Возможна ли сварка алюминия в домашних условиях инвертором?

Сварка при помощи электродов со специальным покрытием

Посредством электродов со специальным покрытием выполняют сварку конструкций из алюминия, к которым не предъявляются повышенные требования по надежности и прочности соединения. Чаще всего именно таким способом выполняют сварку алюминия своими руками в домашних мастерских. К основным недостаткам данного способа сварки (с его помощью соединяют детали, толщина которых превышает 4 мм) следует отнести:

низкую прочность сварного шва, а также его высокую пористость;
интенсивное разбрызгивание расплавленного металла;
достаточно сложную отделяемость шлака от поверхности шва, что может вызвать коррозию последнего.

Используя покрытые электроды и соответствующее оборудование, можно сваривать детали как из технически чистого алюминия, так и из сплавов данного металла. Наиболее популярными марками электродов, с помощью которых можно сваривать практически все виды алюминиевых сплавов, являются УАНА и ОЗАНА, пришедшие на смену устаревшим ОЗА-1 и ОЗА-2.

Электроды Kobatek для сварки алюминиевых сплавов

С использованием таких электродов сварочные работы выполняют на постоянном токе, подключаемом в обратной полярности, что следует учитывать, выбирая оборудование для выполнения работ в производственных и домашних условиях. Для выбора величины сварочного тока можно пользоваться несложным правилом: на 1 мм диаметра электрода необходимо 25–30 А постоянного тока.

При сварке деталей, характеризующихся средней, а также большой толщиной, необходим предварительный прогрев соединяемых деталей, для чего можно использовать газовую горелку. Когда требуется заварить детали значительной толщины, выполняется локальный прогрев места будущего соединения. Использование предварительного прогрева деталей (от 250 до 4000 – зависит от толщины металла), а также медленного охлаждения позволяет эффективно проплавить металл даже при сварке на небольших токах, минимизировать риск появления кристаллизационных трещин и деформации готовой конструкции.

Поскольку алюминиевые электроды плавятся достаточно быстро, следует выполнять сварочные работы с высокой скоростью

Очень важно обеспечить непрерывность сварки, осуществляемой посредством одного электрода. Обрыв дуги в таком случае приведет к тому, что конец электрода и кратер шва покроются шлаковой коркой, препятствующей повторному разжиганию

Удалять шлак следует, как только закончилась сварка. Затем необходимо промыть очищенный шов горячей водой, а после обработать металлической щеткой. Это делается для того, чтобы удалить остатки шлака со всех уголков шва (в противном случае он может стать источником развития коррозионных процессов).

Сварка по данной технологии используется преимущественно для выполнения работ в домашних мастерских и на небольших ремонтных предприятиях. Для такой сварки не придется приобретать дорогостоящее оборудование, а также расходные материалы, но выполнять с ее помощью ответственные работы не рекомендуется. Что удобно, при этом можно использовать даже то оборудование, которое изготовлено своими руками.

Особенности работы с алюминием

Посредством электрической дуги соединяют множество видов железа. Подобная методика обеспечивает достаточно высокую температуру горения, в результате чего происходит качественное проплавление разной толщины пластин, создавая надёжную и герметичную защиту. Однако сварка алюминия с помощью инвертора считается самой сложной из-за определенных специфических характеристик.

Первая сложность заключается в гигроскопических свойствах материала, который может накапливать в себе окружающую влагу. И хоть это нельзя заметить в естественном охлажденном состоянии, но при начале сварочных работ обязательно появятся проблемы. При зажигании дуги и прогревании металла до повышенных температур частицы влаги начинают испаряться с поверхности и неизбежно проникать в зону сварку. В результате образуются чрезмерные брызги и помехи, которые мешают провести нормальный шов.

Для предотвращения подобного явления достаточно предварительно подогреть конструкцию при температурном режиме 150−190 градусов Цельсия. В таком случае можно заметить интенсивное выделение влаги на поверхности.

Следующая сложность — наличие окисной пленки, которой покрыты все изделия. Её предназначение заключается в защите конструкции от агрессивного воздействия кислотной среды. Однако это существенно утрудняет обработку с помощью инвертора. Основная неприятность связано с большой разницей температур плавления. Известно, что сам алюминий начинает расплавляться при показателях 500 градусов Цельсия, а его оксид при 2000 градусов. Для устранения подобного перепада достаточно очистить место сварки с помощью железной щетки, чтобы обеспечить требуемый доступ к металлу.

Взаимодействие с окружающей средой обеспечивает правильное формирование пор в структуре шва, что существенно ухудшает герметичность. Для защиты сварочной ванны применяют аргон или газовое облако при инверторной сварке.

Не секрет, что чистый алюминий практически не применяется для изготовки деталей, поэтому входящие в его состав наполнители и дополнительные элементы могут стать проблемой. Для примера, марки Ал2 и Ал2 содержат в себе силумин от 4 до 13%, поэтому их принято называть ограниченно свариваемыми. Подобные показатели характерны для моделей АМ r 1 и Amr 6, где марганец добавляется в пропорции 2−6%.

Выбор и настройка оборудования

Сварочный полуавтомат для алюминия

Сварка алюминия стандартными MIG- аппаратами носит условный характер, т.е. сварить с ним можно, но ожидать хорошего результата не стоит.

Оптимальным решением в выборе является полуавтомат для сварки алюминия с импульсным режимом. Импульсы пробивают оксидную пленку, уменьшают перегрев алюминия и снижают вероятность прожога.

Импульсная сварка алюминия на постоянном токе

Синергетические импульсно-дуговые аппараты, снабженные специальной программой, еще больше облегчают задачу. Сварщику необходимо определиться с выбором свариваемых сплавов и подобрать соответствующую программу. Далее выставить значение силы тока кнопочным регулятором. Подбор остальным параметров осуществляется микроконтроллером автоматически.

Рекомендуем! Как правильно научиться варить инверторной сваркой

Хочется отметить, что данные полуавтоматы не дешевое удовольствие и оправданы в профессиональном применении. В домашних условиях вполне можно обойтись оборудованием без навороченных программ, однако и качество сварочного шва будет несопоставимым.

При покупке универсального сварочного полуавтомата в ценовом диапазоне до 40 т.р., рассчитанного на сварку цветных металлов, в т.ч. алюминия, можно присмотреться к следующим моделям:

Сварог REAL MIG 200 (N24002)
Сварог PRO MIG 160 SYNERGY (N227)
Сварог PRO MIG 200 SYNERGY (N229)
Grovers MULTIMIG 200 SYN
Aurora PRO OVERMAN 180

Проволока для полуавтомата

При сварке алюминия полуавтоматом накладываются определенные требования при выборе сварочной проволоки

Важные моменты, на которые нужно обращать внимание:

температура плавления проволоки должна быть сопоставима с температурой свариваемого металла. Меньше разброс – процесс сварки легче;
оптимальный диаметр проволоки 1,2- 1,6 мм;
больше диаметр-легче подача в зону сварки.

Распространенными типами алюминиевой сварочной проволоки являются ER4043 и ER5356. Предназначены для сварки и ремонта изделий из алюминия и его сплавов с содежанием кремния не более 5%.

Режимы сварки для проволок ER4043 и ER5356

Диаметр проволоки, мм	Напряжение, В	Ток, А	Расход газа, л/мин
0,8	13-24	60-170	15
0,9	13-24	60-170	15
1,0	15-26	90-210	16
1,2	20-29	140-260	19
1,6	25-30	190-350	25

Проволока для сварки алюминия ER 4043

Сварочная горелка

Для сварочной горелки применяется тефлоновая направляющая для уменьшения трения проволоки. Желательно чтобы рукав для сварки алюминия предназначался только для сварки алюминия и не был слишком длинным -3 м самое то.

Push-pul- горелка

Контактный наконечник должен быть предназначен для сварки алюминия (на них помимо диаметра проволоки выбита маркировка AL) простые, используемые для сварки черных металлов и нержавеек не подходят. Связано это с сильным расширением алюминия во время нагрева. Диаметр отверстия должен быть больше диаметра проволоки примерно на 0,4 мм, и в тоже время не сильно большим, чтобы обеспечить хороший электрический контакт.

Использовать алюминиевую проволоку диаметром 0,8 мм затруднительно ввиду пластичности металла и сложностью протяжки. Решением данной проблемы может быть применение сварочной горелки Push Pull (пуш пул). Специальный встроенный механизм улучшит подачу проволоки и позволит увеличить длину горелки.

Механизм подачи проволоки

Ввиду повышенной пластичности и мягкости алюминиевой проволоки по сравнению со стальной, подающий механизм должен иметь ряд особенностей, таких как :

четырехроликовое подающее устройство. Необходимо для равномерного прижатия каждой пары роликов;
подающие ролики с U- образными бороздками, созданные специально для работы с алюминиевой проволокой.
Четырехроликовый механизм подачи проволоки

Защитный газ

В качестве защитного газа наиболее часто используется аргон, обладающий хорошим очищающим эффектом и хорошим проникновением в сварочную ванну. При сварке алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния в качестве защитного газа используются смеси аргона с гелием( до 75 % гелия в смеси). Такие смеси препятствуют образованию оксидов магния.

Здесь может возникнуть вопрос, как варить алюминий в среде углекислого газа или вообще без газа, ведь аргон достаточно дорогой?

Более дешевый углекислый газ, применяемый для сварки низкоуглеродистых сталей, в данном случае не подойдет. СО2- активный газ, он будет защищать сварочную ванну от воздуха, но при этом будет вступать в реакцию в алюминием, препятствуя образованию прочного соединения. Поэтому в данном случае применяется именно инертный газ.

Сварка полуавтоматом без газа возможна с применением специальной флюсовой проволоки, защищающей сварочную ванну.

Недостатки

Сварка алюминия инвертором является одним из самых ненадежных способов, поэтому, качество соединения может пострадать;
В данном случае обязательно использовать дополнительный флюс, который бы обеспечивал защиту сварочной ванны от негативных факторов;
Могут возникнуть трудности с подбором электродов, если неизвестен состав сплава, а также с их просушкой, так как во влажной обмазке скапливается жидкость, что приводит к попаданию водорода в алюминий;
Сложность формирования шва благодаря высокой скорости электрической сварки.

Что представляет собой инвертор?

Перед тем, как варить алюминий инверторной сваркой, следует разобраться с самим устройством аппарата. Инвертор является современной разновидностью сварочного трансформатора, который используется для понижения напряжения, его преобразования под нужные рабочие параметры и передачи на рабочие элементы. Он является основным источником тока при сварке, а также может регулировать режимы проведения работ. В наше время существует масса разновидностей, как относительно слабых и компактных, так и весьма массивных, которые могут справиться с заготовками большой толщины.

Подбор инвертора

Сварка алюминия электродом инвертором требует точного соблюдения параметров, так как любое отклонение может привести к ухудшению состояния шва

Таким образом, при выборе агрегата для сварки следует обращать внимание на рабочий диапазон. При работе с тонкими листами алюминия нужно придерживаться пониженных деликатных режимов, так что инвертор должен мочь работать как на пониженных режимах, так и на высоких показателях тока

Электроды, с которым должен взаимодействовать инвертор должны быть диаметром, минимум, от 1,6 до 5 мм. В промышленных условиях этот показатель может быть шире.

Контактная сварка алюминия инвертором

Также стоит отметить, что на аппарате желательно иметь систему принудительного охлаждения, которая убережет технику от перегрева и быстрого износа. Для домашнего использования лучше всего подходит компактная техника, которая весит не более 4 кг.

Сварка с аргоном

Метод стал доступным для домашнего использования сравнительно недавно, когда в широкой продаже появились относительно недорогие инверторы с дополнительными функциями подключения газового оборудования.

Сварка в среде аргона может осуществляться в двух видах: ручная с неплавящимся электродом и полуавтоматическая со специальной плавящейся проволокой.

Ручная TIG сварка

Это наиболее распространенный вид соединения алюминиевых деталей. Он обеспечивает надежность соединения.

Аргон, который подается в сварочную ванну, закрывает доступ атмосферному кислороду, что не позволяет образовываться оксидной пленке.

Что нужно для такого типа сварки?

Во-первых, электроды используются неплавящиеся из вольфрама. Их диаметр зависит от толщины деталей, а также от вида стыка у заготовок.
Во-вторых, присадочный материал — обязательное условие для получения качественного сварного шва.
В третьих, это защитный газ, чаще всего аргон или гелий.

Какие параметры нужно учитывать перед началом сварочного процесса?

Если вы новичок в сварочном деле,то найдите таблицу, где указываются все необходимые данные по расходу газа, диаметрам электродов и присадочных прутков. Но обычно сварщик руководствуется уже полученным опытом.

Стоит знать, что зажечь электрическую дугу в аргоне довольно затруднительно. Поэтому современные аппараты имеют осциллятор, который повышает частотность тока для быстрого поджога.

Алгоритм работы следующий.

Заготовки выставляют в нужное положение, подключается масса. При этом аппарат настраивают на переменный ток!
Дугу лучше всего зажигать в стороне на отдельной графитовой пластинке (нежелательно стучать вольфрамом по заготовке, это испортит электрод).
Конец электрода ведут под углом наиболее приближенном к прямому (60-80 градусов). Расстояние электрода от ванны до 2 мм.
Присадочный пруток подают постепенно к краю сварочной ванны под углом в 90 градусов к электроду. Не нужно подавать присадку непосредственно под электрод, это испортит шов.
Горелку с электродом ведут за присадочным прутком, а не наоборот.
Также не стоит слишком притапливать дугу или наоборот очень далеко отодвигать. Сварочная ванна (зона расплавленного металла) должна иметь овальную немного вытянутую форму.
После завершения шва дугу гасят и возвращают горелку к сварочной ванне. Это делается для того, чтобы застывание проходило под аргоном. Подачу аргона перекрывают через 7-10 секунд после окончания сварки.

На выходе должен получиться волнообразный, немного вытянутый в направлении движения, сварочный шов. Если все сделать правильно, то соединение будет качественным.

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Преимущество такого способа сварки в том, что он обеспечивает качественное соединение за счет высокого импульса. Каждая точка поставленная полуавтоматом надежно «впитывается» в шов. К тому же, проволока используемая как электрод. Имеет уже необходимые присадочные материалы, а сам сварочный процесс происходит намного быстрее.

Особенности полуавтоматической сварки алюминия следующие.

Варить нужно только на переменном токе и с обратной полярностью.
Проволока должна соответствовать материалу заготовок.
Наконечник держателя нужен немного большего диаметра, чем сама проволока.

Алюминиевые расходники имеют большую скорость горения. Поэтому нужно быстрее вести шов (как и в случае с покрытыми электродами). Также нужно обеспечить соответствующую скорость подачи проволоки.

А что вы можете добавить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт по сварке алюминия в домашней мастерской, то поделитесь им в блоке к этой статье.

Поиск записей с помощью фильтра:

Список важнейших параметров

Алюминий — металл очень распространенный в самых различных сферах человеческой деятельности. Также активно используются его сплавы. Это обусловлено набором его физических свойств и химических характеристик.

Алюминий — один из самых распространенных металлов

Какие основные трудности возникают во время сварочных работ, связанных с этим металлом? Причины легко понять, если разобраться с главными свойствами.

Значительный уровень текучести

При воздействии высоких температур алюминий резко теряет прочность, что приводит к разрушению уже расплавленным металлом нерасплавленного. Нередко происходит так, что расплавленный металл вытекает через шов. Сложность контроля за процессом сварки в домашних условиях усугубляется тем, что алюминий не изменяет свой цвет при нагревании. Для сохранения формы сварочной ванны опытные сварщики применяют специальные керамические (или сделанные из иного металла) подкладки.

Появление оксидной пленки

Кислород имеет очень характерное воздействие на алюминий — он очень быстро покрывает его специфической оксидной пленкой, в результате чего поверхность металла приобретает гораздо более высокий уровень тугоплавкости и плотности. Кроме того, оксид мешает превращению металла в монолитный шов.

Сварка аргоном предотвращает попадание воздуха

Как не допустить появление оксидной пленки? Сварочную зону нужно защитить от контакта с воздухом. Это достигается при использовании аргоновой сварки. Кроме того, оксид можно удалить путем катодного распыления.

Еще одна отличительная особенность алюминия — обладая весьма высоким коэффициентом линейного расширения, он обладает достаточно низким модулем упругости. Из-за этого нередко происходит деформация конструкции, которую требуется сварить. Как понизить вероятность деформации? Для этого применяются разнообразные технологические приемы, т.е. электросварка в режиме оптимальном режиме, или подогрев.

Во время сварки алюминия в домашних условиях (и не только в домашних) появляется пористость в сплавах, содержащих этот металл. Почему так получается? Ответ прост: различные соединения металла имеют в своем составе водород, который выделяется через образующиеся в процессе нагрева поры. Кроме того, если в составе имеется значительное содержание кремния, то существует высокая вероятность появления кристаллизационных трещин, которые хоть и имеют малые размеры, но способны в значительной степени ослабить сварочный шов.

Дополнительная опасность, поджидающая тех, кто занимается сваркой алюминия домашних условиях — образование горячих трещин. Появляются они в результате специфических процессов, которые протекают внутри раскаленного металла, когда он начинает застывать. Как снизить до минимума риск появления трещин? Нужно применять особые модификаторы, добавляемые непосредственно в сварной шов. Еще один метод подстраховки — не располагать швы слишком близко друг к другу.

Подготовка к сварочным работам

Любые сварочные работы требуют предварительной подготовки. В первую очередь нужно подготовить защитную спецодежду:

Грубые тканевые перчатки или рукавицы.
Костюм (куртка и брюки) из грубой натуральной ткани. Плотность материала должна препятствовать возгоранию при попадании искр во время работы. Ворот и рукава обеспечивают защиту рук и шеи.
Кожаная обувь закрытого типа на толстой подошве.
Сварочная маска, оборудованная фильтром для защиты глаз. Выбор фильтра производится в соответствии со сварочным током. Очень удобна маска хамелеон, где фильтр самостоятельно определяет яркость дуги и создает нужную степень затемнения.

На следующем этапе подготовки следует позаботиться о безопасных условиях труда и организации рабочего места. С этой целью необходимо выполнить следующее:

Сварочный стол полностью освобождается от посторонних предметов, особенно тех, которые легко воспламеняются от искр.
К рабочей площадке подводится полноценное освещение.
Под ногами сварщика размещается деревянный настил, обеспечивающий защиту от поражения электротоком.

Отдельно выбираются электроды для сварки алюминия инвертором и в случае необходимости готовятся к работе. Если есть сомнения в качестве изделий, они высушиваются при высокой температуре от 2 до 3 часов. Выбор электродов зависит от свойств металла свариваемых деталей. Ученикам для тренировки подойдут изделия марки МР или АНО.

Уроки сварки инвертором для начинающих включают и подготовку самих деталей. При помощи металлической щетки полностью удаляется ржавчина со всех кромок. Они очищаются от старой краски, жира и других загрязнений. После этого поверхности обрабатываются уайт-спиритом, бензином или другими растворителями.

Что такое сварочная ванна

Сварочный шов представляет соединение, которое образуется при нагреве металла до расплавленного состояния. Процесс сварки осуществляется с помощью электрода, который состоит из двух частей.

Сердцевина, представляющая металлический стержень.
Специальное покрытие, которое предотвращает попадание кислорода в сварочную ванну. Все электроды изготавливаются из металлов, обладающих высокой токопроводимостью. Это необходимо для того, чтобы электрический ток направлялся именно к месту свариваемого шва.

Хотя сам процесс электрической сварки довольно сложный, в целом его можно представить следующим образом.

Электрод совершает контакт со свариваемой поверхностью;
Под воздействием высоких температур обмазка стержня начинает плавиться.
Данный процесс сопровождается выделением газа, который ограничивает попадание кислорода к свариваемому участку;
Расплавленное покрытие остаётся на поверхности шва и защищает его от попадания кислорода после завершения работ. Такой расплавленный слой называется шлаком.

Сама сварка металла — очень сложный процесс. При его проведении необходимо знать множество тонкостей. Качество шва зависит от целого ряда факторов. Один из них – обе свариваемых детали должны быть равномерно прогреты до одинаковой температуры. Наплавление металла должно проходить так, чтобы валик равномерно расплавился в разные стороны. Кроме того, нужно учитывать тот факт, что электрод во время сварки плавится, и дуга постоянно перемещается в сторону шва. Поэтому нужно постоянно слегка приближать его ближе к деталям. Выполнение широкого шва тоже имеет свои специфические особенности. Для этого необходимо обучиться сварке кругами или зигзагами.

Варианты перемещения электрода при сварке