Слектроды для сварки алюминия — правила выбора

Сварка алюминия электродами инвертором как варить правильно

Как правило, для сварки конструкций и деталей из алюминия чаще всего используется специальное оборудование и особые технологии. Сваривать же при помощи ручной дуговой сварки довольно-таки непросто. Но иногда это бывает необходимо, и мы поможем вам разобраться, как сваривать алюминиевые конструкции электродами.

  • Сварка алюминия электродами (MMA)
    • Сварка инвертором
  • Особенности технологии
    • Химические свойства алюминия
    • Механические свойства алюминия
    • Использование легирующих компонентов
  • Какие электроды лучше
  • Трудности процесса
    • Полезное видео
  • Как варить правильно: техника, этапы и нюансы
    • Видео

При выполнении работ с алюминием применимы в основном такие типы сварки:

  • ММА (ручная дуговая сварка алюминия (см. электроды по алюминию));
  • MIG (полуавтоматическая сварка алюминия);
  • TIG (сварка алюминия в аргоновой среде с употреблением проволоки присадочной).

Мы не будем затрагивать тему агронодуговой сварки или применении вольфрамовых электродов. Ниже пойдёт речь об проведении сварочных работ простыми ручными покрытыми электродами дуговой сварки.

Сварка алюминия электродами (MMA)

MMA (Manual Metal Arc) — ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Этот способ далеко не самый эффективный при работе с алюминиевыми изделиями. Недостатки ручной дуговой сварки:

  • сложно сделать ровный шов;
  • шов может быть пористым и не очень прочным;
  • при плавлении электрода наблюдается сильное разбрызгивание;
  • тяжело очищать шов от шлаков.

И всё же, несмотря на перечисленные недостатки, бывают ситуации, когда без ручной дуговой сварки не обойтись. Сварка способом MMA может осуществляться для соединения алюминиевых конструкций, которые не несут ответственной нагрузки. Минимальная толщина металла должна быть не меньше толщины электрода (4 мм).

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами пригодится в домашних условиях, когда нет возможности использовать громоздкое и дорогостоящее оборудование.

Сварка инвертором

Почему, если уж нет вариантов кроме MMA, то тогда рекомендуется сварка алюминия инвертором? Хоть и сварка алюминия электродами — довольно-таки сложный процесс, есть способ немного облегчить себе жизнь. Алюминий относится к плохо свариваемым металлам, поэтому для достижения ровного и качественного шва следует использовать инвертор.

Конечно, существует другая техника, которая может применяться при ручной дуговой сварке: выпрямители, трансформаторы или генераторы. Однако инвертор является наиболее выгодным вариантом, благодаря следующим преимуществам:

  • Высокий КПД — до 95% и выше. Высокочастотный импульсный полупроводниковый преобразователь позволяет полностью исключить индуктивные потери.
  • Эффективный расход электроэнергии. Преобразователь автоматически отключается, когда прекращается работа.
  • Защита от нестабильной электрической сети. Инвертор выдаёт нужное напряжение независимо от просадок в сети. Импульсный преобразователь автоматически подстраивается под входное напряжение и обеспечивает требуемые выходные параметры.
  • Точная регулировка сварочного тока. Сила тока, необходимая для конкретных сварочных работ, напрямую зависит от толщины используемых электродов. Ручка регулятора инвертора позволяет установить нужное значение перед началом работ.
  • Быстрый поджиг дуги. Достаточно легко ударить электродом по детали. Инвертор обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.
  • Удобно использовать в домашних условиях. Инверторы, как правило, имеют компактные габариты. Для сравнения — сварочный трансформатор мощность 8 кВт весит более 40 кг, в то время как инвертор такой же мощности — менее 5 кг.

Особенности технологии

Рассмотрим особенности технологии сварки электродами по алюминию. Ручная дуговая сварка алюминия — не самый удобный процесс, поэтому важно знать и учитывать некоторые особенности проведения сварки.

  • Выбор электродов. Прежде всего нужно подобрать подходящий тип электродов. Дело в том, что некоторые марки имеют покрытие, предназначенное только для работы со сплавами алюминия. Другие же используются исключительно для сварки чистого алюминия. Поэтому этот параметр следует учитывать. Производители электродов указывают назначение конкретной марки, так что вы сможете без проблем выбрать подходящую.
  • Чистота поверхности. При сварке электродами большое значение имеет подготовка поверхности конструкции. Её следует хорошо обработать, чтобы шов получился ровным и прочным.
  • Ток. Сварка алюминия ведётся с использованием постоянного тока обратной полярности. Это обусловлено тем, что на поверхности данного металла образуется оксидная плёнка. А при обратной полярности плёнка разрушается с помощью катодного распыления.

Химические свойства алюминия

Для алюминия характерна высокая растворимость водорода в жидкой форме при низкой растворимости в точке кристаллизации. Это напрямую влияет на качество сварочных работ. Если даже в металле шва растворится небольшое количество водорода, шов может стать пористым, так как водород будет стремиться выйти наружу.

Ещё одно важное химическое свойство алюминия — окисление. Соединение с кислородом создаёт оксид алюминия, который образует своеобразную плёнку на поверхности металла. С одной стороны, оксидная плёнка надёжно защищает металл от коррозии. С другой же, становится препятствием для проведения сварочных работ. При том, что алюминий плавится уже при 660.3 о С, температура плавления оксидной плёнки — 2037 о С.

Механические свойства алюминия

Прочность, упругость и удлинение сварного шва зависят от вида сплава, из которого изготовлены детали, а также от состава электрода. Прочность сварного соединения будет достаточно слабой в сплавах холодной закалки. Чтобы добиться хорошей прочности шва в термостойких сплавах, необходимо большее время термической обработки и медленное охлаждение.

Читайте также:  ГИБДД напоминает камышанам о порядке сдачи водительского удостоверения после лишения прав; Инфокам

Использование легирующих компонентов

Для улучшения качеств сварного шва в составе электродов по алюминию могут использоваться следующие легирующие добавки:

  • Марганец (Mn) — повышает коррозийную стойкость.
  • Кремний (Si) — уменьшает плавление алюминия, улучшает текучесть и свариваемость.
  • Магний (Mg) — придаёт металлу отличную свариваемость и хорошую прочность. В сочетании с кремнием формирует термостойкий сплав.

Электроды ОК AlMn1 (96.20) с марганцем в составе

Какие электроды лучше

Несколько слов о том, какие электроды лучше для сварки алюминиевыми электродами. Для ручной дуговой сварки алюминиевых конструкций часто используются расходники от производителя «СпецЭлектрод» марки «Озана-2». Среди достоинств электродов этой марки:

  • обеспечивают стабильное горение дуги;
  • хорошо формируется шов в любом положении (в том числе и в вертикальном);
  • шлаковые образования на рабочей поверхности легко отделяются;
  • сварочный шов имеет хорошие механические свойства.

Также широкое распространение получили электроды шведского производителя ESAB серии «ОК». Расходники с щелочно-солевым покрытием оптимально подходят для сваривания конструкций из технического алюминия, а также алюминиевых сплавов с марганцем или магнием.

Трудности процесса

Рассмотрим сложности процесса сварки электродом по алюминию. Сложность ручной сварки алюминиевых конструкций во многом обусловлена свойствами данного металла. Ниже приведём примеры основных проблем, которые могут возникнуть в процессе сварки.

  1. Высокая текучесть металла. Расплавленный алюминий тяжело контролировать. При значительном перегреве поведение металла становится в какой-то степени непредсказуемым. Расплав может разрушить слой твёрдого металла, находящийся под ним, и вытечь через трещину. Для решения этой проблемы рекомендуется использовать прокладки из керамики или тугоплавкой стали.
  2. Окисляемость алюминия. Основная проблема алюминиевых изделий. Соединяясь с кислородом, молекулы металла формируют плотную оксидную плёнку. Она прочнее самого металла и плавится только при очень высокой температуре. Ещё один минус — плёнка является диэлектриком, поэтому тяжело поджечь дугу. Для решения этой проблемы нужно тщательно очищать рабочую поверхность металла перед сваркой.
  3. Высокий коэффициент линейного расширения. Алюминий достаточно хрупкий и обладает малой упругостью. При сильном нагреве металла зона сварки давит на остальную часть конструкции, что может стать причиной появления трещин или деформации плоских поверхностей. Чтобы этого избежать, нужно контролировать температуру сварки. А лучше — предварительно прогревать деталь до 200-250 о С.
  4. При застывании металл шва может кристаллизоваться и появляются горячие трещины. Поэтому желательно добавлять специальный присадочный материал. Особенно это необходимо в случаях, когда несколько швов находятся на небольшом расстоянии друг от друга.

Полезное видео

Посмотрите ролик, где умелец рассуждает о том, что сварка электродом алюминия – это не лучшее решение и демонстрирует процесс наглядно, с пояснениями.

Как варить правильно: техника, этапы и нюансы

Сейчас разберёмся, как сваривать алюминиевые конструкции при помощи обычных покрытых электродов, и что для этого потребуется.

Первый этап: подготовительный

Перед началом сварки необходимо провести подготовительные работы по очистке поверхности от загрязнений и оксидной плёнки. Это нужно для того, чтобы обеспечить хорошую свариваемость металла и формирование качественного шва. Последовательность действий:

  1. Предварительная очистка. Любое моющее средство + жёсткая щётка. Затем металл промывается чистой холодной водой.
  2. Затем поверхность нужно обезжирить. Для этого подойдут органические растворители: уайт-спирит, ацетон и др.
  3. Если деталь небольшая, её можно на несколько минут положить в щелочную ванну. Температура раствора должна быть больше 60 о С.
  4. После этого поверхность нужно отшлифовать металлической щёткой. Нельзя использовать абразивные средства, так как частицы рабочего слоя могу остаться на поверхности.
  5. Затем металл промывается растворителем. Его нельзя вытирать, должен высохнуть самостоятельно.

Видео

В следующем ролике мастер варит электродами Zeller-480 подножку от велосипеда.

Техника и нюансы сварки

При сварке электродами нужно использовать постоянный ток обратной полярности. Сила тока зависит от толщины электрода. Рассчитывается следующим образом: на 1 мм электрода должен быть ток силой в 20-25 ампер.

Для того, чтобы шов получился качественным, рабочую поверхность детали следует прогреть до температуры 300-400 о С. Это поможет предотвратить появление горячих трещит, а также снизит риск деформации материала.

Электрод нужно держать вертикально, можно немного наклонять. Перемещать конец стержня следует в направлении шва. Рекомендуется производить сварку в один проход на короткой дуге, не совершая поперечных движений.

Если дуга оборвалась, с кратера на рабочей поверхности и с конца стержня электрода необходимо удалить шлаковую корку. Затем можно продолжить работу. После окончания сварки полученный шов следует очистить от шлаковых образований и промыть водой.

Сварка алюминия при помощи инвертора

Довольно часто возникает необходимость произвести сварку алюминиевых деталей, но в наличии имеется только инверторный аппарат. С его помощью в домашних условиях тоже можно произвести качественное соединение этого цветного металла. Особенность заключается не столько в процессе, сколько в том, какие электроды для этого применяются.

Особенности сварки алюминия инвертором

Чтобы произвести качественную сварку деталей из алюминия в домашних условиях потребуется соблюсти ряд требований. Дело в том, что этот металл является легкоплавким и при неправильных режимах и вообще подходе к делу ничего путного не выйдет.

Если же действовать по инструкции, то все получится и даже более того, шов вас удивит своим качеством и равномерностью.

Читайте также:  Температурный глюк моновпрыска 1

Перед тем, как начать сам процесс сваривания деталей, необходимо заранее ознакомиться со всеми нюансами:

  • Сварка алюминия сложна, прежде всего, из-за наличия на его поверхности оксидной пленки. Это очень плотный и практически неплавкая пленка, которая делает его прочнее. Чтобы качественно произвести работу, пленку следует удалить.
  • Особенность алюминия заключается в том, что, находясь в жидком или твердом состоянии, он будет иметь одинаковый цвет, поэтому разобрать, где качественно выполнен шов, а где нет, будет затруднительно.
  • Качественная сварка алюминия возможна в среде аргона, поэтому потребуется приобрести держатель для электрода с соплом и баллон с аргоном. Также можно применять специальные электроды для сваривания алюминия, если нет газа.
  • Прогревать шов необходимо основательно, поэтому спешка совершенно неуместна. Все действия следует выполнять размерено, чтобы следить за качеством места сварки.

Технология сварки алюминия инвертором

Процесс сваривания алюминия в общем плане практически ничем не отличается от стандартной работы при работе с черным металлом. Разница состоит лишь в типе используемого электрода. Он должен быть из специального металла – вольфрама для сваривания в газовой среде. Для работы без газа продаются другие.

Перед началом работы электроды необходимо хорошенько подогреть. Что касается маркировки, то это должны быть следующие типы: E 4043, E 4047, ESAB OK, UTP 48, ОЗА и другие. Выбираются они по виду сплава свариваемых деталей, в которых присутствует не только алюминий, но и кремний, медь, магний в различной концентрации.

Марка электродов Для каких сплавов Толщина изделий, мм
E 4043 С содержанием кремния до 7% типа AlMgSi5, AlMgSi1, AlMg1SiCu , AlSi7Mg, AlSi6Cu4 до 5
E 4047 С содержанием кремния до 12% типа AlSi12, AlSi10Mg(Сu), AlSi9Mg до 10
ОЗА-1 А0, А1, А2, А3, с нагревом до 250-400 ºС до 5
ОЗА-2 АЛ-4, АЛ-9, АЛ-10, 250-400 ºС до 5
ОЗАНА-1 Технически чистый, 250-400 ºС до 10
ОЗАНА-2 АЛ-4, АЛ-9, АЛ-10, 200 ºС до 10
Kjellberg Finsterwalde CMA 512 AlSi12, AlSi10Mg(Сu), AlSi9Mg, с нагревом до 150-200 ºС до 10

После того, как электроды прожарены, можно приступать к работе. Далее, процесс полностью идентичен сварке черных металлов. Образуется дуга, металл плавится в месте соприкосновения, круговыми движениями заделывается шов. Перед сваркой деталей из алюминия обязательно необходимо по местам будущего шва пройтись щеткой или абразивом, чтобы содрать оксидную пленку на его поверхности.

Подготовка материалов перед сваркой

Отличительной особенностью сварки алюминия при помощи инверторного аппарата в дуговом режиме заключается в том, что использовать металл и электроды без предварительной подготовки не получится.

Искра, конечно же, будет, но кроме брызг алюминия в разные стороны ничего не выйдет. Чтобы получить ожидаемый результат, необходимо предварительно подготовить материалы как свариваемые, так и те, которые будут применяться для обработки металла.

Чтобы придать электродам требуемые свойства, их необходимо предварительно разогреть в печи. В домашних условиях можно использовать тигельную, главное не передержать, индукционную или даже газовую, сложенную из нескольких жаростойких кирпичей.

Что касается алюминиевых деталей, то перед свариванием торцы тщательно обрабатываются для удаления защитной пленки. Это обеспечит качественное схватывание с поверхностью жидкого металла.

Оборудование для сварки алюминия инвертором

Для выполнения качественной сварки алюминия в домашних условиях потребуется следующее оборудование:

  • Инверторный аппарат для дуговой сварки, подойдет любой мощности, потому что алюминий легкоплавкий металл.
  • Печь для прогревания электродов или обычная буржуйка, куда они будут заблаговременно уложены.
  • Газовая горелка для подогрева свариваемых мест деталей.
  • Ручной фрезер для снятия фаски под углом 45 градусов, если толщина листа составляет 5 мм.

Пошаговое описание процесса сварки

Сварка алюминия осуществляется следующим образом:

  1. Сначала необходимо подготовить материалы: прогреть электроды и зачистить места сваривания деталей щеткой по металлу, выполнить разделку торцов.
  2. Обезжирить место сваривания ацетоном, это обеспечит лучшее плавление и схватывание металлов.
  3. Прогреть место сваривания до 150-170 градусов при помощи горелки.
  4. Начать сваривание, при этом электрод необходимо держать строго перпендикулярно к поверхности свариваемых деталей или под углом 45 градусов, если угол стыковки 90 градусов.
  5. Шов заливается расплавом круговыми движениями, хорошо прогревая место соединения.
  6. После каждого прохода удаляется шлак.
  7. Если используется газ, то он отключается только через несколько секунд после того, как дуга погаснет.

Только при соблюдении всех этапов можно поучить действительно качественный шов.

Электроды по алюминию для качественной сварки

Электроды по алюминию просты в применении, как правило, они используются на небольших частных производствах либо в полевых условиях. Главная особенность таких сварочных стержней заключается в том, что они могут разбивать оксидную пленку, которая формируется на поверхности изделий из алюминия.

1 Сварочные электроды по алюминию – как варить с их помощью?

Технология соединения алюминия сварочными стержнями обуславливает необходимость тщательной подготовки изделий к данной операции. В обязательном порядке требуется выполнить очистку их поверхности от окислов и любых других загрязнении, а также осуществить профилирование кромок, которые будут свариваться.

Удаление загрязнений и последующее обезжиривание алюминиевых деталей производится при помощи растворителей органического состава или же, если есть такая возможность, в специальных щелочных ваннах. Чаще всего в качестве растворителей применяются такие доступны составы, как «РС-2» и «РС-1», технический ацетон, «Уайт-спирит». Приобрести их можно в любом строительном магазине.

Щелочные ванны, впрочем, не очень сложно приготовить самостоятельно. Их стандартный состав следующий:

  • чистая вода – 1000 мл;
  • сода (кальцинированная) – 50 грамм;
  • тринатрийфосфат (технический) – 50 грамм;
  • жидкое стекло – 30 грамм.

В этой смеси алюминий перед сваркой обрабатывается максимум пять минут, причем ванну нужно предварительно нагреть до температуры около 65 градусов.

После того как поверхности конструкций, предназначенных для сварки, будут очищены, необходимо заняться удалением оксидной пленки. Данную процедуру проще всего выполнять щетками из металла, щетина коих сделана из небольшой по толщине проволоки (не более 0,1 миллиметра). Затем нужно опять протереть растворителем алюминиевые поверхности.

Все подготовительные (и повторимся – обязательные) мероприятия закончены, теперь можно приступать к сварке. В большинстве случаев она производится с помощью обычного инвертора. Здесь существует небольшая техническая тонкость. Специалисты советуют просушивать перед началом работ сварочные стержни на протяжении 120 минут при температуре +200 градусов.

Сам сварочный процесс ведется на постоянном токе (полярность выбирают обратную). На один миллиметр сечения электрода принимают сварочный ток не более 25–30 ампер. При этом материал подогревают до 250–400 градусов с целью получения шва по-настоящему высокого качества.

Выбор конкретного показателя температуры подогрева алюминия зависит от толщины изделия. Чем она больше, тем более высокую температуру требуется обеспечить. Необходимость в подогреве, а затем и в охлаждении медленными темпами металла обусловлена тем, что в данном случае при вполне умеренных токах сварки удается хорошо проплавить материал, снизить коробление и полностью исключить опасность появления кристаллизационных дефектов.

Рекомендуется применять локальный подогрев, если свариваются большие по размерам изделия. А сразу же после завершения сварочной процедуры выполняются такие действия:

  • со шва удаляется образовавшийся шлак;
  • место соединения обдается горячей водой;
  • после этого при помощи стальной щетки выполняют обработку сварного шва.

2 Алюминиевые электроды – как варить ими по разным методикам?

Выбор вида (графитовые, угольные, вольфрамовые) и марки сварочных стержней осуществляют в зависимости от того, какой способ сварки используется. На сегодня их имеется несколько:

  1. Электродуговая автоматическая. Такой способ применяется для сварки встык алюминиевых конструкций толщиной от 4 мм. Выполняется операция электродами плавящегося типа на токе обратной полярности с использованием флюсов, характеризуемых малой величиной электропроводности. Замешивается флюс на растворе воды и карбоксиметилцеллюлозы. Затем его трут на сите и в течение шести часов прокаливают при +300 °С.
  2. Электродуговая ручная. Применяются металлические и угольные стержни с покрытиями, а также прутки с флюсовым покрытием, которые выполняют функцию присадочного материала. Ручная электродуговая сварка незаменима при отбортовке алюминия малой толщины, для сварки алюминиевых шин и нивелирования браков в отливках. При таком способе сварка ведется на токах прямой полярности.
  3. В атмосфере аргона (гелия и аргона) при помощи дуги. Эта сварка ведется электродами из вольфрама. Она рекомендована для соединения очень тонких изделий из алюминия (горение дуги отличается стабильностью, что гарантирует высокую результативность операции). Процедуру допускается осуществлять и автоматическим, и ручным методом. В первом случае присадка необязательна, а вот при ручной сварке проволоку применяют всегда. Допускается работать по технологии дуговой трехфазной сварки, погруженной и импульсной дугой.
  4. Плазменная. Дуга питается переменным током. Процесс отличается высокой скоростью. Выполняется он вольфрамовыми стержнями сечением до 1,5 мм (не менее 0,8 мм). Плазменная сварка алюминия проводится в гелиевой либо аргоновой защитной среде.

3 Электроды для сварки алюминия

Думаем, что с вопросом, как варить алюминий электродом, вы разобрались. Теперь пришло время дать информацию о марках сварочных стержней, с помощью коих проводится соединение алюминиевых изделий. К таковым относят следующие их виды:

  • Щелочно-солевые «ОК» (96.20, 96.10 и 96.50). Они оптимальны для сваривания изделий из сплавов алюминия с магнием и алюминия с марганцем, а также из технического алюминия. Важно, чтобы такие стержни хранились в упаковке, куда не проникает влага, так как они характеризуются повышенной гигроскопичностью.
  • «ОЗАНА». Очень популярные электроды двух видов. Одни («ОЗАНА-1») эксплуатируют тогда, когда требуется наплавить либо сварить изделия из алюминия марок (А0–А3). Вторые («ОЗАНА-2») применяются для соединения сплавов АЛ9, АЛ11, АЛ4 и некоторых других. Описанные стержни для проведения сварочных мероприятий обеспечивают качественный шов и стабильную дугу. Ими можно выполнять работы не только в нижнем положении, но и в вертикальном.
  • «ОЗА». Электроды из проволоки (сделана из алюминия) марки СвА (5, 3, 1, 10) для работы со сплавами кремния и алюминия и конструкциями из чистого алюминия.
  • «УАНА». С их помощью соединяют конструкции из литейных и деформируемых алюминиевых сплавов.
  • «ЭВЧ». Вольфрамовые изделия для выполнения сварки в защитной среде (в аргоновой). Они не очень любимы профессионалами, так как данные электроды не обеспечивают качественное зажигание дуги.

Так как все описанные стержни стоят совсем недешево, домашние умельцы создали метод самостоятельного производства сварочных изделий. Вы можете сделать электроды по алюминию своими руками, сэкономив немалые деньги. Процесс их изготовления выглядит так:

  • берут 3–4-миллиметровую проволоку из алюминия и режут ее на куски по 250–350 миллиметров;
  • измельчают обычный мел в порошок, а затем соединяют его с жидким стеклом (иначе говоря – с силикатным клеем) и перемешивают эти компоненты до получения пастоподобной консистенции.

Сделанную смесь после этого наносят на проволоку слоем около 1,5–2 мм и сушат до полного затвердевания изделия. Ваш самодельный электрод готов!

Ссылка на основную публикацию
Слабые стороны и недочеты Тойота Королла 11 поколения Поломки авто
Тойота Королла 180 кузов 12 поколения фото и описание По сравнению с предыдущим, десятым, поколением новая Toyota Corolla E180 получила...
Сколько электричества потребляет кондиционер
Сколько энергии потребляет кондиционер в час, месяц Приобретая бытовую технику, в том числе и кондиционер, все чаще люди начинают интересоваться...
Сколько электроэнергии потребляет кондиционер 4
Сколько энергии потребляет кондиционер в час, месяц Приобретая бытовую технику, в том числе и кондиционер, все чаще люди начинают интересоваться...
Слектроды для сварки алюминия — правила выбора
Сварка алюминия электродами инвертором как варить правильно Как правило, для сварки конструкций и деталей из алюминия чаще всего используется специальное...
Adblock detector