Сварка алюминия: технология работы с инвертором и полуавтоматом

Алюминий – один из самых популярных материалов, используемых в строительстве, машиностроении и прочих отраслях. Он соединяет в себе высокую прочность и малый вес, устойчивость к коррозийным процессам, механическим повреждениям, перепадам температур и даже горению. Но у этого материала есть один существенный недостаток: он плохо поддается сварке. Чтобы вы смогли с ним справиться, разберём, каковы особенности, и как следует с ним работать, чтобы получить нужный результат.

Почему с алюминием так сложно работать?

Для начала стоит разобраться, почему этот материал так плохо поддается сварке. Этому способствует целый ряд особенностей алюминия:

• На поверхности этого металла и всевозможных его сплавов образуется окисная пленка. Плавится она исключительно при температуре выше 2044 градусов Цельсия. При этом сам металл плавится уже при 660 градусах.
• Алюминий при плавлении сильно течет, что не позволяет сварщику полностью контролировать сварочную ванну. Чтобы как-то стабилизировать этот процесс, приходится применять специальные накладки, отводящие тепло.
• Шов на деталях из этого материала сильно деформируется во время остывания. Это связано с высоким коэффициентом усадки.
• Когда такой металл нагревают, он выделяет большое количество водорода. Из-за этого после остывания заготовки на ней остаются многочисленные трещины и поры.
• Работа с алюминием проводится только при повышенных токах. А с ними новичкам обращаться сложно. Нужна немалая практика.

Говоря о сварке алюминия нельзя не упомянуть и о том, что чаще всего домашним мастерам попадается не чистый материал, а сплав неизвестного происхождения. Для его варки необходимо подбирать настройки агрегата вручную. При этом риск испортить деталь очень велик. Но при осторожном обращении даже с такими заготовками можно достичь неплохих результатов.

Какие методы работы подходят для подобных сплавов

Для работы с представленным материалом в домашних условиях более всего подойдут такие методы работы:

• Сварка в среде защитного газа. Ее можно выполнить, используя полуавтомат.
• Обработка металла плавящимися электродами. Газ в этом случае не используют.
• Проварка вольфрамовыми электродами в среде защитного газа.

Важно: ни одна из вышеперечисленных технологий не будет работать, если вы предварительно не снимете с заготовки защитный слой. Для этой цели можно использовать постоянный либо же переменный ток обратной полярности.

Подготовка материала к работе

Для начала рассмотрим процесс удаления оксидной пленки с алюминиевых заготовок. Его проводят в несколько этапов:

• Первыми делом заготовки надо обезжирить. Для этого их обрабатывают средствами бытовой химии: ацетоном, авиационным бензином, уайт-спиритом. Если вы работаете с тонкими заготовками (толщиной менее 3 мм), этого будет достаточно.
• На следующем этапе заготовки подвергают механической обработке. Их обтачивают напильником либо наждачной бумагой. Это позволяет полностью удалить кромку и подготовить изделия к сварке.

Совет: при работе с заготовками толщиной свыше 4 мм может потребоваться дополнительная обточка материала. На них хорошо делать конусные кромки. Это повышает качество шва.

Сварка электродами: особенности технологии

Этот метод обработки алюминиевых заготовок имеет свой код ММА. Она применяется только для неответственных конструкций и может использоваться при работе с листами металла толщиной не менее 4 мм. Подобная технология используется не так часто, поскольку имеет ряд существенных недостатков. К таким нужно отнести:

• Появление пор в металле после обработки. Это существенно снижает качество шва.
• Сильное разбрызгивание материала. Оно может привести к повреждению кожи сварщика.
• Формирование большого количества металлических шариков на поверхности, которые в дальнейшем приводят к коррозии листа.

Сама сварка по этой технологии осуществляется следующим образом:

1. Для начала надо настроить прибор. Сварку следует осуществлять только постоянным током с обратной полярностью. Силу тока надо рассчитать с учетом плотности конструкции. Так, на каждый миллиметр толщины должно идти 25-30 А.
2. Кромки деталей при работе надо разогревать до 300-400 градусов Цельсия.
3. Варить заготовку надо одним электродом непрерывно. В противном случае на электроде будет появляться шлаковая пленка, которая не даст его повторно разжечь.
4. После обработки детали следует контролировать ее остывание. Оно должно быть медленным. Иначе шов получится некачественным.

После завершения работ заготовки надо очистить от шлака, чтобы предотвратить образование зон коррозии. Для этого материал надо обработать горячей водой, а потом пройтись по заготовке металлической щеткой.

Порядок работы с вольфрамовыми электродами в среде защитного газа

Этот метод дает более надежные прочные швы. Именно его рекомендуют использовать, когда к заготовкам есть специальные требования по уровню прочности. Для применения этого способа обработки заготовок понадобится проволока (ее диаметр может составлять от 1,6 до 4 мм), а также вольфрамовый электрод (у этого образца диаметр может составлять от 1,5 до 5 мм). В качестве защитного газа можно использовать гелий или же аргон.

Параметры работы сварочного аппарата подбираются в зависимости от рекомендаций производителя (в инструкции к каждому такому устройству, имеющему соответствующий режим работы, указаны базовые значения настройки). При работе с материалом учитывают такие особенности:

• Вся работа проводится только продольными движениями. Поперечные использовать нельзя. В противном случае можно получить неровный шов.
• Между электродом и проволокой все время надо удерживать прямой угол. При этом угол между электродом и заготовкой должен быть около 80 градусов.
• Длина дуги при работе с алюминием не должна превышать 2,5 мм.
• Проволоку в стык надо подавать поступательными движениями. Действовать следует по такому алгоритму: сначала в шов укладывается проволока. А уже после нее движется горелка.
• Газ следует начать подавать за 5 секунд до начала процесса, а выключать через 6 секунд после его завершения.

Важно: под листы алюминия перед началом сварки надо положить лист железа. Он будет выполнять роль материала, отводящего тепло. Если этой рекомендацией пренебречь, алюминий может залить сварочную ванну в силу высокой текучести.

Как правильно варить алюминиевые сплавы полуавтоматом

В идеале для работы с алюминием нужно использовать специализированный аппарат. В чем его преимущества? Дело в том, что он подает в рабочую зону импульс повышенного напряжения, который быстро и эффективно разрушает оксидный слой. Далее напряжение автоматически опускается до базового рабочего уровня и позволяет легко и качественно варить алюминий. Однако эта техника для обработки металла имеет один существенный минус – она очень дорого стоит. Потому целесообразнее использовать для работы с материалом обычные полуавтоматы. Подойдут даже модели бытового применения, в которых нет специального режима для работы с алюминием.

Чтобы выполнить на заготовке качественный шов, используя домашнее оборудование, следуйте таким рекомендациям:

• Применяйте алюминиевую проволоку во время работы. Помните, что во время работы на ней могут оставаться скрутки. Потому для ее подачи по возможности используйте механизм с 4 роликами.
• Используйте наконечник с буквами AI. Обычный не подойдет, так как при нагреве алюминиевая проволока расширяется больше стальной.
• Увеличьте скорость подачи расходного материала на шов. Помните, что алюминиевая проволока расплавляется слишком быстро. Если вы будете работать с ней с той же скоростью, что и со стальной, быстро испортите заготовку.

Совет: если на вашем приборе нет специального режима для сварки алюминия, возьмите несколько ненужных деталей из этого материала и потренируйтесь на них, используя разные настройки силы тока и скорости подачи проволоки. Так вы определите тот вариант, который идеально подойдет для работы.

Как варят металл бытовым инвертором

Для сварки алюминия в бытовых условиях вполне можно использовать обычный инвертор. Однако в этом случае надо внимательно отнестись к настройке прибора для последующей работы. Ток на нем надо выставлять больших величин, иначе с металлом не справиться. Что касается электродов. То для этой цели надо брать продукцию ОЗА или же ОЗР, можно использовать модели марки ОЗАНА. Сами электроды перед применением надо прокалить в специальной печи.

Дальнейший процесс работы с алюминием никак не отличается от варки обычного черного металла. Он, конечно, потребует от вас определенной тренировки. Но если вы потратите свое время и выполните 2-3 пробных шва на ненужных заготовках, вы сможете получить ровный красивый стык и на обычной детали.

Применение флюсов

Для работы в среде защитного газа можно использовать и специальные флюсы. Они позволяют сократить подготовку и ускорить процесс сварки. Эти приспособления растворяют оксидный слой и сразу соединяют материалы.

Важно: представленные материалы можно применять и при обычной дуговой сварке. Правда, в этом случае надо использовать угольные либо же графитовые электроды. Любые другие не подойдут.

Итоги

Как видим, при строгом соблюдении технологии, с алюминием вполне можно справиться. Главное – тщательно подготовить заготовки, правильно настроить сварочный аппарат и строго следовать инструкции по работе с материалом. Немного практики, и вы будете справляться с этой задачей так же легко, как и со сваркой любого черного металла.