Как заварить алюминий в домашних условиях?

Как и чем варить алюминий

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.

• 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:

• На поверхности алюминия образуется окислительная пленка. И если температура плавления металла составляет всего лишь 660 градусов Цельсия, то защитной пленки – 2044 °C.
• 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. Это усложняет и без того непростой процесс, поскольку для каждого сплава (а чаще всего его марка неизвестна) нужно подобрать конкретный режим и дополнительные материалы. Унифицировать сварочный процесс в данной ситуации практически невозможно.

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.

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.

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.

• 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. Устройство генерирует импульсы тока высокого напряжения, благодаря чему отлично разрушается пленка оксида металла. Но полуавтоматы с режимом сварки алюминия стоят очень дорого. Поэтому в бытовых условиях умельцы приспособились обходиться обычными полуавтоматами без такого функционала. Метод идентичен технологии сваривания черных металлов, но вместо обычной присадочной проволоки используется алюминиевая.

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.

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.

Свариваем алюминий без аргона

Привет друзья! Я покажу как сварить алюминий без аргона, обычным инвертором. Весь процесс будет полностью идентичен как при электродуговой сварке стали, за исключением одного небольшого изменения. С помощью этого способа вы сможете без труда производить ремонт алюминиевых деталей или узлов дома, без дорогостоящего оборудования для аргонной сварки.

Понадобится

• Инверт постоянного тока, способный выдать 120 А.
• Специальный электрод для сварки алюминия — http://alii.pub/5nyy46

Со сварочным аппаратом, думаю все понятно, а про электрод нужно пояснить. Оказывается, не так давно, в продаже появились специализированные электроды для сварки алюминия обычной сваркой без аргонной среды.

Марки их могут быть различны, так что спрашивайте в магазинах. В любом случае их без проблем можно приобрести в интернете.

Строение они имеют такое же как электрод для стали: жила, имеющая толстое покрытие. Тут все также, только электрод имеет другую цветовую палитру: жила — блестящая, так как состоит преимущественно из алюминия, покрытие — белое.

Такие электроды предназначены не только для алюминия, а так же для его сплавов: силумин, дюраль. Поэтому без труда можете варить и их.

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

Хоть метод почти ничем не отличается от обычной дуговой сварки, нужно учесть следующие:

• Сварочный ток должен быть порядка 70-100 А
• Сварка ведется на короткой дуге.
• Угол электрода при сварке должен быть 90 градусов.
• Электрод сгорает в три раза быстрее, чем при обычной сварке стали.

Варить алюминий гораздо сложнее, поэтому, если вы не разу этого не делали, то советую обязательно потренироваться, что буду делать и я.

Свариваем алюминий обычным инвертором без аргона

Мой первый опыт сварки этого металла в без аргонной среде. Я буду сваривать толстые пластины. Закрепляем детали струбцинами. Минус подключаем к нижней пластине. Плюс к электроду.

Изначально рекомендую установить ток 100 А и попробовать.

Варим все на короткой дуге, так как из-за быстрого плавления электрода ее очень трудно ловить, особенно с непривычки.

Приноровившись уже получается стабильно держать дугу.

Как и после обычной сварки отбиваем окалину молотком.

И зачищаем щеткой.

Не судите строго, для первого тренировочного раза, я считаю, это хороший результат.

Особенно учитывая насколько это трудоемко и непривычно после обычной сварки стали.

Рекомендации для качественной сварки

• Зачистите щеткой по металлу место сварки, чтобы удалить оксид с поверхности.
• Если есть возможность, нагрейте детали газовой горелкой до 150-200 градусов Цельсия, это упростит задачу получения качественного шва.
• В момент сварки ведите электрод быстрее, так как он сгорает быстрее примерно в 3 раза.

Подведение итогов

Прочность шва получается ничуть не хуже чем у аргонной сварки.

Конечно, немного трудоемкий процесс, но следует только приноровиться и все пойдет как по маслу. Из недостатков хочется отметить небольшую дороговизну электродов, по сравнению с обычными. Но если с сравнивать с аргонной сваркой, то сантиметр шва получается в разы дешевле, так что способ все равно выигрывает.

Смотрите видео

Обязательно посмотрите видео, где видно насколько это тяжело сделать с первого раз.

Сварка алюминия в домашних условиях

Автор: Игорь

Дата: 12.07.2016

• Статья
• Фото
• Видео

Необходимость в создании соединения сложно свариваемых металлов может возникнуть не только на производстве, но и в частной сфере. Сварка алюминия в домашних условиях проводится часто, несмотря на все свои сложности, так как сам металл активно используется в промышленности и многие изделия выполняются именно из него. Таким образом, при ремонте мастерам приходится часто с ним сталкиваться. Главной сложностью этого процесса является то, что дома очень сложно создать все необходимые условия, чтобы процесс происходил также, как и на предприятии. Соответственно, качество соединения может пострадать.

Примитивная сварка алюминия

В основном, здесь используется более простое оборудование, так как сварочный инвертор, который применяется для аргонодуговой сварки, вместе с баллонами самого аргона, будет иметь достаточно высокую стоимость, как для частных лиц. Тем не менее, проблемы свариваемости алюминия никуда не деваются, поэтому, нужно все также бороться с напряжением металл, подбирать средства для разрушения оксидной пленки. Одной из основных проблем становится высокая жидкотекучесть металла в расплавленном состоянии, что усложняет сваривание в различных положениях, особенно, в потолочном.

Аргонно-дуговая сварка алюминия в домашних условиях

Преимущества

• Сварка алюминия в домашних условиях оказывается более дешевым процессом, особенно если есть соответствующее оборудование, так как не приходится обращаться к другим специалистам;
• Результат работы можно получить сразу, а также проверить его, а не ждать получения из мастерской;
• Легче использовать подручные материалы;
• Нет высоких требований к контролю качества, так как применение полученных изделий, как правило, не имеет большой ответственности.

Недостатки

• Сварка алюминия в домашних условиях обеспечивает более низкий уровень качества соединения;
• Порой сложно подобрать подходящие расходные материалы, особенно, если речь идет о редких случаях использования;
• Сложно использовать современные технологии, так как в домашних условиях зачастую нет подходящих вещей, которые применяются на передовых предприятиях;
• Сложнее соблюдать технику безопасности, особенно, при работе с газом;
• Сварочные электроды могут храниться в недостаточно надежных условиях, из-за чего они могут отсыреть и испортиться;
• Отсутствуют точные методы контроля полученного сварного шва, что очень важно перед применением изделия.

Возможные способы сварки алюминия дома

В домашних условиях может осуществляться не только примитивная сварка алюминия при помощи плавкого электрода, но и другие разновидности, в зависимости от оборудования, которое используется. Выделяют следующие способы сварки:

• Сварка алюминия электродом в домашних условиях. Это самый простой способ, так как очень схож с обыкновенной сваркой стали, но с учетом всех особенностей поведения расплавленного алюминия. Здесь не нужно особого опыта работы мастера, но требуется учитывать низкую вязкость металла, что усложняет работу новичков и делает шов не таким ровным и монолитным, как при сварке стали.

• Сварка алюминия в домашних условиях газовой горелкой. Здесь в качестве основной температурной силы, расплавляющей металл, используется газ. Это снижает скорость сварки в три раза и делает процесс более простым. Тут применяется сварочная проволока, на которой нет покрытия, что позволяет избавиться от проблем с просушкой электродов. Газ является более надежной защитой, чем обмазка электродов.

• Аргонодуговая сварка. Это один из лучших вариантов, так как само сваривание происходит под воздействием дуги, а в качестве защиты применяется инертный газ аргон. Тут используется неплавкий электрод и присадочная проволока, что обеспечивает высокое качество соединение. Сварка алюминия в домашних условиях таким способов применяется достаточно редко из-за технической сложности данного процесса.

Материалы и инструмент

Сварка деталей из алюминия требует специальной технической подготовки, которая зависит от выбранного способа. Но даже самые простые варианты требуют особой средств, которые помогут сделать все как можно более качественно и надежно. Среди них выделяются такие вещи как:

• Сварочный аппарат, который становится главным источником питания, обеспечивающим подачу тока нужных параметров для конкретного вида сварки;
• Электроды (или присадочная проволока, если используется процесс сваривания при помощи газа) – этот материал должен максимально соответствовать тому, с чем он будет свариваться;
• Газовые баллоны со шлангами, что используется для соединения металла газом, но такой вариант для домашних условий не часто используется;
• Заземление для всех использующихся электрических аппаратов;
• Рабочая одежда и сварочная маска.

Пошаговая инструкция

Когда идет сварка лодки из алюминия, или других важных вещей, то следует правильно соблюдать режимы, чтобы добиться желаемого результата. Стоит выделить следующие шаги:

• Подготовка металла. Она может включать в себя разделку кромок, что необходимо при толщине металла от 4 мм, так как алюминий обладает низкой глубиной проварки, поэтому, нужно уменьшить толщину за счет скоса кромок. Также требуется механически зачистить поверхность наждачной бумагой или металлической щеткой, чтобы убрать жиры, масла, различные налеты и пленки;

• Затем следует аккуратно распределить флюс (если речь идет о газовой сварке), чтобы улучшить свойства сваривания металла;

• После этого требуется подогреть металл (снова при газовой сварке), чтобы избежать температурной деформации и способствовать предварительному расплавлению флюса;

Нагрев алюминия для сварки

• Далее можно уже приступать к самому свариванию, разжигая пламя или дугу и образуя валик шва в сварочной ванной идти по всей длине кромок;

Сварка алюминия горелкой в домашних условиях

• После окончания работ нужно дать остыть металлу и проверить качество соединения доступными методами.

Когда осуществляется TIG сварка алюминия, то требуется использовать только переменный ток, так как качества соединения с ним становится выше.»

Как правильно варить алюминий в домашних условиях

У этого металла внушительный список достоинств, но из-за его особенностей сварка алюминия связана с трудностями. Основной проблемой при самостоятельном ремонте деталей из алюминия является сложность создания условий аналогичных заводским. Однако и упрощенные технологии обеспечивают приемлемые результаты.

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Трудности сварки алюминиевых сплавов и чистого металла связаны с его свойствами:

1. Температура плавления окисной пленки, покрывающей поверхность этого материала, 2044⁰C, а металла — 660⁰C.
2. Поверхность капель, образующихся при плавлении алюминия, мгновенно окисляется, что препятствует созданию монолитного шва. Поэтому сварочную ванну приходится ограждать от контакта с воздухом.
3. Из-за высокой текучести металла в расплавленном виде контроль над сварочной ванной затруднен. Проблема решается подкладкой под заготовки железных пластин для отвода тепла.
4. В алюминии содержится водород, который при остывании шва выходит наружу, образуя поры и трещины. В сплавы входит кремний, способствующий растрескиванию во время охлаждения соединения.
5. У алюминия высокий коэффициент температурного расширения, поэтому усадка при остывании приводит к деформации заготовок.
6. Из-за высокой теплопроводности сварку приходится вести током в 1,5 — 2 раза большим, чем при работе со сталью.
7. При сварке алюминия своими руками не всегда удается определить марку сплава, поэтому настройка оптимального режима сварки затруднена.

Способы сварки алюминия

Выбор метода, которым можно сварить алюминий дома, определяется имеющимся оборудованием. Разработано несколько способов, но популярными стали только три.

Вольфрамовым электродом

Этим способом сваривают алюминий, когда к прочности шва предъявляются жесткие требования. Он создается за счет плавления присадочной проволоки диаметром 1,6 — 4 мм дугой, создаваемой неплавящимся электродом из вольфрама. Для защиты от окисления к месту сварки подается аргон или гелий.

Работа выполняется на переменном токе. Если работа проводится в помещении, расход газа настраивают в пределах 5 — 8 л/мин, на улице больше. Диаметр электрода и сила тока в зависимости от толщины деталей определяются по таблице:

При выполнении сварки следует учитывать нюансы метода:

• длину дуги поддерживают на уровне 2,5 мм;
• электрод устанавливается под углом 80⁰ к стыку;
• проволока подается под углом 90⁰ к электроду;
• горелку с электродом перемещают следом за проволокой без поперечных движений;
• для равномерного заполнения стыка проволоку подают короткими отрезками;
• на конце электрода должен образоваться шарик правильной формы, если нет — нужно увеличить ток;
• газ подают за 4 — 5 секунд до сварки изделий, после завершения перекрывают спустя 6 — 7 сек.

Плавящимся электродом

Сваркой электродами с покрытием соединяются заготовки толщиной от 4 мм, если нет высоких требований к качеству и прочности. Процесс сопровождается бурным разбрызгиванием плавящегося металла. Шов получается рыхлым, поскольку в нем остаются поры. Шлак, способствующий развитию коррозии, удаляется с трудом. Несмотря на недостатки эта технология очень популярна, поскольку выполняется без дорогостоящего оборудования и расходных материалов.

Электродами, обмазка которых при испарении создает защитную среду, проводится сварка алюминия и его сплавов большинства марок. Лучшими признаны марки УАНА и ОЗАНА. Перед применением их рекомендуется прокаливать. Если специальных электродов нет, вместо них можно использовать алюминиевые жилы кабелей. Их обмазывают смесью порошкового мела с жидким стеклом, чтобы получился слой 1,5 — 2 мм с последующей просушкой.

Сварка проводится постоянным током с обратной полярностью. Лучше пользоваться инвертором, но подойдет и самодельный аппарат. Сила тока выбирается исходя из того, что на 1 мм толщины деталей должно приходиться 25 — 30 А. Для улучшения проплавки края заготовок в зависимости от толщины нагреваются до температуры 300 — 400⁰C. После завершения работы месту соединения дают медленно остыть, чтобы уменьшить риск растрескивания и деформации.

Из-за низкой температуры плавления алюминиевые электроды сгорают быстрей, чем стальные аналоги, поэтому сварка выполняется быстрей. Их ведут вдоль стыка без поперечных колебаний, стараясь заварить шов без остановок. Прерывание дуги приводит к образованию на кончике электрода и в ванне пленки из шлака, которая затруднит повторный розжиг.

Сразу после завершения со шва оббивают шлак. Для удаления мелких крошек соединение промывают водой и чистят жесткой щеткой. Для полной уверенности в отсутствии частичек шлака дополнительно проходятся щеткой со стальной щетиной.

Полуавтоматом

Качественная сварка алюминия и его сплавов с созданием монолитных красивых швов выполняется полуавтоматами, работающими в импульсном режиме. Оксидная пленка разбивается кратковременным разрядом высокого напряжения, которое затем снижается до исходного значения. По такому же принципу происходит «вбивание» капель в зоне сварки. Однако, из-за высокой цены оборудования, оно редко используется домашними мастерами. Чаще приспосабливают обычные полуавтоматы, так как варить алюминий ими дома можно с хорошим качеством. Однако на аппарате без дополнительных опций оптимальные настройки придется подбирать экспериментальным путем.

Работая по этой технологии, следует учитывать ее особенности:

1. Работа проводится на постоянном токе с обратной полярностью. Величину тока можно выставлять по таблице для вольфрамового электрода с последующей корректировкой.
2. У мягкой алюминиевой проволоки есть склонность к образованию петель. Для устранения этого недостатка ее подают механизмом с четырьмя роликами через укороченный рукав с тефлоновым вкладышем.
3. Из-за высокого температурного расширения алюминия проволока может застревать в отверстии наконечника. Проблема решается заменой на другой с большим диаметром или с маркировкой «Al».
4. Из-за быстрого сгорания скорость подачи алюминиевой проволоки устанавливается больше чем при работе со стальной. Иначе она начнет плавиться внутри наконечника, выводя его из строя.

Подготовка поверхностей к сварке

Под правильным свариванием алюминия подразумевается не только настройка параметров процесса, но и предварительная обработка заготовок:

1. Место соединения на расстоянии 2 — 3 см от стыка очищают от грязи и обезжиривают любым растворителем.
2. При сварке деталей толщиной больше 4 мм неплавящимися электродами с кромок снимают фаски под углом 45 — 65⁰. У листов толщиной до 1,5 мм делают отбортовку торцов. У заготовок, соединяемых плавящимися электродами с покрытием, кромки разделывают, если толщина больше 20 мм.
3. Прежде чем сваривать алюминий, с поверхностей возле стыка напильником или металлической щеткой удаляется оксидная пленка. Обработка проводится без надавливания, чтобы в царапинах не остались ее частички.

Технология сварки алюминия

Этапы сварки алюминия в домашних условиях одинаковы для всех способов:

• заготовки предварительно нагревают до 150⁰C;
• на аппарате выставляются настройки выбранного режима;
• зажигают дугу контактным или бесконтактным методом;
• наплавляют сварочную ванну до появления на поверхности зеркального пятна;
• затем подают присадочную проволоку, если это предусмотрено технологией, и начинают перемещать электрод вдоль стыка.

Полезные советы

Повысить качественные показатели сварки алюминия в домашних условиях помогут рекомендации специалистов:

• разделывая кромки, следует учитывать, что при уменьшении угла фасок увеличивается ширина шва;
• при соединении деталей толщиной больше 7 мм между ними нужно оставить зазор 2 мм;
• чтобы шов получился ровным по ширине, детали сначала прихватывают с обеих сторон;
• перед завариванием трещину расширяют и углубляют, так как варить алюминий без ее заполнения бесполезно;
• толстостенные детали сваривают в несколько проходов до заполнения стыка, удаляя шлак с каждого шва.

Узнав как сваривать алюминий в домашних условиях можно переходить к практике. Однако, чтобы не стать жертвой несчастного случая, прежде нужно запастись одеждой и перчатками из огнеупорного материала. Для работы дома лучше приобрести аппарат с возможностью проведения ручной и аргонодуговой сварки.

Сварка алюминия в домашних условиях

Сварочные работы необходимы не только на производстве, но и в небольших мастерских. Все чаще возникает потребность в соединении деталей из алюминия и его сплавов. Например, моторные лодки, головки блоков цилиндров для двигателей внутреннего сгорания.

Сам по себе алюминий – это металл, обладающий малым удельным весом, большой вязкостью, теплопроводностью и электропроводностью. Его сплавы выдерживают высокие механические нагрузки. Но при всех его достоинствах сварка алюминия в домашних условиях сопряжена с некоторыми трудностями.

Факторы, влияющие на свариваемость алюминия

Алюминий активно окисляется на воздухе, и его поверхность достаточно быстро покрывается пленкой оксидов. Оксиды – тугоплавкие соединения. Их температура плавления достигает 2440 °С. У алюминия же данное значение равно 660 °С. Во время сварки оксиды препятствуют образованию в сварочной ванне однородной массы расплавленного металла.

Капли жидкого металла в сварочной зоне мгновенно покрываются окислами, которые не дают получить сплошной сварочный шов. Для предотвращения окисления зона плавления нуждается в изоляции при помощи флюсов или инертных газов. Обычно применяется аргон.

В отличие от стали, алюминий обладает таким качеством, как высокая жидкотекучесть в виде расплава. Сварочная ванна, в связи с этим, плохо формируется, а потолочные швы выполнить становится проблематично. Для устранения эффекта жидкотекучести используются подкладки с большой теплопроводностью для охлаждения зоны сварки.

Алюминий характеризуется высоким содержанием кремния и растворенного в нем водорода. Кремний провоцирует образование трещин во время охлаждения металла после сварки. Водород же выходя из расплава, образует множество пор в сварочных швах и трещин при кристаллизации.

Алюминиевые сплавы обладают значительной литейной усадкой, что при остывании приводит к деформированию свариваемых деталей.

Сварочный шов на алюминиевой трубе

Из-за высокой теплопроводности, процесс сварки алюминия предусматривает высокие сварочные токи. К примеру, для проведения работ по стали значения токов на 50% ниже.

Подобрать требуемые режимы сварки алюминия в домашних условиях затруднительно по причине того, что не всегда можно точно определить марку сплава свариваемых деталей.

Методы проведения сварки алюминиевых деталей

Сварку алюминия в домашних условиях можно производить различными методами, среди которых можно выделить:

• электродуговая сварка электродами с покрытием;
• газовая сварка;
• электродуговая сварка в среде нейтральных газов.

1. Сварка алюминия без аргона с использованием плавких электродов со специальной обмазкой — самый простой, доступный и распространенный способ соединения деталей. Для работы с чистым алюминием используются электроды ОЗАНА1, а для сплавов с высоким содержанием кремния применяются электроды ОЗАНА2.

Сила тока, выставляемая на аппарате, равна 25А на каждый миллиметр электрода. Плавятся электроды достаточно быстро, поэтому наложение шва происходит на большой скорости. Качество и непрерывность сварки зависит от квалификации сварщика.

После замены электрода на новый удаляется шлак. После чего шов требуется промыть горячей водой и зачистить щеткой с металлическим волосом. Окислы препятствуют разжиганию дуги.

Сварка алюминиевых деталей

Недостатками электродуговой сварки электродами являются: большая пористость шва, невысокая прочность, обильное разбрызгивание, затрудненное отделение шлаков, которые вызывают в последствии интенсивную коррозию.

1. Сварка газовой горелкой — более простой метод. Необходимость разогреть и расплавить металл в зоне сварки снижает скорость процесса в три раза. Для заполнения шва используется проволока. Ее не требуется просушивать перед применением. Горючий газ выполняет функцию защиты от окисления. Это более надежный способ в отличие от обмазки электродов.
2. Высокое качество, надежность, прочность, эстетичность предоставляет сварка с использованием инертных газов аргона или гелия. Плавление металла происходит от дуги между электродом из вольфрама и деталью. Для присадки применяются алюминиевые прутки.

Для эффективного разрушения окислов сварка производится током с переменным напряжением. Выбор режимов зависит от диаметра присадки, электрода, толщины металла и расхода газа. Дорогое оборудование и необходимые расходные материалы не позволяют активно использовать аргонодуговой метод в домашних условиях.

Материалы и инструмент

Если техническая подготовка работника стоит на первом месте при проведении сварочных работ алюминия, то технологическое оснащение для поведения работ занимает второе место. Вне зависимости от метода проведения сварки, для получения результата с наилучшими показателями необходимо приготовить следующее:

• источник питания – сварочный аппарат, позволяющий выдавать постоянный и переменный ток, а также токи достигающие 300 А;
• электроды марок ОЗАНА и УАНА, предназначенные для всех типов алюминиевых сплавов;
• присадочная проволока или прутки;
• газовое оборудование – баллоны, горелка, шланги;
• надежное заземление;
• рабочая одежда из негорючего материала;
• сварочная маска или очки.

Техника безопасности

Технология сварочного процесса – это интенсивное разбрызгивание, что заставляет, в первую очередь, заботиться о безопасности сварщика.

1. На нем должен быть надет костюм из негорючей или огнеупорной ткани, а так же рукавицы, краги из подобного материала.
2. Для защиты органов дыхания используются индивидуальные средства защиты.
3. Органы зрения защищает сварочная маска.
4. Наличие надежного заземления предупредит поражение от электрического тока.

Работа с газовым оборудованием сопряжена с повышенной опасностью. Соблюсти все требования промышленной безопасности в домашних условиях проблематично, но следовать им необходимо.

Подготовка поверхностей металлических деталей к сварке

Свариваемые детали нуждаются в тщательной подготовке. Кромки деталей подвергаются следующей обработке:

• С поверхности заготовки авиационным бензином, уайт-спиритом или ацетоном, растворителем удаляются остатки жиров, масел и других загрязнений, то есть обезжириваются.
• Разделка кромок. При сварке листового материала толщиной не свыше полутора миллиметров их края отбортовываются. Фаска снимается на деталях толщиной более 4мм при сварке покрытыми электродами. Если толщина изделий 20 мм и более, то разделка необходима в любом случае.
• Удаление окислов с поверхности производится напильником или металлической щеткой. Ширина очистки с каждой стороны должна составлять до 15 мм. В некоторых случаях оксиды растворяют раствором каустической соды. Но после такой процедуры требуется промывка проточной водой.

Описание процесса

После проведения подготовительных мероприятий производится процесс стыковки. Сварка алюминия в домашних условиях методом электродуговой сварки в среде нейтральных газов производится с соблюдением следующих рекомендаций:

• угол наклона вольфрамового электрода к свариваемой поверхности должен быть не менее 70°, но не более 80°;
• пруток присадочного металла подается в зону перпендикулярно вольфрамовому электроду;
• размер дуги не должен превышать 2 1/2 мм;
• чтобы обеспечить защиту от кислорода расплавленный металл первым перемещаться начинает пруток, а за ним электрод с горелкой;
• присадочный пруток периодически вводится в сварочную ванну;
• поперечные движения не рекомендованы, только продольные;
• для отведения излишнего тепла сварку производят на медных пластинах или стальном верстаке;
• инертный газ подается за 3 секунды до образования дуги и в течение 5 секунд после окончания подачи напряжения.

В последнее время в домашних мастерских популярность набирает полуавтоматические аппараты, особенно импульсные. Проблема с оксидной пленкой решается за счет импульса высокого напряжения. Он буквально разбивает ее, а за счет обратного действия вдавливает капли расплавленного алюминия в ванну с расплавом.

Процесс сварки алюминия импульсными полуавтоматами производится с постоянным током, но с обратной полярностью. Равномерная подача алюминиевой проволоки осуществляется роликовым механизмом. Из-за высокого коэффициента температурного расширения проволока может застревать в наконечнике. В связи с этим, используются наконечники для сварки алюминия и имеющие маркировку «AL».

Технологии и способы сварки алюминия в домашних условиях

Благодаря таким уникальным свойствам алюминия, как доступность, легкость, прочность, коррозионная стойкость, высокая электро- и теплопроводность изделия из алюминиевых сплавов широко применяются в самых разных областях. Основным способом создания неразъемных соединений для таких конструкций служит сварка.

По причине ряда свойств, которыми обладает алюминий, сварка его – достаточно сложный процесс. Как и чем сварить алюминий и его сплавы? Для того применимы практически все основные виды создания сварных соединений.

Причины низкой свариваемости

Создание соединений осложняется такими особенностями, как:

• поверхность деталей постоянно покрыта пленкой окислов, ее температура плавления: свыше 2400 о С, температура же плавления самого алюминия: 660 о С;
• поверхность сварочной ванны и капли расплава при контакте с кислородом также покрываются этой пленкой, она мешает формированию однородного шовного материала;
• в жидкой фазе для металла характерна высокая текучесть, это затрудняет выполнение вертикальных, наклонных и потолочных швов;
• водород и кремний; находящиеся в составе заготовок, во время кристаллизации стремится выйти наружу, увеличивая пористость шва и создавая дефекты в виде трещин;
• легкому металлу присущ высокий коэффициент линейного теплового расширения, в ходе кристаллизации происходит заметная усадка, ведущая к деформации изделия;
• по причине значительно большей, чем у стали, теплопроводности, приходится использовать высокие значения рабочих токов;

Соединение дюралюминия в домашних условиях осложняется также тем, что не всегда точно известна марка и точный состав сплава. Из-за этого трудно правильно выставить рабочие режимы.

Виды сварки для сплавов

Для алюминиевых сплавов используют разнообразные виды сварки, включая:

• ручную электродуговую (MMA);
• аргоновую с неплавким электродом (TIG);
• плазменную;
• полуавтоматом в защитной среде.

Последний вид технологии подразделяется на несколько подвидов:

• обычная с подачей проволоки и защитного газа;
• импульсная;
• с управляемым массопереносом с использованием инвертора;
• на аппаратах ВД-306ДК.

Чем еще сваривают алюминий? Такие виды сварки, как газосварка, точечная, или под флюсовым слоем, применяются реже. Редко применяются и угольные электроды вместо вольфрамовых.

При подборе способа создания сварного соединения учитывают состав сплавов, толщину заготовки, пространственную форму изделий, их назначение и ряд других факторов.

Какие методы применяют?

Чтобы заварить шов на заготовке из алюминиевых сплавов применяют различные технологические методы, сочетающие в себе различные комбинации оборудования, газов и флюсовых порошков, подготовительных операций, предварительной термообработки.

Наиболее распространенными методами стали следующие:

• неплавящимся электродом из вольфрама в атмосфере инертных газов (AC TIG);
• полуавтоматом в атмосфере инертных газов с подачей присадочной проволоки (DC TIG);
• Ручная сварка MMA с электродами, покрытыми флюсосодержащей обмазкой;

Эти методы по-разному решают основную проблему: разрушение и недопущение восстановления окисной пленки.

Подготовка металла

Прочность и долговечность шва во многом определяется качеством и тщательностью подготовительных работ. Подготовка разделяется на механическую и химическую.

Механически

Этот этап, как и при сварке других металлов, начинается с тщательной очистки заготовки от всех видов механических загрязнений. Далее при необходимости проводят разделку кромок шва, формируя его профиль. При сварке электродами с обмазкой разделывают кромки начиная с толщины детали от 4 мм. При использовании других методов разделывают кромки, начиная с 20 мм. Тонкие листы (до 1,5 мм) вместо снятия фасок подвергают отбортовке.

Далее следует этап снятия окисной пленки с зоны шва и околошовной области. Это желают напильников или проволочной щеткой.

Химически

И заготовки в зоне шва и околошовной зоне, и присадочный пруток или проволоку необходимо тщательно обезжирить для этого используют органические растворители или щелочные растворы.

[stextbox методом также снимают слой окислов с поверхности заготовок. Для этого на них наносят каустическую соду. После обработки детали и присадочных материалов их промывают водой и высушивают.[/stextbox]

Необходимое оборудование

Для работы по алюминию необходим комплекс оборудования, материалов и приспособлений.

Источник сварочного тока

Применяются инверторные сварочные источники, работающие в импульсном режиме. Современные аппараты имеют преднастроенные режимы для работы с различными сплавов и заготовок разной толщины и формы.

Сила тока может достигать 350 ампер.

Вольфрамовые электроды

При сварке алюминия используются лантановые электроды с белой маркировкой.

применяют также и электроды из чистого вольфрама, помеченные зеленой маркой.

Неплавкие электроды не расходуются в ходе работы, они служат для создания сварочной электрической цепи.

Защитные газы

Применяются следующие защитные газы, предотвращающие контакт расплавленного металла с кислородом, азотом и водяными парами воздуха:

• гелий
• аргон
• аргонно-гелиевые смеси.

Гелий обладает наилучшими эксплуатационными характеристиками, но он дорог в производстве. Поэтому гелий применяют для работы над самыми ответственными конструкциями и изделиями.

Чаще используют аргон, он существенно дешевле, но позволяет добиться высокого качества шва. Для удешевления технологии используют также аргонно- гелиевая газовая смесь.

Электроды со специальным покрытием

Как варить алюминий, если от соединения не требуется особой прочности? Этот способ применяется для сваривания менее ответственных алюминиевых изделий. Ими охотно пользуются небольшие мастерские и домашние умельцы. Эксперты отмечают следующие недостатки метода:

• непрочность и пористость шовного материала;
• высокая разбрызгиваемость расплава;
• плохо отделяется шлак.

Сварка идет на постоянном токе обратной полярности. Заготовки большой толщины следует подогревать перед сваркой для достижения полного проплавления. Шов лучше проваривать одним электродом, при смене высок риск образования плотной шлаковой корки, мешающей повторному розжигу.

[stextbox следует удалять сразу после сварки.[/stextbox]

Вольфрамовые электроды в инертном газе

Как варить алюминий вольфрамовыми электродами? Этот популярный метод дает возможность соединять заготовки прочно и долговечно. Процесс регламентирован ГОСТ 27580-88.

Горелка выполняет следующие функции:

• в нее вставлен вольфрамовый электрод;
• через сопло подается аргон в рабочую зону;
• подводится охлаждающая жидкость;
• подводится напряжение.

Сварщик держит горелку правой рукой и ведет ее вдоль шва. Левой рукой он подает в рабочую зону присадочный пруток. Управление сварочным током осуществляется с выносного контроллера в виде педали.

Выбор рабочих режимов в зависимости от толщины заготовки и типа соединения.

Газ подается в рабочую зону за 10-15 секунд до розжига дуги, чтобы он успел вытеснить воздух и создать защитное облако. После того, как шов кончил вариться, также необходимо продолжать подавать газ 10-15 секунд, пока шов не кристаллизуется.

Полуавтоматы

При сварке полуавтоматическим сварочным аппаратом сварщику не требуется подавать присадочный материал вручную. Сварочная проволока подается в рабочую зону автоматически, через многофункциональную горелку.

Метод не требует высокой квалификации сварщика и обеспечивает высокую производительность, однако оборудование стоит существенно дороже.

Качество шва при алюминиевой полуавтоматической сварке получается несколько ниже, чем при ручной сварке вольфрамовым электродом, такой метод применяется для массового производства менее ответственных конструкций.

В домашних условиях инвертором

Как сварить алюминий в домашних условиях? Для работы дома подойдет даже допотопный сварочный трансформатор, в дополнение к нему придется подключить дроссель и осциллятор, выдающий высокочастотные импульсы, разжигающие и стабилизирующие горение дуги.

Какое еще оборудование подойдет для домашней сварки? Более стабильных результатов при сварке алюминия и его сплавов в домашних условиях удастся добиться, если применить современный сварочный инвертор с режимом переменного тока.

При работе нужно следить за тем, чтобы заготовка не прогревалась.

При помощи флюсов

Эту технологию используют для полуавтоматической или автоматической сварки заготовок толще 8 мм. Слой флюса порошка толщиной до 4 см насыпается из бункера через шланг, закрывая зону шва. Порошок плавится в пламени электродуги, выделяя защитные газы. работа ведется постоянным током обратной полярности, присадочный материал подается механизмом полуавтомата.

Техника безопасности

Соблюдение правил техники безопасности позволит сберечь здоровье и материальные ценности.

• пользоваться только исправным оборудованием, перед началом работ осматривать его, проверяя целостность изоляции, отсутствие механических повреждений и утечек газа;
• пользоваться средствами индивидуальной защиты: маской, респиратором. негорючей одеждой и обувью, спилковыми крагами;
• применять только инвентарные сварочные провода достаточного сечения;
• оборудовать эффективную вытяжную вентиляцию рабочей зоны;

Рабочая зона не должна быть загромождена, все горючие материалы должны находиться не ближе 5 метров.