Сварка силумина в домашних условиях чем варить и как спаять

Сварка силумина пайка, флюсы для газовой техники деталей из него

Металл получил свое название по созвучию названий образующих его элементов.

Сил — кремний (силициум по латыни), плюс — алюминий (алуминиум). Результатом стал силумин — сплав алюминия с кремнием.

Прочность и соответственно стоимость сплава колеблется в разы. Дешевые изделия (различного рода фурнитура, украшения) иногда ломаются голыми руками. Вместе с тем, подобные по составу сплавы образуют корпуса двигателей, силовые элементы станков, технологического оборудования.

Что такое силумин чем можно сварить этот металл, мы рассмотрим в нашей статье.

  1. Особенные свойства
  2. Как происходит процесс?
  3. Основные требования
  4. Можно ли выполнять работы такого типа в бытовых условиях?
  5. При помощи аргона
  6. Достоинства и недостатки аргонодуговой
  7. Техника безопасности

Особенные свойства

Количество кремния в сплаве колеблется от 5 до 20%, что и приводит к разнообразию свойств. При том, что внешне это никак не заметно. Кроме того, на физические качества влияет дополнительное легирование. Это марганец, титан, цинк, некоторые другие металлы и галогены.

Внешне силумин представляет собой блестящий серебристый металл. Цвет излома серебристо серый с явно заметной зернистостью.

Технически, металл относится к литейным. Высокая текучесть позволяет точно заполнять мельчайшие детали формы. Она же мешает заварить стык — жидкий расплав легко вытекает из шва.

Кроме текучести, сварке силумина препятствуют:

  • склонность к образованию пор,
  • трещинообразование наплавленного металла, вызванное как высокими остаточными напряжениями, так неравномерной кристаллизацией,
  • высокая теплопроводность,
  • низкая температура плавления.

Все перечисленное приводит к тому, что задачу того, как сварить силумин приходится решать индивидуально, для каждого конкретного случая.

Негативно сказывается на сварочном процессе большая часть легирующих добавок. Особенно характерен с этой стороны цинк. Чем выше его содержание, тем сложнее сваривание, при 5% и выше, сварка связана с такими сложностями, что становится бессмысленной.

Силумины менее прочны чем дюралевые сплавы. Вместе с тем они практически не поддаются коррозии. Минус сплава — хрупкость. Она настолько высока, что при обработке металлорежущими станками он просто крошится, не образуя стружки.

Модификация натрием, либо литием позволяет довести процентное содержания кремния до 22%.

Как происходит процесс?

Защиту от коррозии у силумина обеспечивает прочная окисная пленка. Она же усложняет процесс сварки, препятствуя непосредственному соединению атомов.

Сварку неответственных (слабо нагруженных) деталей ведут на постоянном токе обратной полярности, используя покрытые электроды, либо на прямом токе с помощью неплавкого электрода, угольного либо вольфрамового.

Требуемое проплавление обеспечивают с помощью предварительного нагрева. Детали толщиной свариваемых частей менее 10 мм нагревают газовой горелкой до 250-300ºС, заготовки большей толщины до 400ºС.

Особое внимание обращают на силу сварочного тока. Лучше всего выполнить его подбор до начала сварки деталей, используя бросовые куски силумина сходной толщины. Для предварительного подбора пользуются соотношением: I≤60 A на 1 мм диаметра электрода, где I — сила сварочного тока.

Поскольку пленка шлаков после остывания не даст возможности зажечь дугу, работы ведут непрерывно одним электродом.

Скорость плавления алюминиевого электрода выше, чем стального, поэтому вести сварку нужно быстрее выше.

При использовании технологии неплавкого электрода используют присадочные прутки из алюминиевых сплавов. Детали, толщиной до 2,5 мм можно варить, не разделывая кромок. Изделия массивнее требуют разделки, либо сварки с зазором порядка 0,5-1 мм.

Массивные заготовки сваривают за два прохода. Сначала от средины к краям шва выполняют проход для разогрева, а лишь затем ведут шов.

Присадочный пруток удерживают при этом в левой руке, перемещая позади угольного электрода на расстоянии 7-10 мм (в зависимости от силы дуги).

Плавление прутка не должно происходить каплями, поскольку каждая из них окажется в своеобразном «мешочке» из окислов. При этом силумин будет разбрызгиваться, не образуя шва.

Чтобы этого не происходило, присадка плавится непосредственно в сварочной ванночке. Для предохранения вытекания из нее силумина, используют стальные подкладочные пластины.

Готовый шов должен остывать как можно медленнее.

Изделия из силумина китайского производства сваривать бессмысленно, поскольку по большей части они изготовлены на основе порошковых технологий. Даже если удастся подобрать подходящий режим и присадку, цена такого ремонта окажется дороже новой детали.

Основные требования

Для сварки силумина используют электроды типа А1Ф, либо А1 покрытие которых содержит литий. Поскольку такие электроды гигроскопичны, до начала работы их рекомендуется просушить не менее 2-х часов при температуре 150-180oС.

Флюсы для газовой сварки деталей из силумина, не важно углекислота это или инертный газ, должны обеспечивать растворение оксида, и выдерживать температуру не менее 600 градусов.

Не зависимо от применяемого метода сварки до начала работы, место шва на ширину до 10 мм в обе стороны обезжиривают ацетоном, бензином, уайт-спиритом и т.п.

Для удаления пленки оксидов, мешающей заваривать металл, выполняют травление поверхности детали, а также присадочной проволоки (прутков). Для этого используют водный раствор едкого натра и фторида натрия. По окончанию обработки поверхность обрабатывают азотной кислотой, промывают в проточной воде. Аналогичными способами подготавливают присадочный материал.

Читайте также:  Ошибка P0340 - Датчик “A” положения распределительного вала, банк 1 - неисправность электрической це

Заменить травление можно очисткой сварной зоны стальной щеткой, либо (что лучше) пескоструйной обработкой.

Независимо от способа очистки, выполняют ее не более чем за 2-2,5 часа до начала сварки.

Можно ли выполнять работы такого типа в бытовых условиях?

Сварить детали из силумина дома возможно при наличии соответствующего оборудования. Если от изделия не требуется особой прочности можно использовать ручную электродную сварку электродом ALSi12. Для получения прочного стыка потребуется полуавтомат и присадочная проволока типа Св-AK5 (Св-АК6).

Оптимальный вариант сварка в аргоновой среде с использованием присадочного прутка ER-4047. Однако подобное оборудование по карману далеко не каждому домашнему мастеру.

В кустарных условиях энтузиастам сварки нередко удается добиться прочности соединения силуминов, превосходящих качеством профессиональные мастерские. Правда, по затратам подобные технологии как правило убыточны.

Альтернативным вариантом соединения в домашних условиях может выступить пайка силумина. Для этого используют флюс типа Castolin 190 Flux, Ф-34А и высокотемпературные припои на основе свинца либо олова: 34А либо Aluminium-13.

Задач у флюса, как и при сварке две:

  • разрушение оксидной пленки, оказывающей основное препятствие надежному стыку,
  • предохранения окисления алюминия до тех пор, пока не будет выполнено соединение.

Паять нужно нагревая изделия до температуры 600-610oС. При этом используют мощный паяльник, либо газовую горелку.

Еще один вариант соединения холодная сварка для силумина. Наиболее распространенный вариант: эпоксидный состав, насыщенный порошком алюминия.

При помощи аргона

Ответственные детали соединяют сваркой в среде инертного газа. В качестве газа используют аргон, к которому специалисты советуют добавлять до 30% гелия.

Работают на короткой дуге (3-3,5 мм) инвертором с обратной полярностью. Аппарат обязательно должен иметь осциллятор, обеспечивающий стабильность горения дуги.

Подготовка выполняется как было описано. Обязательным условием является обезжиривание и предварительная зачистка.

Подачу газа начинают приблизительно через 10-15 секунд после предварительно прогрева

Достоинства и недостатки аргонодуговой

Аргонодуговая сварка единственный на сегодня метод получить стык деталей из силумина, не уступающий прочностью основному металлу.

К другим ее преимуществам относят:

  • скорость,
  • возможность регулировки и подстройки под любой тип сплава,
  • надежность и простота предотвращения образования оксида алюминия.

Серьезных минусов два:

  • цена аппаратов с помощью которых получается успешная сварка силумина начинается от 40-45 тыс. руб.,
  • высокие квалификационные требования к сварщику.

Кроме того, сам процесс недешев, поэтому использовать его имеет смысл для ремонта уникальных изделий.

Техника безопасности

Работа с силумином сопряжена с обычными для любой сварки травматическими факторами:

  • электрический ток,
  • высокая температура,
  • выделение вредных веществ в виде газов и аэрозолей,
  • световое и УФ излучение.

Кроме того, силумин содержит ряд примесей, в частности цинк, пары соединений которых более токсичны чем при сварке стали.

Для предотвращения вреда здоровью варить необходимо в проветриваемом помещении. Сварщик должен быть обеспечен обычным набором средств индивидуальной защиты: сварочная маска, перчатки, одежда, обувь.

При работе в замкнутом пространстве, при невозможности проветривания используют изолированный противогаз.

И в завершение, интересное видео о сварке алюминиевых сплавов:

Холодная сварка

Технология холодной сварки для металла является широко известным и легким в применении способом соединить две однородные или даже разные по материалу детали. Фактически это склеивание деталей специальным пластичным составом, глубоко проникающим в материал и образующим высокопрочный шов.

При посредстве этой технологии можно сваривать детали из черных и цветных металлов. Метод прекрасно подходит для материалов и изделий, отличающихся склонностью к деформации при нагревании. Кроме того, возможно соединять и разные металлы, такие ка многослойные металлические ленты или алюминиевые проводники, усиленные полосками из меди.

Характеристики и состав холодной сварки

Основными характеристиками холодной сварки являются:

  • Наличие и состав наполнителя.
  • Время первичного высыхания — время т.н. «схватывания», за это время состав должен быть нанесен на место склейки и разровнен.
  • Время окончательного отверждения — раньше этого срока изделие нельзя эксплуатировать.
  • Температура применения — рекомендуемая температура, при которой смесь можно наносить на поверхность.
  • Максимальная температура эксплуатации.

Пластичный клеящий состав холодной сварки может состоять из одного или двух компонентов. Обязательными компонентами его являются:

  • Клеевая основа в виде эпоксидной смолы, определяющей пластические свойства.
  • Наполнитель — пудра из металла, равномерно распределенная по объему.
  • Улучшающие качество добавки, например, сера.

Качество получаемого методом холодной сварки шва зависит от таких условий, как:

  • Качество клеящего материала.
  • Подготовка поверхностей деталей для склеивания.
  • Соблюдение технологии.

Прочность получающегося шва в реальных условиях будет ниже, чем у шва, полученного горячим методом.

Поэтому технология лучше всего применима для локального ремонта малонагруженных изделий.

Как правильно пользоваться холодной сваркой

Для получения хорошего шва исключительную важность имеет аккуратное выполнение последовательности шагов:

Технологический процесс холодной сварки

  • Очистить склеиваемые поверхности от масложировых и механических загрязнений. Очистка бывает механическая (абразивы, стальная щетка), химическая (растворители и обезжириватели) и комбинированная.
  • Все действия проводятся только в защитных перчатках.
  • Двухкомпонентный состав выдавить из туб и хорошо смешать компоненты.
  • Пластилин образный состав отделить от бруска шпателем необходимое количество и тщательно закрыть оставшийся брусок.
  • Размять состав. Он должен слегка нагреться, сохраняя пластичность, как только требуемая консистенция достигнута, нанести массу на склеиваемые поверхности.
  • Надежно прижать поверхности друг к другу, обмотав детали эластичным жгутом.
  • Если ремонтируются трубы, состав надо наносить несколькими разглаживающими движениями.
  • Через время, указанное в технических характеристиках как время первичного засыхания (схватывания 90% клея) жгут можно снять.
  • Пользоваться отремонтированным изделием можно только по истечении времени окончательного затвердевания, как правило, это 24 часа.
Читайте также:  Замена масла в МКПП в Шевроле Авео т250, т300

Остатки клеящего вещества лучше убирать шпателем после нанесения и наложения жгута. Если же они успели затвердеть, то удалить их можно, слегка обстукивая молоточком.

Температурные характеристики

Состав клеящей массы определяет, какую температуру выдерживает холодная сварка. В руководстве пользователя всегда приводится это значение. Если тщательно выполнять все требования руководства, шов выдержит эту температуру без потери прочности.

Бюджетные марки обычно разрабатываются для максимальной температуры в районе 260 С. Специальные виды смесей имеют максимальную температуру эксплуатации свыше 1300 С. Стоят они заметно дороже, но зато позволяют ремонтировать детали и изделия, работающие в условиях высоких температур. Это отличное подспорье, если применение горячей технологии затруднено по причинам пожаробезопасности или доступности места ремонта.

Виды холодной сварки

Применяются следующие виды:

  • Точечная. Для соединения алюминиевых и медных проводников, приклеивания медных кончиков на алюминиевые провода.
  • Шовная. Для производства тонкостенных сосудов, герметичных емкостей и кожухов оборудования.
  • Стыковая. Для соединения проводов или кольцеобразных изделий.
  • Тавровая. Для соединения элементов прокатных профилей.
  • Сдвиговая. Для соединения труб отопительных или водопроводных контуров, а также компонентов электрораспределительных сетей на железных дорогах.

В зависимости от способа расфасовки различают:

  • Жидкая сварка — поставляется в виде двух отдельных компонентов, пластификатора и отвердителя, которые перемешиваются перед применением.
  • Пластилинообразной, поставляется в виде бруска, который разминают и перемешивают перед применением.

Двухкомпонентная холодная сварка сложнее в использовании, но зато более экономно расходуется.

По целевому назначению различают:

  • жидкая сварка для металла служит для склеивания большинства металлов и содержит наполнитель в виде металлической пудры;
  • жидкая сварка для ремонта автомобиля, отличается повышенной стойкостью к вибрациям, также имеет в своем составе наполнитель;
  • универсальную, соединяющую металлы, дерево или пластик в любом сочетании. Прочность такого соединения будет невысокой;
  • для работы в специальных условиях, таких, как подводные, высокотемпературные, в агрессивных средах и т.п.

Термостойкая холодная сварка

Термостойкая холодная сварка весьма популярна среди автолюбителей, ремонтирующих глушители и другие элементы выпускной системы

Способы применения холодной сварки

Способ использования холодной сварки для металла подробно описан в инструкции по ее применению.

Для того чтобы применение холодной сварки прошло успешно, а шов прослужил долго, нужно тщательно следовать всем пунктам инструкции. Любая неаккуратность, экономия, подмена и т.п. приведут к снижению качества и долговечности шва.

Советы по применению холодной сварки

В частной жизни способ чаще всего используют для авторемонта и починки отопительного хозяйства. Прохудившийся и заклеенный глушитель или бензобак будет служить еще долгие годы, не требуя замены.

К сожалению, радиатор таким образом удастся только временно подлатать, чтобы доехать до сервиса своим ходом. Постоянно пользоваться им будет нельзя. Если место течи установить не удается, то можно опустить радиатор в ванну с водой. Выходящие пузырьки укажут место течи.

Для ремонта глушителя надо выбрать высокотемпературную марку. Если в инструкции указана комнатная температура применения, то для начала работ ремонта следует дождаться остывания детали.

Если вы ремонтируете отопительную систему, то следует выбрать состав, выдерживающий длительный контакт с водой. Следует помнить, что метод подходит для ремонта небольших отверстий. Если повреждения значительны, то лучше применить горячую сварку.

Способ категорически непригоден для склеивания деталей, работающих под большой нагрузкой.

Не стоит пытаться заменить марку, разработанную для конкретного материала, на ту, что есть под рукой. Наполнитель должен точно соответствовать склеиваемым материалам, иначе о прочности шва можно будет забыть.

Как работает холодная сварка

Растворитель, содержащийся в клеящем составе, растворяет не только слой окислов на поверхности, но и приповерхностный слой металла, сближая атомы двух деталей на расстояние, близкое к размерам кристаллической решетки, в холодном состоянии.

Это напоминает процессы, происходящие в сварочной ванне — зоне совместного плавления электрода и поверхностных слоев соединяемых деталей при горячей сварке.

Преимущества холодной сварки по металлу

Технология обладает неоспоримыми преимуществами:

  • Нулевой расход электроэнергии или газа.
  • Опрятный и прочный шов не требует последующей обработки.
  • Нет нужды длительного обучения, наличия специальной аппаратуры.
  • Дает возможность прочно соединять разные металлы, например, алюминий и медь, которые другими способами практически не соединяются.
  • Дает возможность осуществлять ремонт деталей и трубопроводов без их демонтажа, не только в холодном, но и в горячем состоянии.
  • Ремонт электроустановок под напряжением, емкостей и труб под небольшим давлением и даже с легковоспламеняющимися материалами.
  • Отсутствуют деформации, вызванные остаточными напряжениями в металле, возникающими после горячей сварки.
  • Высокая экологичность процесса, отсутствие вредных отходов.

Аккуратный шов холодной сварки линолеума

Кроме всего перечисленного, низкая трудоемкость и невысокая цена расходных материалов делают способ экономически выгодной.

Недостатки холодной сварки

Основным недостатком способа является низкая по сравнению с горячей сваркой прочность шва. Материалы все же не сплавляются, образуя единый поликристалл, а склеиваются. Поэтому метод непригоден для высоко нагруженных соединений.

Меры безопасности

Компоненты, из которых состоит смесь, отличаются высокой химической активностью и сильно раздражают кожу и слизистые оболочки действием. При попадании внутрь организма они вызывают опасное для жизни отравление. Поэтому при работе необходимо строго соблюдать меры безопасности:

Обязательно работать в резиновых или пластиковых перчатках

  • Обязательно работать в резиновых или пластиковых перчатках.
  • При работе с составом для пластика обязательно попробуйте действие компонентов на материал перчаток. Если они растворяются — перчатки следует взять из другого материала.
  • Работать в защитных очках или в прозрачном защитном щитке. Особенно важно соблюдать этот пункт при работе снизу от ремонтируемого объекта — автомобиля, трубопровода и т.п., чтобы исключить попадание кусочков вещества на лицо и слизистые глаз и рта.
  • В случае случайного попадания на кожу — немедленно промыть большим количеством чистой проточной воды
  • В случае попадания внутрь организма — выпить много жидкости, лучше молока и немедленно обратиться к врачу.
  • Беречь от детей! Игра с похожим на пластилин веществом может закончиться в больнице или в морге.
  • Не применять для ремонта посуды и емкостей, контактирующих с пищей.
Читайте также:  Международное водительское удостоверение (МВУ) - нужно ли делать, в каких странах действует и как по

После затвердевания компоненты смеси теряют химическую активность и абсолютно безопасны для прикосновения руками.

Чем варить силумин

Силумином называют алюминиевый сплав с высоким содержанием кремния. Из него делают детали сложной конфигурации. Для их восстановления используют холодные и горячие методы.

Сварка силумина производится несколькими способами: плавящимися и тугоплавкими электродами. Металл легко окисляется, поэтому желательно использовать защитную атмосферу. Качество соединения без нее страдает. Виной всему жаропрочные оксиды алюминия. Как варить металл, какие тонкости важно учитывать, расскажут опытные сварщики.

Особенности сплава силумина

Он прочнее дюраля, устойчив к коррозии, пластичен – легко штампуется, поддается литью и ковке.

Его ценят за декоративность, износостойкость, легкость (у него низкий удельный вес). Силумин используют во многих отраслях, делают из него детали для машин и мотоциклов, накладные элементы для сантехники, оформления интерьеров.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке. Вообще не варят сплавы с большим содержанием цинка, при нагревании он выгорает, металл становится хрупким. Литейный силумин с содержанием кремния от 5 до 22% горячим способом соединяют. При температурной обработке применяют инертные газы, преимущественно аргон, он тяжелее воздуха, оседает на заготовке, держится облаком.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

  • ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35,
  • Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками,
  • HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Читайте также: Как правильно пользоваться холодной сваркой

Металл в месте пайки нагревают до 600°С, технология та же, что при работе с алюминием. Для разрушения оксидной пленки применяют флюс Castolin 190 Flux и его аналоги.

Технология сварки силумина

Соединение можно сделать двумя способами:

  • с помощью плавящихся электродов, такой сваркой заделывают детали, работающие на сжатие,
  • используя присадочную проволоку.

Прежде, чем сварить силумин, необходимо:

  • зачистить стык до зеркального блеска,
  • снять оксидную пленку растворителем или бензином, работать надо в перчатках, чтобы не оставлять потожировых следов.

Аргонодуговая сварка силумина

Для работы нужно подготовить:

  • инвертор сварочный на 220В или 380 В (сила тока зависит от толщины ремонтируемого участка),
  • осциллятор, подающий напряжение на электрод, он нужен для создания дуги,
  • комплект газового оборудования,
  • горелка,
  • баллон с защитным газом,
  • присадочный пруток.

У сварки силумина аргоном есть ряд особенностей:

  1. Полярность должна быть обратная, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации аргона, повышении его электропроводности.
  2. Аргон должен поступать в рабочую зону только после розжига. Шов нужно охлаждать в защитной атмосфере не меньше 10 секунд, пока верхний слой металла не схватится.
  3. Присадка вводится перед горелкой, со средней скоростью, под углом к электроду и диску. При быстрой подаче образуется много искр.
  4. Электрод нужен для создания дуги, ближе, чем на 2,5 мм его к металлу не приближают.
  5. Плавное движение горелки и прутка должны совпадать.
  6. Диаметр присадочной проволоки всегда меньше размера электрода.

Под воздействием дуги присадка и кромки образуют однородный сплав. Важно поддерживать защитную атмосферу, следить, чтобы аргон не сдувало. Без него сразу начинается процесс окисления.

Сварка плавящимся электродом

Имея трансформатор или выпрямитель, заварить деталь можно плавящимся электродом ОК 96.50 – стержня из силумина, покрытого щелочной обмазкой. Перед работой его нагревают до 150°С. Восстанавливаемую зону детали тоже необходимо прогреть паяльной лампой или газовой горелкой до 300°С (на металле появятся темные пятна побежалости, если они желто-коричневые – температура 250°С). При этой же температуре делается наплавка. При такой сварке силумина в домашних условиях прочного шва не получится, частички шлака, а его при работе с плавящимся электродом образуется много, неизбежно остаются в расплаве.

Читайте также: Ремонт сквозной коррозии кузова автомобиля без сварки

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

  • в отличие от других методов восстановления деталей из силумина, при дуговом в атмосфере аргона получают более прочные соединения,
  • режим формирования шва – скоростной, сварка не отнимает много времени,
  • не нужно предварительно прогревать детали и электрод,
  • отработанная технология по силам начинающим,
  • направленная дуга не перегревает деталь, она не деформируется.
  • работы нельзя проводить на открытом пространстве, в закрытых помещениях необходимо избегать сквозняков, чтобы облако аргона оставалось над рабочей зоной,
  • сложно сразу подобрать режим сварки,
  • при работе с толстостенным металлом нужно продумывать способ теплоотведения,
  • необходимо иметь специальное оборудование.

Тем, кто регулярно занимается ремонтными работами, недостатки аргоновой сварки не мешают создавать качественные и надежные соединения.

Ссылка на основную публикацию
Сварка профильной трубы какими электродами варить 2мм, как сваривать инвертором, как правильно, элек
Электродуговая сварка для начинающих технология, оборудование Автор: Игорь Дата: 18.02.2017 Статья Фото Видео Среди всех современных разновидностей способов соединения металла...
Сборки с исполнениями САПР-журнал
Упрощение деталей и сборок САПР-журнал Создание упрощенных деталей и сборок – один из шагов по облегчению работы с большими сборками....
Сброс ошибки SRS, ABS, VSA и EPS для Honda AutoZona54
Ремонт ЭБУ Хонда Цивик 5д цена ЭБУ Сервис Диагностика и ремонт электронных блоков управления Honda Civic 5D Специализированный центр автомобильной...
Сварка профильной трубы прямоугольного и квадратного сечения из металла и ПВХ
Как сваривать профильные трубы особенности, способы Из профильных труб изготавливаются металлоконструкции, которые используются в разных сферах жизни человека. Это могут...
Adblock detector