Как варить алюминиевыми электродами

Техника сварки инвертором алюминия электродами в домашних условиях

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

Особенности работы

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

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

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

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

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

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

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

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

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

Можно ли инвертором?

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

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

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

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

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

Каким должен быть аппарат?

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

Аппарат должен поддерживать режим обратной полярности.

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

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

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

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

Техника сварки покрытыми

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

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

Рабочие режимы для сварки алюминиевых деталей разной толщины.

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

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

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

Правила подготовки и проведение

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

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

Работы выполняются в такой последовательности:

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

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

Заключение

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

Как варить алюминий электродом

Из алюминия произведено множество конструкций применяемых в устройстве автомобиля. Это могут быть блоки двигателя, коробки передач и элементы кузова. Изготавливают из этого нержавеющего материала различные емкости для промышленных и бытовых нужд. В случае образования трещины или свища заварить проблемное место лучше в среде аргона специальным аппаратом. Но если такой возможности нет, то можно воспользоваться инвертором. Сварка алюминия электродом в домашних условиях требует определенного режима и предварительной подготовки. Используются и специализированные расходные материалы. Как все это осуществить описывается ниже и демонстрируется на дополнительном видео.

Сварочный процесс-трудности работы с материалом

Электрической дугой можно соединять многие виды железа. У нее достаточно высокая температура горения, что позволяет хорошо проплавлять разную толщину пластин и создавать надежные и герметичные соединения. Но сваривать алюминий инвертором сложнее ввиду нескольких специфичных особенностей этого материала.

Первой трудностью являются гигроскопичные свойства алюминия. Материал способен впитывать окружающую влагу и накапливать в себе. Это не проявляется видимым образом на охлажденном изделии, но сразу станет заметно при ведении сварки. Когда зажигается дуга и металл оказывается в зоне повышенной температуры, то влага начинает испаряться с его поверхности, неизбежно попадая в зону сварки. Это приводит к чрезмерным брызгам и помехам при выполнении шва. Чтобы предупредить такое явление, требуется предварительный подогрев изделия горелкой при температуре 150-190 градусов. Во время выполнения процедуры можно увидеть выделение влаги на поверхности.

Еще одной сложностью является оксидная пленка, покрывающая все изделие тонким слоем. Она защищает металл от разрушения в кислотной среде, но существенно мешает свариванию инвертором в домашних условиях. Трудность заключается в огромной разнице температур плавления. Алюминиевый материал плавится при 500 градусах, а его оксид при 2000 градусах. Чтобы устранить этот перепад необходимо зачистить место сварки железной щеткой, дающей доступ к основному металлу.

Взаимодействие с окружающим воздухом способствует образованию пор в структуре шва, что значительно понижает его герметичные свойства. Защита сварочной ванны выполняется подачей аргона в случае TIG, или созданием газового облака от покрытых электродом при сварке инвертором в домашних условиях.

Поскольку чистый алюминий не используется в изделиях, то трудностью для сварки могут быть другие элементы входящие в сплав. Так, марки Ал2 и Ал9 с содержанием силумина от 4 до 13% считаются ограниченно свариваемыми. Такие же показатели имеют марки AMr1 и AMr6, где марганец может добавляться от 2 до 6%. Дюралюминий Д16 относится к трудносвариваемым.

Выполняем сварку: этапы работы

Как сварить алюминий стало понятно после многочисленных попыток и экспериментов. Далее представлены пошаговые действия, позволяющие получить качественное соединение в домашних условиях:

Если свариваемые пластины имеют толщину более 5 мм, то необходима разделка кромок. Стандартом считается срез краев под 45 градусов, но допускаются и другие значения. Стоит отметить, что чем больше угол разделки, тем шире получится сварочный шов. При толщине пластин более 7 мм между ними требуется технологический зазор в 2 мм. Если рабочим объектом является трещина, то ее необходимо расширить отрезным диском и «болгаркой», иначе шов будет поверхностным.
Подготовленное изделие необходимо прогреть. Удаление влаги производится пропан-кислородным пламенем. Это может быть резак или обычный баллончик с бытовой горелкой. Нагреть необходимо поверхность до 150 градусов. Проверить это можно специальным аппаратом или визуально по сухому состоянию материала.
После нагрева быстро осуществляется зачистка оксидной пленки. Для этого подойдет обычная щетка по металлу. Снять тугоплавкий слой важно в начале зоны сварки. Последующее действие будет оказывать электрод, чей состав и температура разъедают оксид, позволяя производить сварку.
На подготовленном материале ставятся прихватки, фиксирующие свариваемые стороны. Корневой шов необходимо провести ровно, заполнив зазор. Угол относительно свариваемых частей необходим в 90 градусов. Это непривычно для начинающих сварщиков, или тех, кто работал только с углеродистой сталью. Но так расплавляемый металл будет точнее попадать в место соединения. После небольшого остывания поверхности отбивается шлак. Это происходит довольно трудно, поэтому требуется острый молоточек.
Последующие слои шва наносятся до того уровня, чтобы заполнить всю толщину материала и создать небольшой валик поверх места соединения.
Швы ведутся короткой дугой. Чрезмерное увеличение зазора может приводить к обрыву дуги. На конце электрода образуется нагар в виде белого слоя. Это выступающая щелочь. Чтобы продолжить сварку требуется удалить этот диэлектрик.

Электрод при сварке алюминия инвертором плавится быстрее, чем при работе с обычной сталью, поэтому тренировки на нерабочей поверхности помогут привыкнуть руке к сохранению дистанции.

Оборудование и электроды

Сваривание изделий из алюминия можно выполнять обычным инвертором. Аппарат удобен для транспортировки и передвижению на месте. Полярность необходимо выставить так, чтобы в руках сварщика находился «плюс», а на изделие крепился «минус». Потребуется розетка с 220 V.

Электроды необходимы специализированные, например UTP 48, или аналоги. Они бывают различных диаметров и подбираются по толщине металла. Состав расходных материалов тоже имеет гигроскопичные свойства, что требует предварительной просушки для образования качественного соединения. Подходящие режимы для сварки могут быть такими:

Сварка алюминия электродами

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.

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.

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.

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.
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.
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.
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:

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

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.

Как сварить алюминий: описание технологии сварки электродом

Главная страница » О сварке » Как правильно варить » Сварка алюминия » Сварка алюминия электродами

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).

Сварка алюминия электродами (MMA)

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

Сварка инвертором

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

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

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.

3оС, температура плавления оксидной плёнки — 2037оС.

Механические свойства алюминия

ВАЖНО! Алюминий имеет хорошую теплопроводность, поэтому при проведении сварочных работ рекомендуется использовать теплоотводящие подкладки. Это поможет сохранить остальные части заготовок от усадок и деформаций.

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

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.

Подробнее о выборе электродов для сварки алюминия вы можете почитать здесь.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Трудности процесса

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.
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.
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 200-250оС.
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.

Как заварить алюминий электросваркой

Алюминиевые конструкции, детали иногда нужно срочно отремонтировать. Имея навыки сварщика, многие самостоятельно заваривают алюминий электросваркой. В домашних условиях качественно выполнить шов не получится.

Но как экстренную меру сварку алюминия электродом часто используют. Во время работы с легким металлом нужно учитывать особенности сплавов.

Марганец увеличивает окислительную способность, магний улучшает свариваемость, кремний снижает температуру плавления.

Особенности сварки алюминия электродом

Сварить алюминий электродом без защитной атмосферы не получится. Горячий металл быстро насыщается водородом, шов получается пористым, расплав сильно разбрызгивается, шов получается неровным.

Чтобы уменьшить разбрызгивание, металл варят на токе обратной полярности, на деталь подключают минусовую клемму, к держателю подводят плюс.

Заготовки предварительно прогревают до +150 – +190°С, чтобы устранить воду, накапливающуюся в порах оксидного слоя.

Возникают трудности из-за оксидной пленки, она расплавляется при +2037°С, алюминий – при +660°С. Перед сваркой оксидный слой зачищают до блеска. Чистота поверхности влияет на качество соединения.

У сплавов хорошая теплопроводность, он быстро нагревается, остывает, дает большую усадку, возникают внутренние напряжения, трещины. При сварке металла используют теплоотводящие подкладки. Они поддерживают необходимую температуру.

Легкий металл в домашних условиях варят на высоких токах. Электроды выбирают специальные, предназначенные для сварки.

Выбор сварочного аппарата и электродов

Алюминий относится к плохо поддающимся сварке металлам. Сила рабочего тока должна быть в 1,5 раза выше, чем для стали. Сварочный аппарат должен генерировать постоянный ток до 250–300 ампер. Для работы подойдет бытовой аппарат для сварки, работающий от сети 220 В. Можно подобрать выпрямители, трансформаторы или генераторы, но лучше остановить выбор на инверторе, его преимущества:

высокий КПД, до 95%;
низкие индуктивные потери;
снижение расхода тока за счет автоматического отключения;
аппарат спокойно переносит просадку напряжения в сети;
поддерживается стабильная дуга, достаточно задеть заготовку;
есть дополнительные функции;
небольшие габариты, можно переносить его в любое место.

Капиллярная дефектоскопия сварных швов и соединений

Легкие сплавы несколькими электродами с солевой обмазкой, образующей шлаковый защитный слой:

Озана, Озана-2 производства Спецэлектрод;
ОК 96.20, 96.10, 96.50, шведская компания ESAB;
УАНА отечественных производителей.

Можно использовать другие расходники, предназначенные для сварки алюминиевого литья и сплавов. Заготовки 2мм варят диаметром 2,5, для 3–4 мм деталей выбирают толщину 3,2; максимальный диаметр стержней – 4

Технология сварки алюминия электродом

В домашних условиях заготовки предварительно зачищают. У деталей, свыше 3 мм, разделывают кромки под углом 45–60°. Чем больше угол, тем качественнее получится шов. Если пластины толще 7 мм, их укладывают с зазором 2 мм. Трещины предварительно выравнивают, углубляют болгаркой, края высверливают, чтобы снять внутренние напряжения.

Как варят алюминий электродами:

сначала заготовки прихватывают в нескольких местах;
корневой шов ведут, держа электрод перпендикулярно;
толстые детали варят в несколько проходов, каждый слой простукивают для снятия окалины;
наплавочный валик должен выступать на 2-5 мм в зависимости от толщины деталей.

Сваривать алюминий нужно с соблюдением рабочего режима (толщина заготовки, мм/ток, А):

Сварка алюминия при помощи электрода

Как осуществляется сварка алюминия электродом, что нужно знать о технологии, материалах и способах такого вида работ. Об этом далее в нашей статье.

Многие бытовые вещи сегодня изготавливаются из алюминия или его сплавов. Такие изделия легкие, прочные и относительно дешевые, но часто приходиться их ремонтировать. А качественное восстановление возможно только с применением сварки.

Особенности сварки электродами

Алюминий — очень непростой металл для сваривания. Неправильный подход к технологии приведет к некачественному сварному шву и изделие будет испорчено.

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором требует соблюдения двух основных правил.

Варить «крылатый» металл нужно только с использованием специальных расходников.
Аппарат настраивают на постоянный ток с обратной полярностью.

Приемы сварки, использование присадок и подготовка материалов также важны. Но нарушение этих двух главных правил приведет к браку.

Электроды для алюминия существуют различных марок, их подбирают в зависимости от того, какие детали будут свариваться.

ESAB с маркировкой «ОК» 96.20, 96.10 или же 96.50. подходят для сваривания изделий из алюминия, а так же его сплавов с магнием или марганцем.
Расходники марки «ОЗАНА» — применяют для сварки по алюминию марок А0 (металл с небольшими добавлениями титана, меди, цинка и прочих). «ОЗАНА 2» позволяют сваривать детали и в вертикальном положении.
«УАНА» также используют для алюминиевого сплава и литья.

Можно поискать электроды и других производителей.

Ранее при недоступности специальных расходников для сварки цветных металлов использовали самодельные виды.

Для этого брали алюминиевую проволоку, которую нарезали по длине электрода (250-300 миллиметров). Со стальных расходников соскребали обмазку, ее измельчали и перемешивали с мелом.

Кроме специальных электродов нужен сварочный аппарат, который обеспечит нужный ток и его мощность.

Современные ММА инверторы обладают нужными качествами для проведения сварочных работ по алюминию. Максимальная мощность должна составлять 250-300 Ампер.

Главное требование в том, что такое оборудование должно перенастраиваться на постоянный ток.

Итак, как варить алюминий электродом и что нужно знать?

Подготовительные работы

Электроды перед использованием должны быть хорошо просушены. Чаще всего используется прожарка в печи. Это делается для получения качественного сварного соединения.

Поверхности свариваемых деталей нужно тщательно очистить от загрязнения и, главное, от оксидов, которые в любом случае образуются на металле от контакта с атмосферным кислородом. Также алюминий нужно обезжирить, используя для этого ацетон.

Заготовки или изделие нужно перед сваркой прогреть до соответствующих температур. Для средних по толщине заготовок показатель нагрева составляет 250-300 градусов. Более массивные изделия нагревают до температуры в 400°.

Для сварки алюминия нужно подготовить и место. Металл при варке очень текучий, и, чтобы избежать его протекания, нужно сделать подставку из тугоплавкого материала.

Проведя все подготовительные мероприятия, приступают к непосредственной сварке.

Технология сварки

Как не старайся, но технология сварки электродами не дает отличного качества соединения. Внутри шва все равно образуются поры, которые снизят прочность сварного шва. А после окончания процесса не получиться полностью удалить шлак, он в дальнейшем способствует образованию коррозии.

Изначально нужно перенастроить инвертор на постоянный ток (AC) и сменить полярность. Для этого кабель держателя подключают на плюс, а массу — на минус.
Регулируют и силу тока. При сварке алюминия его устанавливают исходя из расчета — 25-30 ампер на каждый миллиметр диаметра электрода.
После поджигания дуги нужно установить положение электрода в пределах 60-80 градусов к поверхности (лучше всего 90, но тогда будет перекрыт обзор).
Скорость ведения шва нужно соблюдать соответственно скорости плавления расходника (она выше, чем у обычных стальных электродов).
Расстояние кончика электрода от поверхности выдерживают в 1,5-2 миллиметра. Если слишком глубоко утопить его, то шов будет всплывать и расплескиваться по металлу. При большом расстоянии металл попросту не провариться должным образом.
Длину соединения нужно определить на один электрод. При этом не нужно делать поперечных движений, как при сварке стали.

Расплавленный алюминий — очень текучий материал. Для того, чтоб он не вытекал из сквозных соединений, шов ведут в один слой, при этом также заготовки располагают на подставках из тугоплавкого металла.
Когда шов пройден, нужно сразу же удалить шлак, используя для этого жесткую щетку по металлу. Изделие также потребуется промыть в горячей воде.
Чтобы свариваемый алюминий не треснул, нужно обеспечить постепенное остывание. Для этого детали можно поместить в печь, где они нагревались, и оставить до полного охлаждения.
Также, во избежание деформаций металла, не стоит располагать слишком близко друг к другу сварные соединения.

Ни в коем случае нельзя охлаждать сварные швы алюминия в холодной воде. Это гарантированно поспособствует растрескиванию!

Если Вы не имеете достаточно опыта в сварке, то желательно изначально просто потренироваться на какой-нибудь ненужной детали. В целом сами приемы сварки такие же, как и при работе со сталью, и при наличии опыта не составит труда положить шов по алюминию.

Другие способы сварки

Функция TIG предусматривает дополнительное использование аргона, как защиты от кислорода. Вследствие этого не образуется оксид алюминия. И шов получается намного прочнее.

При этом используют вольфрамовый стержень в качестве электрода.

Сваривание в аргоновой атмосфере проводят на переменном токе. Преимущество этой технологии во-первых, в качественном шве, а во-вторых, можно варить тонкостенные (тоньше 4-х миллиметров) конструкции.

Нужная прочность при аргоновом способе достигается и за счет использования специальных присадок. Их приобретают дополнительно в виде проволоки.

Присадка подается в зону сварки во время сварочного процесса.

Также, благодаря распространению относительно недорогих аппаратов, стала доступна сварка алюминия в домашних условиях и полуавтоматом.

Полуавтомат сваривает детали за счет расплавления специальной проволоки (в данном случае — алюминиевой) в аргоновой среде.

Проволока уже имеет в своем составе необходимые присадочные элементы, а аргон не допускает попадание кислорода в сварочную ванну.

Единственный недостаток использования таких аппаратов на бытовом уровне — это их довольно высокая цена. Обычный ММА (ручная электродуговая сварка) прибор обойдется в два раза дешевле. К тому же дополнительно придется приобретать и газ (аргон или гелий), присадки, вольфрам.

Несмотря на недостаточное совершенство сварки алюминия электродами, это самый доступный способ быстро соединить или починить изделия из этого металла. К тому же инверторы ММА чаще всего используют для сварки стали, которые и придется варить в большинстве случаев.

Использование аппаратов аргонодуговой сварки в домашнем хозяйстве более целесообразно, если Вам приходится часто работать с цветными металлами. Для сварки алюминия в единичных случаях лучше использовать способ варки электродами, а если соединение нужно качественное, то лучше обратиться к профессионалу.

А что Вы сможете добавить к материалу этой статьи? Имеете ли Вы опыт сварки алюминия электродами, насколько важно соблюдение всех перечисленных технологий? Если Вы можете что-то добавить — оставьте свои комментарии к этой статье.