Сварка алюминия электродами инвертором как варить правильно

Электроды по алюминию своими руками как сделать, характеристики, особенности, правила применения

Сваривание элементов из легкоплавких металлов по трудоемкости можно сравнить с тугоплавкими. На первые и вторые оказывают влияние не только внутренние, но и внешние факторы.

Электроды для алюминия включает различные добавочные материалы, что упрощает работу с этим цветным металлом, создают дополнительную защиту.

Но и они не в состоянии избавить сварщика от всех предварительных аспектов, которые необходимо решить перед началом операции сварки.

Стержни по алюминию имеют широкое хождение не только на промышленных предприятиях, но и бытовых условиях — гараже, загородном доме, небольшой ремонтной мастерской.

Однако используя их дома для соединения деталей инвертором, можно столкнуться с определенными трудностями. И только правильно подобранный наплавочный материал и предварительная подготовка поможет качественно соединить конструкцию.

  • Технические особенности электродов
  • Выполнение сварки
  • Выбор электрода
  • Виды

Технические особенности электродов

Толщина соединяемых деталей ограничена диаметром стержня, который, в основном, колеблется от 4 до 5 мм. Операции с более тонкими электродами сопряжены с трудностями в силу повышенной скорости плавления стержня.

Последний расплавляется в три раза быстрее стального. Исходя из этого, рекомендуется сваривать алюминиевые детали толщиной не менее 4 мм. Выпускаемая длина 3-х миллиметровых стержней — 22-30 см, 4-5 — 35-45 см.

Основными трудностями, которые возникают во время сварочного процесса алюминия, являются следующие факторы:

  • оксидная пленка — формируется на поверхности стыкуемых элементов, причем температура плавления первой, более чем в три раза выше расплава самого алюминия — 2 000° C;
  • быстрое окисление металла приводит к образованию тугоплавкой пленки, что усложняет получение цельного шва;
  • чтобы предупредить растекание металла, следует применять теплопроводящие подкладки;
  • присутствие в алюминиевых сплавах кремния способствует формированию кристаллизационных трещин;
  • при случайной остановке операции на конце электрода и сварочной ванны возникает слой шлака, усложняющий повторное разжигание дуги;
  • вследствие высокого показателя линейного расширения, происходит деформирование сварочного валика при его затвердевании.

Операции сварки с алюминием потребует повышения силы тока в 1,5 раза, по сравнению с другими металлами.

Выполнение сварки

Для качественного соединения деталей необходимо выполнить предварительную зачистку их поверхности от всевозможных загрязнений и оксидов, подготовить стыки. Дома этому будут способствовать различные растворители, на производстве — щелочные ванны.

Среди первых практикуются уайт-спирит, технический ацетон, растворители на основе ксилола и уайт-спирита — PC-1, PC-2. Щелочная ванна допускает нахождение детали в составе не больше 5 мин.

Щелочную ванну можно приготовить самостоятельно, для этого понадобится:

  • вода — 1 л;
  • кальцинированная сода — 50 г;
  • технический трехзамещенный фосфорнокислый натрий — 50 г;
  • силикатный клей — 30 г.

Для улучшения очистки, щелочную жидкость необходимо подогреть до температуры 65°. После извлечения алюминиевой заготовки из ванны, нужно очистить предназначенные для соединения торцы специально предназначенной для этого металлической щеткой, с тонкой щетиной либо напильником.

Ручной труд вполне заменит шлифовальная машина. После очистки, элементы следует еще раз очистить растворителем.

Подготовки перед сваркой потребуют и токопроводящие стержни для сварочной операции. Для получения качественного валика, электроды необходимо два часа выдержать в печи при температуре не менее 200° C.

Операция сварки предполагает использование постоянного тока обратной полярности, с величиной до 30 A на каждый миллиметр диаметра сварочного стержня. Повысит качество соединения, предварительный разогрев деталей до 300-400°.

Величина нагрева прямо пропорциональна толщине соединяемых конструкций. Однако если обработке подлежат крупногабаритные детали, нагреваются только предполагаемые для сварки торцы.

Обеспечить получение качественного валика помогут следующие операции:

  • шов освобождается от сформировавшейся корки шлака;
  • валик поливается горячей водой;
  • очищается металлической щеткой.

Предупредить проявление коробления и кристаллизационных дефектов при сварке поможет медленное остывание сварного валика.

Выбор электрода

Выбирая токопроводящие стержни для сварки алюминия, необходимо обратить внимание на такие аспекты:

  1. Состав электрода должен соответствовать сплаву соединяемых элементов. Информация о первом указывается производителем на упаковке, сертификате.
  2. Толщина расходного материала не должна превышать толщину обрабатываемой детали больше чем на 1 мм. Нарушение правила приведет к прожогу элемента.
  3. Просушенные более раза сварочные стержни снижают прочность полученного валика. Сварка выполняется угольными, графитовыми либо вольфрамовыми электродами, что определяется способом операции.

Для сварочных операций с алюминием используется несколько видов стержней. Основными из них являются следующие группы:

  • щелочно-солевая — OK 96.10, 20, 50, предназначены для алюминия и его технической категории, из-за повышенной гигроскопичности нуждаются в защите от влажности;
  • OЗAHA — обеспечивают хороший показатель свариваемости и полученного валика на разных сплавах металла, можно варить не только горизонтальные, но и вертикальные швы;
  • OЗA — CвA1, 3, 5, 10, для чистого алюминия и сплава с кремнием;
  • УAHA — сплавов алюминия;
  • вольфрамовые — с использованием регулируемой защитной атмосферы.

Главным минусом последних считается тяжелый розжиг дуги.

Для несложных операций сварки электроды по алюминию можно изготовить собственными силами.

Это потребует следующих расходных материалов:

  1. Алюминиевая проволока длиной ± 30 см, диаметром — 3-4 мм;
  2. Обмазка, приготовленная из толченого мела и жидкого стекла.

Пастообразную смесь нанести равномерно на проволоку слоем 1-2 мм. После просыхания электрод готов к использованию.

Техника сварки инвертором алюминия электродами в домашних условиях

Высокая прочность, малый удельный вес и доступная цена сделали алюминий одним из самых популярных металлов. Его используют везде: от авиакосмической отрасли до производства домашней утвари. Ремонт алюминиевых изделий и создание собственных конструкций в мастерской на дому затруднены рядом особенностей металла. Сварка алюминия электродом в домашних условиях инвертором – один из способов преодоления этих сложностей, не требующий дорогостоящего оборудования и высокой квалификации работника.

Читайте также:  Как нарезать резьбу в отверстии с помощью болта; Изобретения и самоделки

Особенности работы

Температура плавления металла 660 о С. При нагреве атомы вступают в реакцию с кислородом, образуя слой тугоплавкого оксида алюминия с температурой плавления свыше 2200 о С. Этот слой препятствует полноценному формированию шва.

Алюминий обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. На практике это означает, что для прогрева металла заготовки, особенно при большой толщине, придется использовать большие значения рабочего тока.

Металл и его сплавы характеризуются также высокой текучестью, затрудняющей работу в ряде сварочных положений.

Чтобы предотвратить контакт расплава и кислорода воздуха, используют сварку в газовой среде. В рабочую зону подают гелий, аргон или его смеси, вытесняющие воздух и создающие защитное облако. Этот способ требует дорогостоящего оборудования и постоянной подачи газа. Он экономически эффективен при больших объемах работ.

Для ограниченных объемов работы на дому подойдет ручная электродная сварка постоянным током. Для этого производятся электроды с покрытием, оптимизированные для применения с теплопроводящими материалами.

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

Чтобы получать прочные и долговечные соединения, необходимо знать и учитывать следующие моменты:

  • изделия из алюминиевых сплавов всегда покрыты слоем тугоплавких оксидов;
  • перед началом сварки этот слой следует снять с помощью механической зачистки или протравливания;
  • оксидный слой быстро восстанавливается на воздухе, поэтому обработку нужно проводить непосредственно перед сваркой;
  • цвет алюминиевой заготовки при нагреве практически не меняется, следить за температурой визуально не удастся;
  • при нагреве снижается прочность изделия, это может привести к появлению микродефектов в ходе кристаллизации.

Учет этих особенностей позволяет избегнуть типовых ошибок, когда нужно заварить алюминиевые заготовки на дому.

Можно ли инвертором?

Как варить алюминий инвертором и можно ли вообще это сделать? Такая возможность существует. Использование электродов с обмазкой дает возможность работать с использованием обычных инверторов средней мощности бытового класса. Разумеется, такими устройствами можно сваривать только заготовки толщиной 3-4 мм. Для более толстых потребуется мощные полупрофессиональные инверторы.

Специфика

Сам инвертор, применяемый для сварки алюминиевых заготовок, может быть начального уровня, бытового класса. Решающее значение играет подготовка поверхности, подбор сварочных материалов и тщательное соблюдение технологии.

Электроды серий ОЗ обладают отличными эксплуатационными качествами. Но проявляются эти качества только при низкой влажности материала обмазки. Поэтому до применения их обязательно нужно прокалить при температуре 120-140 о С в течение 40 минут. После прокаливания электроды нужно хранить в печи или в специальном герметичном футляре.

В ходе работы нужно соблюдать внимательность и осторожность. Высокая текучесть расплава и его тенденция к образованию брызг не позволяет работать в вертикальном и потолочном положениях. И в нижнем сварочном положении рекомендуется использовать подкладные пластины, чтобы предотвратить протечку расплава.

Во избежание температурных деформаций в ходе затвердевания швы нужно стараться по возможности размещать дальше друг от друга.

Каким должен быть аппарат?

Особо специфических условий к аппарату не предъявляется. Он должен поддерживать рабочий ток, достаточный для выбранной толщины заготовки и диаметра электрода. Рабочее напряжение выставляется в районе 22-24 вольт.

Аппарат должен поддерживать режим обратной полярности.

Большой запас по току приводит к росту габаритов, веса и повышенному расходу электроэнергии.

Если планы на сварку алюминия большие и такие работы планируется выполнять постоянно, то лучше сразу приобрести устройство, поддерживающий режим TIG, или сварку неплавким электродом в аргоновой или гелиевой защитной атмосфере. Электрод может быть из вольфрама или графита. Такой полуавтомат позволяет варить и обычными стержневыми плавкими электродами без подачи газа.

Электроды

Наиболее популярными электродами, применяемыми по алюминию для инверторной сварки, являются изделия следующих серий:

  1. ОЗА-1. Служит для сварки чисто алюминиевых заготовок. Перед сваркой требуется снять оксидный слой и подогреть поверхность для ее осушения.
  2. ОЗА-2. Применяется для наплавных работ кремниево-алюминиевыми сплавами. а также для ремонта брака отливок.
  3. ОЗАНА-1. Для чисто алюминиевых деталей толще 10 мм. Прогревать их необходимо до 400 о С.
  4. ОЗАНА-2. Модификация для сварки алюминиевых сплавов.
  5. ОКБ96.20. Для работы по алюминиевым сплавам, легированным Mn, Mg и Si. Применим и по дюралюминию.

Техника сварки покрытыми

Сварка деталей из алюминия инвертором проводятся с использованием тока обратной полярности, в нижнем сварочном положении. Это обуславливается высокой текучестью расплава и необходимостью поддерживать высокую скорость движения электрода

Электрод следует подносить перпендикулярно линии шва либо с небольшим наклоном назад. Траектория движения- прямая, без поперечных качаний.

Рабочие режимы для сварки алюминиевых деталей разной толщины.

Содержащиеся в составе обмазки вещества повышают сопротивление материала сварочной ванны прохождению тока, это осложняет повторный розжиг электродуги.

Если дуга погасла, следует снять слой шлака с кратера и с кончика стержня, отступить на 1 см назад. Остаток шва и кратер должны вариться повторно, чтобы не возникла пористость.

По окончании шва его поверхность зачищается от шлаков и промывается водой.

Правила подготовки и проведение

Сваривать ответственные соединения алюминиевых заготовок лучше всего методом аргонодуговой сварки. Метод с использованием инвертора и стержневых плавких электродов позволяет получить качество, достаточное для домашнего ремонта или конструирования. Как сварить заготовки из алюминия в домашних условиях инвертором?

Читайте также:  10 советов как создать постер заслуживающий внимания

Прочность и долговечность шва во многом определяется качеством и тщательностью подготовительных работ. Они призваны удалить слой оксидов с высокой температурой плавления, покрывающий любую деталь из алюминия или его сплавов при контакте с воздухом.

Работы выполняются в такой последовательности:

  • зачистить область шва и околошовную область с помощью проволочной щетки или угловой шлифмашины;
  • для зачистки можно применить и химический способ, обработав поверхность реагентом;
  • прокалить электроды, чтобы избавиться от влажности обмазки;
  • при необходимости прогреть заготовки;
  • рука с горелкой должна двигаться с постоянной скоростью по прямой траектории, без поперечных качаний.

По окончании шва его следует зачистить от слоя шлака, тщательно промыть водой и просушить. Это снижает риск возникновения и распространения коррозии.

Заключение

Сварка алюминия электродом с обмазкой — доступный и несложный метод, применимый в домашних условиях. Для этого необходимо использовать инвертор, качественные электроды и соблюдать технологию.

Какой инвертор и электроды купить для сварки алюминия в домашних условиях

Можно ли сварить алюминиевые детали в домашних условиях инвертором.

Что, кроме сварочного аппарата, обязательно, понадобится.

Какие электроды нужны для выполнения работ.

На все вышеперечисленные вопросы, мы ответим ниже.

Аргонно-дуговая сварка

Для сварки алюминия в домашних условиях используется метод аргонно-дуговой сварки на основе неплавящегося вольфрамового электрода.

Комплект сварочного оборудования состоит из:

  • инвертора переменного или постоянного тока,
  • газовой горелки для аргонной сварки с керамическим наконечником,
  • баллона с аргоном.

Для работы, обязательно, понадобится защитная маска и осциллятор для сварки алюминия. Очень удобны маски с автоматическим затемнением.

С наружной стороны расположен регулятор уровня затемнения, который можно подстраивать в процессе сварки.

Внутри расположены еще два регулятора – время задержки перед и после сварки.

С их помощью устанавливается, насколько быстро светофильтр будет затемнятся, прежде чем образуется дуга, и возвращаться в исходный режим после прекращения подачи напряжения.

После включения инвертора в сеть, открываем запорный вентиль на баллоне с аргоном.

Желательно, чтобы кроме газового редуктора на баллоне были установлены манометры, показывающие давление в баллоне и на выходе из баллона, и ротаметр (измеряет расход аргона в минуту).

А что вам известно про муфты компрессионные соединительные к ПНД трубам? Инструкция по их монтажу и перечень инструментов, которые могут понадобится для выполнения работ, узнайте, прочитав полезную статью.

Про мощь старых чугунных радиаторов отопления написано здесь

Это позволит более тонко настраивать условия сварки для металлов разной толщины. Оптимальное выходное давление находится в пределах 0.4-0.5 атмосфер.

Если предстоит варить совсем тонкие детали из алюминия, например, во время изготовления тумбы со столешницей в ванной своими руками (посмотреть фото), будет достаточно 0.3 атмосферы.

Газовая горелка

В своей конструкции горелка имеет керамическое сопло. Это – расходный материал, и в комплекте их нужно иметь несколько.

Иногда. керамические наконечники бьются в процессе работы или лопаются. Кроме того, для различных условий сварки, понадобятся сопла различных диаметров.

Четвертый размер имеет выходное отверстие диаметром 6.5 мм, номер 8 – 12.5 мм. Чем дальше вынос электрода и больше свариваемая площадь, тем больший размер сопла нужно устанавливать.

С тыльной части горелки прикручивается каппа – пустотелый конус, скрывающий нерабочую часть вольфрамового электрода и фиксирующий его.

На новый электрод устанавливается длинная каппа. По мере стачивания и укорачивания прутка, можно накрутить среднюю или короткую каппу.

Настройки инвертора

Первая настройка, от которой автоматически подстраиваются остальные параметры – это режим сварки.

Существует два режима:

  • TIG LIFT и TIG HF.

Режим TIG LIFT – в этом случае дуга образуется после того, как вы коснулись и оторвали электрод от поверхности металла. Подойдет для точечной сварки труб ручной дуговой сваркой или небольших участков.

Режим TIG HF – это бесконтактный поджиг дуги. Между свариваемой поверхностью и электродом сохраняется постоянный зазор около 3 мм.

По нажатию кнопки на горелке, высокочастотный преобразователь подает напряжение и образовывает электрический разряд.

Настройка тактов

Аргоновая сварка может осуществляться в 2 или 4 такта. Двухтактный режим – поднесли электрод к детали, зажали кнопку на горелке, идет автоматическая продувка аргоном и зажигается дуга.

Это – первый такт. Сварили определенный участок, отпустили кнопку – это второй такт.

Четырехтактный режим применяется для сварки длинных швов. В этом случае, электрод подносится к поверхности, кнопка нажимается и отпускается, процесс сварки запускается.

Это – первый и второй такты. Когда нужный участок обработан, кнопка снова нажимается и отпускается – третий и четвертый такты. После этого идет холостая продувка аргоном и сварка завершается.

А известно ли вам, какие используются фитинги для медных труб под пайку? Все подробности по работе с указанными приспособлениями описаны в полезной статье.

Можно ли использовать фитинги для металлопластиковых труб повторно, ответ прочитайте тут.

Еще существует четырехтактный режим 4T LOCK. При этой настройке, в процессе сварки можно в любой момент выбрать и поменять силу тока.

SPOT — этот режим используется исключительно для прихватки деталей. В этом случае отключаются настройки уровня пульсации и некоторые другие настройки.

PULSE — в этом режиме становится доступной настройка частоты, в пределах которой будет меняться его сила. Возможно установить значение от 0.2 до 20 герц в секунду.

Читайте также:  Ford Ecosport 2018 в новом кузове, цены, комплектации, фото, видео тест-драйв

EASY PULSE — так называемый «Ленивый режим». Кнопка позволяет все остальные настройки переложить на автоматику.

Предварительно нужно только установить необходимую силу тока, а все остальные параметры аппарат подберет самостоятельно. Подходит для большинства режимов.

Предварительная продувка аргоном

Устанавливает время холостой подачи газа перед началом сварки. Зависит от толщины и площади свариваемых деталей. Возможно настроить от 0 до 2 секунд.

Настройка заварки кратера.

Одна из отличительных особенностей аргонной сварки – при резком прекращении процесса, в конце образуется углубление.

Чтобы этого избежать, нужно правильно настроить регулятор времени заварки кратера и завершающей продувки аргоном.

При этом, при окончании сварки, сила тока уменьшается постепенно, и шов остывает под защитой инертного газа.

Возможно установить время от 0 до 10 секунд.

Настройка зависит от массы детали и устанавливается опытным путем.

При сварке тонких деталей, если установить слишком большое время, вы рискуете запросто пропалить металл. Во время монтажа или ремонта тонкослойного отстойника, время устанавливается минимальное – 1.5-2 секунды.

Завершающая продувка.

Для обеспечения качественного шва, сварочная ванна и вольфрам должны остывать под защитой аргона.

Эта настройка, напрямую зависит от:

  • толщины электрода,
  • установленной силы тока,
  • толщины свариваемых деталей.

Чем они больше, тем дольше должно быть время завершающей продувки. При сварке листов, толщиной 1.5-2 миллиметра, достаточно 3 секунды.

Для сварки уголков, используемых в качестве каркаса для установки акриловой ванны (посмотрите видео), толщина металла у которого достигает 3-4 мм, необходимое время продувки, возрастает вдвое.

Какие бывают электроды

Электроды для аргонно-дуговой сварки изготавливаются из вольфрама методом порошковой прессовки.

Сам по себе, вольфрам является тугоплавким металлом.

Для дополнительного повышения порога плавления, в него добавляют различные присадки, в количестве от 0.5 до 4%.

Это могут быть оксиды:

  • тория,
  • лантана,
  • циркония,
  • церия.

По сравнению с электродами из чистого вольфрама, добавление примесей, значительно улучшает эксплуатационные качества – облегчается поджиг дуги и электроды меньше греются в процессе сварки.

Наилучшим образом, при сварке алюминия себя показали электроды с добавлением латана. Они имеют на хвостовике метку синего или голубого цвета.

С добавкой тория больше подходят для сварки нержавеющей стали (как сделать тепловой насос из холодильника своими руками). У них метка красного цвета.

Электроды с церием являются универсальными и одинаково хорошо подходят для сварки любых металлов. Имеют полоску белого цвета.

За последнее десятилетие производство электродов из тория значительно сократилось.

Это связано с тем, что торий – это излучающий металл и вокруг него создается радиоактивный фон.

В масштабах одного электрода или даже упаковки, уровень радиации, практически, не изменится и опасности для здоровья не возникает.

Но вот в местах массового складирования, показатели могут выходить за пределы нормы.

Самую большую опасность представляет пыль, которая образуется в процессе заточки.

Поэтому, в обязательном порядке, для этой работы нужно применять защитную маску. Это относится к заточке электродов из любых материалов.

Линейка производимых размеров электродов очень широкая. Но, если не брать в расчет промышленное производство, самые ходовые – это электроды диаметром 1.6, 2.0, 2.4, 2.5 и 3.2 мм.

Оптимальная сила тока

Правильно настроить силу тока для сварки алюминия поможет следующая таблица.

Постоянный ток

Переменный ток

Важное дополнение:

  • при подаче постоянного тока, вложение тепла идет, непосредственно, в положительный электрод, поэтому наличие оксидов особой роли не играет.

При значительном увеличении указанной силы тока, это может привести к его разрушению.

В таблице указаны данные для электродов диаметром до 3.2 мм.

При увеличении размера, необходимая сила тока сильно возрастает, и бытовые сварочные аппараты на такие показатели не рассчитаны.

Как правильно заточить электрод

Вне зависимости от того, какой ток, переменный или постоянный, будет использоваться в процессе сварки, например, перегородки для санузла (про класс премиум написано здесь), электрод, всегда затачивается одинаково.

Форма заточки вычисляется по очень простой формуле.

  • Длина заточки = 2.5 * диаметр.

Некоторые мастера, для облегчения образования дуги, оставляют кончик слегка закругленным.

При работе с алюминиевой профильной трубой (как сделать без сварки написано здесь), специально притуплять электрод нет необходимости, так как «шарик» электроразряда образуется самостоятельно, достаточно легко.

В процессе заточки, нужно всегда следовать одному правилу – электрод должен располагаться не поперек направления движения точильного камня, а вдоль.

Это — важно, потому, что при поперечном расположении, остающиеся на поверхности микроскопические риски будут препятствовать свободному образовании электрической дуги.

При продольных рисках, разряд легко будет стекать к самому кончику электрода.

При заточке, электрод, постоянно, проворачивается вокруг своей оси, что поможет образовать правильный по форме конус.

Удобно для этой цели использовать электрический шуруповерт, закрепив в его патроне вольфрамовый пруток.

Когда процесс заточки будет подходить к концу, снижайте обороты шуруповерта до минимальных, чтобы на последнем этапе не появились спиральные риски.

Посмотрите в видеоролике, как сваривать алюминий в домашних условиях собственными руками.

Понравилась статья? Подписывайтесь на обновления сайта по RSS, или следите за обновлениями В Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus или Twitter.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector