Сварка алюминия полуавтоматом

Полуавтоматическая сварка алюминия в среде защитных газов

{product id=782}     {product id=758}     {product id=91}     {product id=776}     {product id=757}

Технология сварки алюминия существенно отличается от технологии сварки стали. У алюминия ниже, чем у стали, температура плавления и выше показатель теплопроводности, поэтому высок риск «прожогов». Сварщики, привыкшие работать только со сталью, могут столкнуться с определенными проблемами при выполнении сварки деталей и листов из алюминиевых сплавов.

Есть еще один нюанс при выполнении полуавтоматической сварки алюминиевых сплавов: при подаче алюминиевой присадочной проволоки с барабана приводным роликом механизма подачи происходит смятие проволоки ввиду того, что алюминий имеет меньшую жесткость, по сравнению со сталью. Нижеизложенные рекомендации помогут устранить возникающие при сварке алюминия проблемы.

Зачистка свариваемых деталей

Сварка алюминия осложняется тем, что на поверхностях свариваемых деталей образуется слой окислов. Температура плавления алюминия равна + 649°С, а оксидная пленка начинает плавиться только при температуре +2037°С. Получается, что оксидная пленка препятствует плавлению и свариванию основного металла. Для устранения этого препятствия применяется зачистка поверхностей алюминиевых деталей перед сваркой.

Кроме оксидной пленки, перед сваркой еще необходимо удалить и другие препятствия, мешающие процессу качественной сварки алюминия. Это различные масла, растворители и другие углеводороды, применяемые для резки и разделки листового металла.

Для очистки алюминиевых деталей перед сваркой применяются два метода: механический и химический. Для механического способа используются металлические щетки с щетиной из нержавеющей стали. Проволока для изготовления таких щеток должна быть в меру жесткой, чтобы не произошло заглубление частиц окисной пленки в зачищаемый металл. Щетки для зачистки алюминия не должны использоваться для зачистки сталей.

При химической очистке алюминия от окислов используются различные травильные составы и растворители. После травления перед сваркой необходимо смыть остатки травильного раствора. После очистки алюминия углеводородным растворителем, его остатки должны быть удалены обезжиривающей жидкостью, не содержащей в своем составе углеводородов.

Подогрев деталей перед сваркой

Если сваривать «холодные» алюминиевые детали, то может произойти растрескивание металла сварного шва. Перед сваркой необходимо разогреть детали до температуры, не превышающей +110°С. Контролировать температуру подогрева необходимо специальным термометром. Для предотвращения «наплывов» следует пользоваться вводными (в начале шва) и выводными (в конце шва) планками. Для равномерного прогрева изделия рекомендуется применять «прихваточные» швы перед выполнением основного шва. Если свариваются детали, имеющие разную толщину, прогревать следует более массивную деталь.

Сварка алюминия «углом вперед»

Для лучшего очищения свариваемых поверхностей, оптимизации среды защитного газа, снижения количества примесей в металле шва при сварке алюминиевых сплавов применяется метод «углом вперед».

Режимs сварки алюминия

Более высокая теплопроводность алюминия (в сравнении со сталью) допускает применять сварочные токи больших значений и выполнять сварку с большими скоростями. При низкоскоростной сварке могут возникать «прожоги», особенно при сборке тонкостенных изделий.

Защитные газы для сварки алюминия

Чаще остальных при сварке алюминия и сплавов на его основе применяется аргон. Аргон в качестве защитного газа обеспечивает оптимальное проплавление и приемлемую чистоту сварочной ванны. Для сваривания алюминиевых сплавов 5ХХХ требуется ограничивать образование оксида магния. Для этого в качестве защитного газа используется смесь аргона и гелия (до 75%).

Присадочная проволока для сварки алюминия

Температура плавления сварочной проволоки должна быть максимально близкой к температуре плавления свариваемых деталей. Обычно диаметр сварочной алюминиевой проволоки равен 1,2мм или 1,6мм . При использовании проволоки диаметром 1,6 мм возникает меньше проблем с подачей. Для тонкостенных изделий применяется импульсная сварка и сварочная проволока диаметром 0,9 мм при подаче от 2,5 до 8,0 метров в минуту.

Геометрия сварного шва

При сварке алюминиевых сплавов велик риск температурного растрескивания металла шва. Это вызвано физическими свойствами алюминия, который обладает значительным температурным расширением при нагревании и сжатием при охлаждении. Из-за этого свойства происходит накапливание значительных напряжений в металле шва, имеющего вогнутую форму. Для минимизации последствий усадки металла шва необходимо выполнять сварной шов выпуклой формы, компенсирующей силы сжатия при остывании.

Как выбрать источник сварочного тока

Приоритетным выбором при сварке алюминия полуавтоматами GMAW являются источники для дуговой импульсной сварки. Источники тока с жесткой вольтамперной характеристикой (CV) или падающей ВАХ (СС) обеспечивают струйный перенос расплавленного металла сварочной проволоки в сварочную ванну. При сварке толстостенных изделий на сварочном токе более 350 А качественное соединение получается при падающей вольтамперной характеристике.

Современные импульсные сварочные аппараты инверторного типа обладают расширенным функционалом. Применение дополнительных функций и настроек позволяет в автоматическом режиме задавать форму сварочной кривой и соотношение между ее положительным и отрицательным полупериодами, а также частоту импульсов. В результате появляется возможность управлять переносом присадочного металла, образующего уже не струю, а серию капель, переносимых на свариваемый металл с заданной частотой и интенсивностью.

Применение импульсного режима уменьшает количество брызг, увеличивает скорость сварки и качество соединения, снижает тепловложение, позволяя оптимизировать процесс, сократить риск «прожогов», особенно при сборке тонкостенных изделий при любом пространственном положении шва.

Подача сварочной проволоки

В полуавтоматическом сварочном аппарате подача сварочной алюминиевой проволоки производится сматыванием с катушки, устанавливаемой в защищенный отсек. В состав механизма подачи входят: электродвигатель с постоянным высоким моментом вращения и регулируемой скоростью вращения вала; система приводных роликов, одни из которых сматывают проволоку с подающей катушки, а другие проталкивают ее в зону сварки; комплект направляющих втулок (входная и выходная); направляющая спираль – лайнер.

Усилие, с которым приводные ролики прижимаются к сварочной проволоке, должно быть отрегулировано таким образом, чтобы исключить рывки при ее подаче в горелку. Если прижим будет недостаточным, ролики будут проскальзывать, и подача проволоки будет прекращаться. Если усилие прижима будет чрезмерным, это приведет к деформации проволоки и ее смятию. Направляющие втулки в механизмах для подачи алюминиевой проволоки устанавливаются как можно ближе к приводным роликам. Это делается для того, чтобы уменьшить риск деформации мягкой алюминиевой сварочной проволоки.

Для получения качественного сварного соединения алюминиевых деталей необходимо обеспечить стабильность дуги, которая, в свою очередь, зависит от равномерности подачи проволоки. Нестабильная подача и дуга приводят к пористости сварного шва. Для стабилизации подачи проволоки при сварке алюминия следует придерживаться еще такого правила: сварочный кабель необходимо располагать как можно ровнее, избегая крутых изгибов и перехлестов. Это уменьшит трение сварочной проволоки, и будет способствовать равномерной и стабильной ее подаче.

Особенности сварочных горелок для сварки алюминия

{product id=120}      {product id=117}      {product id=141}      {product id=114}      {product id=92}

Для сварки алюминия и алюминиевых сплавов применяется специальный кабель канал. Для уменьшения износа проволоки при трении, возникающем при подаче, концы кабель канала следует закрепить так, чтобы зазор между газовым диффузором горелки и каналом был минимальным. При протяжке алюминиевой проволоки через кабель канал, в нем постепенно накапливается оксид алюминия, обладающий абразивными свойствами, поэтому замена канала производится чаще, чем в полуавтоматах для сварки стали.

Контактный наконечник сварочной горелки должен иметь отверстие с диаметром большим на 0,4 мм, чем диаметр сварочной проволоки. Это условие необходимо для исключения заклинивания проволоки при температурных деформациях наконечника в процессе сварки. Для минимизации влияния высоких температур на процесс подачи при сварочных токах более 200А, следует пользоваться горелками с жидкостным охлаждением.