Точечная сварка алюминия в домашних условиях

Точечная сварка алюминия в домашних условиях

Содержание:

Одним из способов получения неразъемных соединений алюминиевых деталей является точечная сварка алюминия. Применение данного метода получило в основном в промышленных масштабах, но может быть выполнено и в домашних условиях.

Особенности сварки алюминия.

Сварку алюминия и его сплавов любыми способами осложняет несколько его физических и химических качеств:

  • Пленка окиси, образующаяся на поверхности заготовки, имеет температуру плавления более 2000 градусов (Tпл алюминия составляет 657 градусов). Окислы алюминия являются стойкими химическими соединения, имеющими нейтральные качества. Поэтому получающаяся пленка практически не поддается воздействию флюсов. Кроме того, ее тугоплавкость может привести к перегреву металла в месте сварки, а алюминий в таком состоянии отличается хрупкостью.
  • Причиной перегрева может также служить и высокая электропроводность материала, в этом случае возможно приваривание электрода (залипание) и заготовки.

Применение современных технологий сварки, мощного оборудования позволяет минимизировать последствия этих недостатков и вполне успешно осуществлять точечную сварку алюминия при соблюдении технологии подготовки и непосредственной сварки деталей.

Подготовка алюминия к точечной сварке.

Перед тем как сварить алюминий точечной сваркой, необходимо подготовить его поверхность. Подготовка поверхности алюминия перед сваркой является ответственным этапом, направленным на удаление с нее окиси. Для качественной сварки точечным методом достаточно обработать полосу шириной в 50 мм. Может выполняться механическим или химическим способом.

  • Механическая очистка может выполняться вручную или при помощи специальных устройств, что более эффективно. Очистка в основном осуществляется при помощи вращающихся металлических щеток, при зачистке вручную чаще всего применяют наждачную бумагу.
  • Химическая очистка является наиболее эффективным методом. Травление алюминия может осуществляться в растворах каустической соды или ортофосфорной кислоты. Перед обработкой заготовки должны быть обезжирены. После травления допускается хранения алюминия на складе до 3 дней (сварка переменной энергией) или 1 сутки (сварка аккумулированной энергией).

Подобная обработка позволяет полностью удалить пленку оксида и выполнить успешную сварку алюминия.

Принципы точечной сварки алюминия.

Точечная сварка алюминия может применяться для заготовок толщиной от сотых долей миллиметра до 5-6 мм. Технология точечной сварки алюминия не отличается от сварки других металлов таким же способом, хотя ряд нюансов все-таки имеется. Сварке можно подвергать плоские, профильные, круглые заготовки.

Свариваемые детали соединяются, сдавливаются с определенным усилием для уменьшения зазора. В том случае, если зазор на 10 см не превышает 0,2 мм, значительно улучшается контакт между свариваемыми элементами, что приводит к меньшему нагреванию участка сварки. После сжатия через электроды подается электрический ток большой плотности, которая может достигать 1 кА/мм 2 , в результате чего получается сварочная точка, соединяющая детали. Сварка алюминия возможна только при таких жестких режимах, при этом время воздействия тока (период сварки) определяется исходя из толщины металла. Во избежание перегрева металла сварка выполняется мощными, непродолжительными импульсами.

Оборудование для точечной сварки алюминия.

Как уже говорилось, алюминий и его сплавы имеют высокую теплопроводность, это существенно сужает круг применяемых для сварки электродов. Они должны быть сделаны из материала, имеющего хорошую электропроводимость, обладать твердостью и жаропрочностью. Поэтому для сварки алюминиевых деталей применяют медные электроды, различные по составу в зависимости от свариваемого сплава. Электроды могут иметь сферическую или ровную контактную поверхность.

Машины для контактной сварки алюминия по применяемой энергии можно разделить на 3 вида:

  • Однофазные, обеспечивающие импульсы переменного тока различной модуляции.
  • Трехфазные, оборудованные игнитронным преобразователем. Такой преобразователь позволяет выполнять медленное увеличение и уменьшение амплитуды тока сварки в каждом импульсе.
  • Сварочные машины, в которых применяется накопленная энергия.

Каждый из этих аппаратов имеет свои преимущества и недостатки, но все они вполне успешно применяются в промышленных условиях.

Несмотря на все сложности, связанные со сваркой алюминия, необходимость ее применения будет только расти в связи с увеличением потребления этого металла. Постоянное усовершенствование методов сварки, в том числе и точечной, позволяет получать более качественные соединения.

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.
Читайте также:  Можно ли мыть авто после полировки

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:

Диаметр электрода, мм Толщина металла, мм Величина тока, А
1 1 — 2 10 — 15
1,6 2 — 3 30 — 90
2 3 — 4 50 — 100
3 4 — 6 100 — 160
4 6 — 7 150 — 220
5 7 — 9 210 — 280
6 9 — 10 260 — 300

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.

Читайте также:  Как сделать соус как в столовой

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.

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.
Читайте также:  Защитное покрытие для кирпича

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.»

Ссылка на основную публикацию
Тенденции развития нефтяной промышленности в мировой экономике
Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Манукян М.М. На данный момент в мировой экономике...
Стирка полотенец или полотенцев
Полотенца – это домашний текстиль, использующийся очень интенсивно. Частое употребление предполагает частую стирку. Чтобы полотенца служили и сохраняли свою привлекательность...
Стихи про садовника для детей
Вот перед нами сад цветущий Растёт, цветёт, благоухает. А в нём - садовник вездесущий, Он этим садом управляет. Землицы грязной...
Теплая куртка на зиму женская отзывы
Привет всем! Я очень боюсь холодов, мерзлявая ))) Пожалуйста, посоветуйте мне пуховик или парку, чтобы была ОООЧЕНЬ теплая, до минус...
Adblock detector