
| 6061 | Хороший универсальный сплав. | Не лучший рейтинг в какой-либо конкретной области. | Конструкционные и сварные узлы, вагоны, трубопроводы, самолеты, автомобильные детали. |
| 6063 | Средняя прочность и хорошая коррозионная стойкость, свариваемость и обрабатываемость. | Плохая обрабатываемость. | Прессованные детали, такие как трубчатые перила, мебель, архитектурное, медицинское оборудование. |
Вывод: можно ли сваривать алюминиевые изделия?
Роботизированный сварочный аппарат
Если процесс формирования требует сварки вашего алюминиевого изделия, есть большая вероятность, что вы сможете это сделать! За некоторыми исключениями, такими как многие представители серий 2XXX и 7XXX, алюминиевые изделия можно соединять с помощью соответствующих методов сварки.
В дополнение к ручной сварке вы также можете использовать роботизированную сварку для своего проекта. Роботизированная сварка обеспечивает более высокую точность сварки, согласованность и большую производительность. В Gabrian мы используем роботизированные сварочные установки для некоторых наших клиентов, занимающихся экструзией алюминия.
Если вам нужна помощь в изготовлении вашего следующего изделия из алюминия или требуется помощь в обработке, свяжитесь с нашей командой специалистов по обслуживанию. Вы также можете ознакомиться с нашими линиями алюминиевого проката и изделий из экструдированного алюминия, чтобы узнать, как мы можем удовлетворить ваши производственные потребности.
Соединит ли: медь и алюминий
Сварка трением стала основным выбором для компаний, желающих соединить разнородные металлы. Поскольку сварка трением представляет собой процесс соединения в твердом состоянии, не требующий плавления, он позволяет соединять два металла, таких как медь и алюминий, которые невозможно соединить с помощью более традиционных методов сварки.
С помощью процессов сварки плавлением, таких как сварка MIG и TIG, может быть сложно соединить разнородные металлы, поскольку они часто существенно различаются по составу и физическим, механическим и металлургическим свойствам.
Медь и алюминий имеют совершенно разные температуры плавления. Медь имеет температуру плавления 1984°F; Алюминий имеет температуру плавления 1221°F. Это означает, что если вы соедините два материала с помощью процессов плавления, вы рискуете перегреться и ослабить алюминий. Фактически, в процессах плавления вы всегда будете изменять свойства одного или обоих материалов из-за плавления. Несмотря на то, что иногда это делается в промышленности, сварка TIG алюминия с медью не считается жизнеспособным процессом.
Итак, как эффективнее соединить эти два материала?
Сварка трением является наиболее эффективной технологией биметаллического соединения. При сварке трением сварные швы имеют кованое качество, а материалы пластифицируются, а не плавятся, что создает более прочные сварные швы, чем при сварке.
Кроме того, правильно выполненный сварной шов трением не вызывает гальванической коррозии, также известной как биметаллическая коррозия, вокруг соединения.
Вот три распространенных применения сварки трением для комбинаций меди и алюминия:
1. Линейная сварка трением для медно-алюминиевой пластины теплообменника
Используя линейную сварку трением, компания MTI соединяет медь с алюминием для формирования пластин теплообменника для транспортных средств. Хотя медь передает тепло быстрее, чем почти любой другой металл, медь не очень хорошо или очень жестко крепится к другим поверхностям. Так, медь приварена к алюминию, что позволяет использовать алюминий в качестве монтажной поверхности.
2. Вращательная сварка трением медных и алюминиевых электрических компонентов
MTI использует вращающуюся сварку трением для соединения алюминиевых сплавов с медными сплавами для электрических разъемов.
Таким образом, мы получаем преимущества теплопередающих свойств меди в сочетании с преимуществами экономии затрат алюминия.
3. Вращательная сварка трением медных и алюминиевых кабелей батареи
MTI также использует вращательную сварку трением для соединения меди с алюминием в кабелях батареи. В этом случае и медь, и алюминий идеальны по разным причинам. Медь обеспечивает высокую электропроводность при небольшом сопротивлении, в то время как алюминий является гораздо более легким металлом. Заменяя алюминий более тяжелыми металлами, когда это применимо, мы можем уменьшить вес конечного автомобиля, что называется облегчением. Вот почему сочетание алюминия с другими материалами стало важным аспектом автомобильного производства.
Больше биметаллических комбинаций
Зайдите в наш Центр решений вместе с Дуэйном Нойербургом из MTI, чтобы увидеть некоторые из других популярных биметаллических комбинаций MTI и узнать, почему переход на биметаллическую деталь может сэкономить компаниям время и деньги:
Почему MTI
MTI имеет многолетний опыт соединения биметаллических конструкций.