Сварка алюминия

Алюминий – легкий серебристый металл с достаточно высокими прочностными характеристиками. Благодаря своей удивительной мягкости (податлив к штамповке), высоким антикоррозийным свойствам и неядовитости соединений, алюминий используют для производства кухонной посуды, хранения и транспортировки продуктов питания, изготовления алюминиевой фольги. Высокая электропроводность алюминия, позволяет широко использовать его в электротехнических целях (как проводниковый металл). [caption id="attachment_1703" align="alignright" width="300" caption="Сварка алюминия"][/caption] Частое использование алюминия и популярность алюминиевых конструкций в хозяйственной деятельности человека, предъявляют высокие требования к продлению срока службы и качеству сварки алюминия.

Чтобы добиться желаемого результата и произвести высококачественную сварку алюминия, следует обратить внимание на особые характеристики этого металла:

1. Алюминий обладает высокой степенью теплопроводности и достаточно низкой (6600 С) температурой плавления. Таким образом, возрастает вероятность недостаточной глубины проплавления, что затрудняет выполнить высокопроизводительную сварку алюминия.
2. Быстрая кристаллизация сварочной ванны, может привести к образованию пор внутри сварного шва (из-за неполного газовыделения), что существенно снизит его прочность.
3. Кроме этого, алюминий имеет большую линейную усадку (выше, чем у стали в 2 раза), поэтому деформации и напряжение, которые возникают в процессе сварки алюминия, в частности, при затвердевании сварных швов, могут привести к образованию «горячих трещин».

Перед тем как произвести сварку алюминия нужно учесть еще одну немаловажную деталь. Как и при проведении любой сварки, сварка алюминия предполагает образование «зоны слабины» - скопление паразитных включений (металлических и неметаллических) и шлаков вдоль оси сварного шва. Зона слабины алюминиевых сварных швов имеет особенно негативное воздействие на качество сварки алюминия и эксплуатационные свойства сварных алюминиевых соединений.

Поэтому перед сваркой алюминия, необходимо очистить поверхность кромок и основного прилегающего метала, а также поверхность присадочного метала, механическим путем или травлением.

Поверхность алюминиевых деталей покрыта оксидной тугоплавкой пленкой (оксид алюминия Al2O3), расплавленные частицы которой, попадая в сварной шов, снижают его механическую прочность. Оксидную пленку следует удалить или при помощи катодного распыления, или используя флюсы, которые способствуют ее растворению или разрушению с переводом в летучее соединение.

Способы сварки алюминия

При сварке алюминия используют практически все известные способы сварки плавлением:

• ручную дуговую сварку (ММА) покрытыми электродами,
• аргонодуговую сварку неплавящимся вольфрамовым электродом,
• плазменную сварку,
• автоматическую сварку алюминия под слоем флюса,
• газовую,
• электронно-дуговую сварку.

Перед выполнением ручной дуговой сварки, покрытыми металлическими электродами, алюминиевые детали подогревают (от 100 до 4000С в зависимости от толщины).

Сварку алюминия осуществляют при наличии постоянного тока, соблюдая обратную полярность. Металлические стержни электродов изготавливают из проволок, которые имеют состав основного металла. Ручная сварка алюминия с использованием угольного электрода осуществляется при переменном токе, используя прямую полярность. Флюс в виде пасты наносит на свариваемые кромки, либо -непосредственно на пруток.

Сварка алюминия с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде аргона, достаточно сложный процесс, который подразумевает работу специалиста высокой квалификации.

Для сварочных работ используют тугоплавкие электроды из вольфрама, окруженные керамическим соплом. Под высоким давлением аргон нагнетается через сопло к месту сварки. Создаваемая дуга, плавит саму деталь и присадочную проволоку. Чтобы повысить производительность сварки алюминия используют трехфазную дугу. При такой сварке происходит непрерывное нагревание металла, так как постоянно присутствует одна из трех соедененных дуг – независимой общей дуги, которая горит между вольфрамовыми электродами, и зависимых дуг, которые горят между конструкцией и электродами.

Автоматическая сварка

Автоматическую сварку алюминия выполняют при помощи расщепленного электрода с использованием постоянного или переменного тока обратной полярности полуоткрытой дугой по специальному слою флюса или закрытой дугой под флюсом. Для сварки применяют флюсы пониженной электропроводности.

Газовая сварка

При газовой сварке алюминия горючим газом является в основном ацетилен (100 л/ч на 1 мм. толщины сварного материала). Присадочный пруток – это алюминиевая проволока, диаметр которой колеблется от 1,5 – 5,5 мм, и зависит от толщины свариваемой конструкции. Чтобы предотвратить окисления металла и удалить оксиды, используют специальные флюсы. При выполнении сварочных работ флюс вводят вместе с присадочным прутком, или наносят его заранее, непосредственно на свариваемые кромки.

Плазменная сварка

Плазменная сварка алюминия предполагает использование переменного тока для питания плазменной дуги. Сварка имеет высокую концентрацию энергии в зоне нагрева и отличается глубоким проплавлением. К преимуществам плазменной сварки алюминия можно отнести высокую скорость, стабильность и сокращение зоны (эффект точечной сварки) термического воздействия. Проведение работ требует предельной внимательности при сборке деталей и точности ведения горелки по стыку.

Самая эффективная на сегодня - электронно-дуговая сварка алюминия, позволяет получить высококачественные сварные швы и высокую скорость сварки.

Наличие вакуумной среды разрушает оксидную пленку, в результате чего соединения отличаются прочностью, а сама конструкция имеет минимальную деформацию.

Видео  - сварка алюминия