Сварка по алюминию: Сварка алюминия в домашних условиях

Содержание

Сварка алюминия в домашних условиях

Внушительный список достоинств сделал алюминий востребованным материалом во всех отраслях экономики, включая корабле- и самолетостроение. Но, как и любой другой металл, он имеет и недостатки. Один из них – технологические сложности при сваривании заготовок из алюминия и его сплавов. Качественно выполнить подобную работу могут только высококвалифицированные специалисты.

Почему свариваемость алюминия низкая

Мягки серебристый металл сложно поддается сварке в силу объективных причин, которые вытекают из его свойств. А именно:

  • На поверхности алюминия образуется окислительная пленка. И если температура плавления металла составляет всего лишь 660 градусов Цельсия, то защитной пленки – 2044 °C.
  • В процессе работы очень сложно контролировать сварочную ванну из-за высокой текучести металла. Необходимо использовать специальные теплоотводящие подкладки.
  • Расплавляясь, алюминий выделяет много водорода. В результате после остывания расплава внутри и на поверхности остается много микропустот.
  • Алюминий характеризуется высокой степенью усадки. Из-за этого во время охлаждения не исключена деформация шва.
  • Высокая теплопроводность вынуждает использовать ток, сила которая намного больше, чем при исполнении аналогичных работ с другими металлами. Сравнительно с обычной сталью разница составляет 100 процентов.

Необходимо подчеркнуть, что в домашних условиях любителям не приходится иметь дело с чистым алюминием. Сваривать приходится его сплавы. Это усложняет и без того непростой процесс, поскольку для каждого сплава (а чаще всего его марка неизвестна) нужно подобрать конкретный режим и дополнительные материалы. Унифицировать сварочный процесс в данной ситуации практически невозможно.

Способы сварки алюминия

На практике есть большое количество приемов и разных способов сварки алюминия и его сплавов. Они отличаются не только методами работы, но и оборудованием, дополнительными материалами. Наиболее часто применяется три способа сварки:

  • с использованием вольфрамовых электродов и инертного газа;
  • в инертной среде полуавтоматической сваркой;
  • без газов с применением плавящихся электродов.

Третий способ представляет собой распространенную технологий сварки алюминиевых заготовок без аргона.

Важно! Сварочные работы со сплавами алюминия подразумевают необходимость разрушения оксидного слоя, образованного на поверхности в результате окисления металла. Для достижения результата используется переменный ток или постоянный с обратной полярностью.

Что нужно для сварки алюминия

Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.

При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.

Чем варить алюминий в домашних условиях

Соединение алюминиевых заготовок с использованием покрытых электродов обозначается аббревиатурой ММА. Режим Manual Metal Arc применяется при работе с металлическими заготовками толщиной от 4 мм и в случаях соединения конструкций с невысокими требованиями к качеству. Этот метод не относится к числу высокотехнологичных: во время выполнения работ внутри швов остаются поры, которые заметно снижают их прочность. Еще одни большой минус – очень сложно застывший шлак, который в конечном итоге приводит к усилению коррозии.

Особенности сварочных работ по алюминию электродами со специальным покрытием:

  • используется только обратно полярный постоянный ток;
  • величина силы тока определяется, выходя из соотношения 25-30 А на каждый миллиметр толщины заготовки;
  • качественный шов может получиться только при условии, что кромка детали средней толщины нагрета до температуры 300 градусов Цельсия. Толстые детали разогреваются до 400 °C;
  • в обязательном порядке необходимо медленное остывание. В противном случае шов будет хрупким;
  • электрод нужно сжигать «за один присест». В случае разрыва электрической дуги на поверхности алюминия и электрода образуется слой из шлака, который препятствует протеканию тока. Повторно разжечь дугу будет затруднительно.

По завершению работы требуется хорошо очистить шов от шлака: в дальнейшем он становится причиной активной коррозии металла. Для этого достаточно иметь горячую воду и обыкновенную щетку по металлу.

Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде

Когда прочность и качество сварного шва поставлены во главу угла, то самое время прибегнуть к технологии сварки алюминия вольфрамовыми электродами с использованием инертного газа. Для защиты подойдет аргон или гелий. Электроды применяются диаметром от 1,6 до 5 мм. Дополнительно используется присадочная проволока толщиной 1,6-4 мм.

Сварка подключается к сети переменного тока, а технологические параметры подбираются в зависимости от оборудования. Другими словами, под определенные режимы сварки приобретаются электроды и проволока нужной толщины; определяется скорость подачи инертного газа, сила тока и прочие параметры.

Особенности сварки:

  • Важно, чтобы длина дуги не превышала 2,5 мм.
  • Электрод по отношению к поверхности ставится под углом порядка 80 градусов.
  • Между присадочной проволокой и электродом выдерживается прямой угол.
  • Изначально по шву перемещается проволока и только следом проходит горелка с электродом.
  • Ровность шва можно обеспечить при условии продольного перемещения электрода. Нежелательно двигать электродом в поперечном направлении.
  • Чтобы ванна заполнялась равномерно проволоку в рабочую зону следует подавать возвратно-поступательным перемещением.
  • Свариваемые элементы следует укладывать на железный стол. Черный метал будет отводить избыточное тепло.
  • Подача инертного газа начинается за 4-5 сек до образования и прекращается через 6-7 секунд после прерывания сварочной дуги.

Задействуем полуавтомат

Применение для сварки алюминиевых сплавов полуавтоматического аппарата является идеальным решением. Устройство генерирует импульсы тока высокого напряжения, благодаря чему отлично разрушается пленка оксида металла. Но полуавтоматы с режимом сварки алюминия стоят очень дорого. Поэтому в бытовых условиях умельцы приспособились обходиться обычными полуавтоматами без такого функционала. Метод идентичен технологии сваривания черных металлов, но вместо обычной присадочной проволоки используется алюминиевая.

Еще несколько особенностей:

  • В силу того, что алюминиевая проволока расплавляется с большей скоростью по сравнению со стальной, соответственно, подавать ее надо в несколько раз быстрей.
  • Коэффициент расширения алюминия больше, чем стали. Чтобы выровнять ситуацию, необходимо приобрести специальный наконечник с обозначением «Al».
  • Мягкая проволока может стать причиной образования скрутки или петли, что приведет к прерывания сварочных работ. Желательно предусмотреть специальный механизм подачи. Его несложно смастерить самостоятельно из трех-четырех направляющих роликов.

Выполняем работы инвертором

Для сваривания алюминиевых заготовок нередко используется инвертор. Очень важно правильно подобрать силу тока и электрод. Лучше всего подходят продукты марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Выбор силы тока выполняется с учетом высоких плавильных свойств материала. В остальном все идентично процессу сваривания черных металлов.

Важно! Вначале электроды желательно прокалить в печи, специально предназначенной для их термической обработки.

Читайте также: Как правильно варить электросваркой

Технология сварки алюминия при помощи флюсов

На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.

Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.

Заключение

Из материала статьи несложно сделать основные выводы. Прежде всего то, что для сваривания алюминия есть множество вариантов, которые отличаются оборудованием и способом. Но в любом случае важна тщательная предварительная подготовка, правильный выбор материалов и настройка аппарата.

Читайте также: Виды электродов для сварки

Как и чем варить алюминий

Оцените, пожалуйста, статью

12345

Всего оценок: 34, Средняя: 3

Сварка по алюминию инверторная — азы

Алюминий — очень распространенный металл, используемый повсеместно, как в домашних условиях, так и на производствах. Будучи цветным металлом, алюминий значительно сложнее в сваривании нежели «чернуха». И существуют различные факторы, которые усложняют процесс сварки алюминия и его сплавов.

Факторы, усложняющие сварку алюминия

К этим причинам относятся, например, наличие тугоплавкой пленки окисленного алюминия (температура плавления 2000 градусов, самого металла — 650) в кислородосодержащей среде. Эта пленка обладает большей плотностью, в сравнении с самим металлом. Прежде чем приступать к сварочным работам по алюминию и его сплавам, изначально необходимо избавиться от этой пленки либо химически, либо механически.

Следующим фактором является снижение прочности металла под воздействием высоких температур. Твердый материал может быть разрушен под давлением сварочной ванны. Расплавленный алюминий обладает большой текучестью, из-за чего он может вытекать из швов. При нагреве металл не меняет своего цвета, что усложняет возможность контроля сварочного шва.

Во время проведения сварочных работ алюминий становится пористым из-за водорода в месте шва. Из-за обладания высокими коэффициентами линейного расширения и низкими упругости, во время сварки алюминиевую конструкцию может повести и деформировать.

Ну и последний фактор заключается в возможности появления тепловых трещин, которые возникают из-за внутренней деформации во время остывания.

Какими аппаратами осуществляется сварка по алюминию инверторная?

Аппарат, используемый во время сварки алюминия и его различных сплавов, должен обладать некоторыми особенностями, а именно: обладать стабильной дугой, быстрым поджигом и иметь аккуратный и тонкий шов.

Таким образом, сварка по алюминию инверторная проводится в среде инертного газа, такого как аргон. Для этого применяются неплавящиеся электроды (вольфрамовые). Применяя для домашнего сваривания такие электроды, необходимо постоянно следить за их состоянием, потому что во время хранения на поверхности электрода могут возникнуть вольфрамовые окислы, которые удаляются при помощи мелкозернистого наждака. Это необходимо для того, чтобы качество сварочного шва было высоким.

Во время сварочных работ дуга возникает между металлом и электродом. В таких сварочных аппаратах электрод фиксируется в сопле, из которой идет обдув инертным газом, который выполняет функцию защиты. Присадочный материал, который может подаваться автоматически или же вручную, может выступать в качестве расходного материала.

С чего начинается сварка алюминия инвертором?

В своей основе сварка инвертором алюминия весьма похожа по процессу с газопламенной сваркой. Для сварочных работ по алюминию и его сплавов чаще всего применяется торированный вольфрам двухпроцентный.

Прежде чем приступить непосредственно к сварочным работам, необходимо сделать на кончике электрода небольшой шарик. Для этого нужно зажечь ненадолго (буквально на две секунды) сварочную дугу и только после образования шарика приступать непосредственно к сварке. При этом электрод должен выступать из сопла не больше, чем на полсантиметра. Поверхность металла должна быть очищена от масла.

Процесс сварки

При сварочных работах по алюминию (в принципе, как и других металлов) средний расход аргона должен быть не более восьми-десяти литров в минуту. Это самое оптимальное количество. Во время работы, чтобы ни было сделано, но пленка все равно будет появляться. Современные сварочные аппараты, конечно, обладают технологией, которая дает возможность очищать поверхность металла без участия человека. Но не лишним будет протирать его ацетоном или другим растворителем.

Когда во время сварочных работ по алюминию появляется сварочная ванна, не стоит спешить с добавлением присадочных материалов, потому как это может привести к загрязнению металла. Продвижение электрода небольшое, при этом, нужно делать легкие прикосновения.

Сварка по алюминию инверторная лучше всего производится с расположением электрода под прямым углом. Это лучший угол, так как он позволяет добавлять присадочный материал под любым удобным наклоном, к тому же, ванна получается симметричная. Но в таком случае нет возможности видеть сам процесс и сварочную ванну. Потому можно горелку наклонить на 15 градусов.

Это исправит ситуацию. Далее необходимо следить за этим углом, так как в процессе работы из-за усталости угол будет увеличиваться. При условии выполнения процесса сварки правильно, шов получится слегка ребристым от легких прикосновений.


Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):

Сварка алюминия

20.05.2013

Особенности алюминия, влияющие на характер сварки

Свойства алюминия и его сплавов отличаются от свойств сталей, поэтому их сварка имеет ряд особенностей. Алюминий имеет высокую теплопроводность (примерно в 5 раз выше, чем у рядовых сталей), поэтому тепло от места сварки интенсивно отводится в свариваемые детали. Это диктует необходимость повышенного тепловложения по сравнению со сваркой сталей. Из-за этого же рекомендуется предварительный подогрев массивных алюминиевых деталей.

Алюминий характеризуется низкой температурой плавления — около 640°C, то есть она значительно ниже температуры плавления стали (около 1500°С), причем прочность его при нагреве резко снижается. Кроме того, он не меняет цвет при нагреве (что характерно для большинства металлов) и вследствие этого не «подсказывает» сварщику, что нагрет почти до температуры плавления. Таким образом, из-за специфических свойств алюминия (высокая теплопроводность и низкая температура плавления в сочетании со значительным уменьшением прочности при нагреве) вероятность «прожога» или даже расплавления детали при сварке алюминия значительно выше, чем при сварке стали.

Алюминий имеет значительную литейную усадку (в 2 раза больше, чем у стали), поэтому при затвердевании металла сварочной ванны в нем развиваются значительные внутренние напряжения и деформации, ведущие к образованию так называемых «горячих трещин».

В настоящее время из всех известных способов для сварки алюминия при ремонте автомобилей, чаще всего применяются два следующих: аргонодуговая и полуавтоматическая.    Способ аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом (в отличие от сварки сталей, ведущейся на постоянном токе) для сварки алюминия и его сплавов применяется процесс на переменном токе (для разрушения оксидной пленки). В последнее время наиболее популярны инверторные источники питания, с возможностью изменения частоты напряжения. Сварку тонкостенных алюминиевых деталей рекомендуется проводить на повышенной частоте, а заварку дефектов отливок — на пониженной.   

Полуавтоматическая сварка алюминия и его сплавов более производительна, по сравнению с аргонодуговой. Она выполняется на постоянном токе с положительной полярностью на электроде либо капельным переносом в импульсном режиме. Сварка в импульсном режиме выполняется обычно инверторными источниками питания, например NN PULSEMIG 270. При этом источник постоянно выдает базовый ток (достаточный для поддерживания дуги, но слишком низкий для обеспечения отрыва капель расплавленного металла от электрода и переноса их к сварочной ванне) и кратковременно выдает в виде импульсов ток больших значений, обеспечивающий контролируемый перенос капель металла от расходуемого электрода к изделию. Импульсный режим имеет преимущества перед капельным переносом, так как позволяет вести сварку во всех пространственных положениях, из-за меньшего тепловложения облегчает сварку тонкостенных изделий и уменьшает разбрызгивание. Импульсные аппараты значительно дороже традиционных, основное своё применение нашли в промышленности, сборочных производственных конвейерах.

Полуавтоматическая сварка для ремонта алюминиевых автомобильных кузовов

Аппараты для контактно-точечной сварки не могут использоваться для соединения алюминиевых деталей, поскольку в этом случае потребуется ток в три раза большей силы. Если значительно увеличить продолжительность сварки, создать сварную точку все равно не удастся, поскольку тепло на границе контактируемых поверхностей будет слишком быстро рассеиваться в окружающую среду и подлежащий свариванию алюминий не будет плавиться.

Стандартные MIG/MAG-аппараты подходят для сварки алюминия весьма условно. Оптимального результата можно добиться, используя аппараты, которые снабжены специальной программой для сварки алюминия (ALU). В профессиональной линейке RedHotDot  полуавтоматов HOTMIG 3/19/27 и 29 все аппараты оснащены программой сварки алюминия.

Подача проволоки

Алюминиевая проволока значительно мягче стальной. В связи с этим рекомендуется применять четырехроликовое подающее устройство для того, чтобы прижимное усилие распределялось на каждую пару роликов. Ролики для подачи алюминиевой проволоки должны иметь U-образную канавку, чтобы защитить поверхность проволоки от повреждения. Применение приводных горелок со встроенной собственной катушкой Ø 100 мм, SpoolGun специально разработанных для мягкой алюминиевой проволоки небольшого сечения до Ø 0.8 мм, полностью исключает замятие и застревание проволоки в рукаве горелки. Сварочный полуавтомат должен иметь евроразъём и специальную розетку для подключения вилки дистанционного управления, как у аппаратов HOTMIG 19, HOTMIG27 и HOTMIG 29.

Для аппаратов, не оснащённых специальным разъёмом для SpoolGun, существуют готовые горелки для алюминия, в качестве направляющей применяется тефлоновая трубка для уменьшения трения проволоки и заменены контактные трубки.

При сварке деталей из алюминия горелку устанавливают под углом 10-20° к вертикали. Расстояние между соплом горелки и свариваемыми деталями должно быть 10-15 мм. При большем расстоянии необходимо увеличивать давление защитного газа для обеспечения защиты сварочной ванны. Расход защитного газа 12-24 л/мин.

 

Сварка «электрозаклепкой» через отверстие в верхнем листе

Сварить два алюминиевых листа можно двумя следующими способами. Первый из них предусматривает наличие отверстия только в верхнем листе, второй – в обоих листах. Если сварке подлежат три листа, также сверлят общее сквозное отверстие. Диаметр отверстий должен составлять 10 мм, в том числе и при удалении деформированной части кузова фрезерованием сварных точек.

Прежде чем приступить к сварке, нужно удалить лаковое покрытие в зоне сваривания. В отличие от стальных листов перед сваркой алюминия требуется устранить оксидную пленку, лучше всего – с помощью шлифовальной машинки или наждачной бумаги зернистостью P 80. Непосредственно перед сваркой зону сварки рекомендуется еще раз очистить от оксидной пленки, обработав щеткой из нержавеющей стали.

Края вокруг отверстий верхнего и нижнего листов для удаления оксидной пленки следует отшлифовать до металлического блеска (диаметр обработанных участков – 25 мм). Для лучшего прилегания листов следует отшлифовать и располагающиеся вокруг отверстий участки внутренних поверхностей: диаметр отшлифованных зон поверхности – около 15 мм.

Исходная точка сварки в среде защитного газа должна располагаться на расстоянии 10-15 мм от отверстий. Благодаря такому внешнему зажиганию дуги осуществляется прогрев зоны сварки и обеспечивается хорошее проникновение материала электрода в исходной точке.

Как только сварной шов достигнет края отверстия, при двухслойной сварке с отверстием только в верхнем листе необходимо сразу перейти к донышку, где выполняют сварной шов по всей окружности. На обратной стороне нижнего листа при хорошем качестве сварки должен выступать валик сварного шва, величина которого должна составлять 1/3 – 2/3 от толщины листа.

При сквозном отверстии через несколько листов также применяют внешнее зажигание дуги. Когда сваривают два листа, сварочную горелку по достижении края отверстия перемещают к месту смыкания листов внутри отверстия. Отверстие будет заполнено материалом электрода, если соответствующую окружность обойти сварочным швом полтора раза. Когда сваривают три листа, горелку направляют к тому месту в отверстии, где смыкаются нижний и средний листы. В этом случае, чтобы отверстие оказалось заполнено достаточным количеством материала, следует обойти окружность сварочным швом дважды.

Далее сошлифовывают выступающий с обратной стороны сварной шов и дополнительно обрабатывают обратную поверхность проволочной металлической щеткой. В заключение проваривают края отверстия с обратной стороны, располагая сварочную горелку перпендикулярно поверхности. При этом сварной шов также должен начинаться от внешней точки начала горения дуги.

Сварка алюминия в Москве, цена сварки алюминия за 1 см

Сварка – один из распространенных способов соединения между собой двух и более деталей. Компания «СтальЛист» оказывает услуги по сварке алюминия в Москве. Легкий и простой алюминий обладает высокой теплопроводностью, а также устойчив к коррозии. Но кроме всего прочего, этот металл получил широкое распространение практически во всех областях промышленности: в строительстве, в бытовой электронике и даже в судо- и авиастроении. Именно благодаря своим полезным свойствам, услуга по сварке алюминия пользуется популярностью у наших клиентов.

Для того чтобы изделие выполняло свою функцию на все 100 %, специалисты на нашем предприятии имеют профессиональные навыки в сварочном деле. Кстати, они не только могут сварить герметичный шов, но и сделают его ровным и максимально незаметным.

Прайс на сварочные работы алюминия

Цены на сварку алюминия в Москве

Стоимость работ сварки алюминия рассчитывается за 1 см. В дополнение, мы осуществляем сварку таких металлов и сплавов, как латунь, нержавеющая сталь, медь, бронза. Все подробности, связанные с расчетом цены, можно уточнить у наших консультантов.

Аргонная сварка

40 руб

Полуавтоматическая сварка

35 руб

Газовая сварка

20 руб

Важно понимать, что итоговая стоимость будет зависеть и от некоторых других факторов: использование медной наплавки, полуавтоматической сварки или инверторной. В целом, использование полуавтомат. технологии и аппаратов обходится чуть дешевле, чем ручная работа сварщика.

Оборудование и тех. характеристики

На данный момент на предприятии работают 4 поста полуавтоматической сварки, 2 поста аргонно-дуговой сварки. Более того, функционируют участки контактной и ударно-конденсаторной сварки, которые применимы для соединения различных металлов. (Пристрелка резьбовых шпилек и других различных метизов).

Чтобы ознакомиться с образцами, также, если необходимо, получить подробную консультацию наших специалистов, каждый клиент всегда может приехать к нам на производство.

Особенности сварки алюминиевых сплавов

Аргонодуговая сварка – надежный и красивый способ соединения элементов. Однако качественное применение сварки возможно только при знании особенностей алюминия:

  1. Металл очень быстро реагирует на кислород, в результате образуется тугоплавкая пленка. Сам алюминий расплавляется при 650 градусах, образующаяся пленка – при 2000 градусов, поэтому оксидное покрытие может погрузиться в расплав, существенно ухудшая его качества.
  2. Сварка аргоном не вызывает изменения цвета сплава, металла. Определить на глаз степень нагрева сложно, что может привести к утечке расплава, прожогам.
  3. Высокий коэффициент усадки может стать причиной деформаций в шве, появлению в нем трещин. Когда происходит сварка в среде аргона, компенсация усадки выполняется путем достаточного расхода присадок, модификацией сварного соединения.

Электродуга легко разрушает оксидную корку, ее быстрое перемещение позволяет избежать вытекания алюминия из зоны соединения.

Технология сварки

От грамотности действий по выполнению аргонной сварки зависит качество соединения, объем используемых материалов, которые имеют достаточно высокую стоимость. На прочность и эстетичность швов влияют наличие технологичного оборудования, его техническое состояние, а также уровень подготовки заготовок. Детали нужно отчистить от грязи, жира, места соединений обработать напильником для удаления окисной пленки. Формируется шов с помощью присадок, подаваемых в место горения механическим способом или вручную.

Присадочная проволока должна по составу максимально близко соответствовать соединяемым деталям. Нагревание соединяемых элементов обеспечивает электродуга, горящая между заготовками и электродом. Имеют значение длина дуги, направление движения присадок – проволока должна двигаться продольно. Если она будет подаваться с перерывами, то дуга тоже будет прерываться, в итоге увеличится расход газа, электроэнергии. Осуществляется сварка алюминия только встык.

Примеры работ

Преимущества услуги/компании

  • Наша компания имеет удобное расположение в черте Московской области. Вам не будет трудно добраться до нас, чтобы ознакомиться со всем ассортиментом компании.
  • Предприятие «СтальЛист» уже не первый год имеет филиалы в некоторых городах России и стремится открывать все новые представительства. Это помогает нам поддерживать высокое качество обслуживания клиентов, выполнять своевременно все заказы и осуществлять их доставку.
  • Мы не экономим на компетентности наших сотрудников. Ежегодно мы проводим тренинги для повышения квалификации и качества обслуживания персонала.
  • У нас цена на сварку алюминия считается одной из самых доступных, потому что мы являемся предприятием полного цикла, что обеспечивает нам приток выручки, благодаря большому спектру предлагаемых услуг.

Сварка металла (пайка)

 

Сварка – это один из проверенных способов получения крепкого соединения деталей путем нагрева или расплавления.

Услуги по сварке металла

Резка стали

 

Резка листового металла производится за счет ударного воздействия режущего инструмента, способный быстро производить точную резку нержавейки в строго заданных местах.

Цена резки стали

Лазерная сварка нержавейки

 

Оптимальный способ соединения заготовок с повышенной точностью – лазерная сварка металла. Он удобен, когда соприкосновение деталей осуществляется по сложному контуру.

Сварка лазером

Сварка алюминия. Пористость.

Пористость в сварных соединениях

Повышенная склонность алюминиевых сплавов к порообразо­ванию является одним из главных затруднений на пути полу­чения сварных соединений высокого качества. Некоторые ученые считают, что пористость больше определенного размера при опре­деленном взаимном расположении отдельных пор существенно понижает прочность и пластичность сварных соединений. Поэтому в СССР и за рубежом проводятся работы по выяснению причин возникновения пористости и определению методов их предупреждения. Основной причиной пористости в алюминиевых сплавах является присутствие в них водорода. Кроме водорода, в сварочную ванну возможно попадание азота и кислорода. Азот практически не растворяется в алюминии, а дает нитрид алюминия, переходящий в шлак, и поэтому не ока­зывает существенного влияния на образование пористости. При сварке в защитных газах кислород в сварочную ванну обычно попадает в небольших количествах, так как содержание его в за­щитных газах строго ограничено. Кислород, попадающий в ванну, соединяется с алюминием в окисел А1203 и, очевидно, также не влияет на появление пористости в металле шва.

Образование пористости зависит от чистоты исходного металла, качества подготовки под сварку поверхности свариваемого и при­садочного материалов, чистоты защитных газов, состава защитной атмосферы, качества травления и полноты удаления продуктов травления, способа сварки, параметров сварки, вида переноса капель металла и других факторов.

Причины и механизм образования пористости исследовали многие советские ученые. Основным источником насы­щения металла шва атомарным водородом является влага, адсор­бированная окисной пленкой на поверхности сварочной про­волоки и свариваемых кромках.

Избыток газообразного водорода в металле объясняется повы­шением растворимости газов, особенно водорода, в жидком алю­минии и скачкообразным уменьшением растворимости его в кри­сталлизующемся металле. Температура сварочной ванны в голов­ной ее части достигает 1600—1700° С, а температура переносимой в столбе дуги капли еще выше; Установлено, что наивысшая растворимость водорода в алюминии имеет место при температуре 2050° С и достигает 20,9 см3 на 100 г металла, т. е. объем раство­ренного водорода чрезвычайно велик.

По мере остывания сварочной ванны из-за резкого падения растворимости атомарный водород стремится выделиться, но, встречаясь и объединяясь с другими атомами водорода, с центрами кристаллизации и загрязнениями в металле, рекомбинирует в молекулы и образует газовые пузыри. Эти пузыри всплывают, пока позволяет вязкость окружающего металла. Не успевшие всплыть газовые пузыри после кристаллизации металла остаются в нем в виде неплотностей, как правило, сферической формы — газовой пористости.

Кроме газовой пористости, имеющей сферическую форму, различают усадочную пористость, не имеющую определенной формы и располагающуюся по границам зерен.

В некоторых случаях в сварных соединениях из алюминиевых сплавов нарушается герметичность в околошовной зоне. Это явление наблюдается в сварных деталях малой толщины (до 1 мм). В деталях большей толщины негерметичности может не быть, однако в околошовной зоне отмечается вспучивание металла. Исследования показали, что причиной возникновения негерме­тичности в околошовной зоне является междендритная водород­ная микропористость, в некоторых случаях — сквозная. При нагреве сварочной дугой в околошовной зоне частично оплав­ляются границы зерен. Диффундирующий из основного металла к этим границам водород вытесняет расплавленную эвтектику, в результате чего в околошовной зоне образуется пористость, имеющая вид разветвленных каналов. Пористость такого типа опасна, так как часто не выявляется непосредственно после сваркипри контроле сварных швов, а открывается при эксплуатации сварных узлов.

Образованию пористости сварных соединений способствует не только водород, попадающий в сварочную ванну с присадочным материалом, газами и из влаги, адсорбированной поверхностной окисной пленкой, но и водород, растворенный в металле при изготовлении полуфабрикатов. Внутренние напряжения создают направленный поток водорода в растянутые места решетки, и про­грессирующая сегрегация водорода в этих местах может привести к ослаблению сил сцепления и зарождению трещин.

При достаточно высокой температуре или при длительном постоянно действующем напряжении атомы водорода диффунди­руют и выходят из решетки металла к поверхности раздела фаз, микропустот и рекомбинируют в молекулы водорода. Так как молекулы водорода неспособны диффундировать в металле, то в несплошностях возможны высокие давления, которые приводят к образованию не только пустот (пор), но и трещин в кристалли­зующемся металле. Диффундирующий из основного металла водо­род оказывает влияние на образование газовой пористости в ме­талле шва и усадочной пористости по границам оплавленных зерен в околошовной зоне.

По уменьшению пористости сварных соединений разработано много рекомендаций, которые можно разделить на две группы:

1) организационно-технические и технологические;

2) металлургические.

Ниже приведены основные организационно-технические и тех­нологические рекомендации по уменьшению пористости.

1. Поверхностная окисная пленка на присадочной проволоке и основном металле гигроскопична, поэтому для уменьшения пористости следует тщательно удалять ее перед сваркой.

2.  Одной из причин возникновения пористости является нару­шение газовой защиты шва при сварке. Образование турбулентных потоков газа приводит к перемешиванию воздуха с расплавленным металлом и, как следствие, к повышенному его загрязнению. Установлено, что характер потока защитного газа (ламинарность или турбулентность) зависит от расхода газа, скорости истечения, диаметра сопла, вылета вольфрамового электрода, расстояния сопла до изделия и типа сварного соединения. Оптимальные значения этих параметров определяют экспериментально.

3. На увеличение пористости оказывают влияние остатки на поверхности свариваемых и присадочных материалов продук­тов травления NaOH, поэтому необходимо обеспечить тща­тельную промывку деталей и проволоки после травления.

4. Для уменьшения пористости наобходимо повышать чистоту присадочной проволоки. При этом следует стре­миться к относительному уменьшению площади поверхности при­садочной проволоки, т. е. применять присадочную проволоку возможно большего диаметра. Для получения сварных швов высокого качества необходима тщательная подготовка материалов перед сваркой. По методике суммарной оценки качества подготовки материалов к сварке, разработанной в Англии, две пластины размером 25×37 мм, толщиной 1,5 мм сваривают по большей стороне аргоно-дуговой сваркой и рассматривают качество металла в изломе.

 5. Объем пористости в сварных швах алюминиевых сплавоввозрастает при увеличении выдержки свариваемых кромок и присадочной проволоки после их обработки до момента сварки. Поэтому необходимо предельно сокращать эту выдержку. Проводятся работы по увеличению допустимого времени от подготовки деталей к сварке до сварки.

6. Одним из способов уменьшения пористости является пра­вильный выбор защитных газов. Например, при применении в ка­честве защитной среды смеси Аr+He (65—75% Не по объему) пористость уменьшается. При этом большое зна­чение имеет чистота защитных газов.

 

Металлургические рекомендации по уменьшению пористости

Металлургические рекомендации основаны на том, что умень­шение пористости возможно либо за счет ограничения протекания реакции взаимодействия жидкого металла с влагой путем увели­чения скорости кристаллизации сварочной ванны, либо, наоборот, за счет создания условий для полного протекания реакции удале­ния водорода путем увеличения продолжительности существова­ния жидкой ванны.

Выбор одного из металлургических способов уменьшения пористости зависит от типа свариваемого алюминиевого сплава (термически упрочняемого или термически неупрочняемого, склон­ного к образованию трещин или не склонного и др.), а также от толщины свариваемых деталей, их жесткости и других пара­метров. Детали малой толщины целесообразно сваривать на жест­ких режимах, т. е. применять первый из способов, а детали боль­шой толщины из термически неупрочняемых и не склонных к об­разованию трещин — по второму способу, учитывая, что при этом можно повысить производительность процесса сварки.

Иногда для уменьшения пористости применяют подогрев деталей перед сваркой, что увеличивает пребывание металла в жидком состоянии и таким образом облегчает удаление из него растворен­ных газов. Температуру подогрева назначают в зависимости от типа свариваемого алюминиевого сплава. Так, при сварке сплавов системы Аl—Mgподогрев свыше 100—150° С может привести не к снижению, а к увеличению пористости, так как в этих спла­вах пленка окиси магния, образующаяся на поверхности расплав­ленного металла, слабо защищает жидкий металл от воздействия влаги.   

Для уменьшения пористости целесообразно применять много­дуговую сварку термически неупрочняемых алюминиевых спла­вов, что приводит к увеличению продолжительности существова­ния жидкой ванны.

Для уменьшения пористости сварных швов в СССР и за рубе­жом проводили опыты с добавлением в защитный газ 1—3% Сl по объему. Хлор, активно взаимодействуя с образовавшимся водо­родом, уменьшает его количество в сварочной ванне. Известно также, что пористость можно уменьшить путем наложения ультра­звуковых колебаний на жидкий и кристаллизующийся металл сварочной ванны. Ультразвуковые колебания облегчают выход водорода из ванны и ограничивают возможность образова­ния крупных пор. Однако применение хлора и ультразвука суще­ственно усложняет технологический процесс сварки и условия работы обслуживающего персонала.

 

Материал с сайта: http://ruswelding.com 

 

Примитивная сварка алюминия в домашних условиях

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.

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.

Сварка алюминия

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;

Очистка алюминия

  • 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.

«Важно!

Когда осуществляется TIG сварка алюминия, то требуется использовать только переменный ток, так как качества соединения с ним становится выше.»

Аргонодуговая сварка

Диаметр электрода, мм

Толщина заготовки, мм

Ток постоянный, А

Ток переменный, А

1

1..2

10…70

10…15

1,6

2…3

40…130

30…90

2

2…4

65…160

50…100

3

4…6

140…180

100…160

4

6…7

250…340

140…220

5

7…9

300…400

200…280

6

9…10

350…450

250…300

Газовая сварка

Толщина заготовки, мм

0,5—0,8

1

1,2

1,5-2

3-4

Мощность ацетиленовой горелки, литр/час

50

75

75-100

150-300

300-500

Сварка электродом

Толщина детали, мм

Сила тока, А

Скорость сварки, м/час

0,6

70

73

1,3

125

153

1,6

130

73

2,3

235

73

3

315

73

Техника безопасности

Сварка алюминиевых батарей и прочих конструкций предполагает обеспечения в первую очередь защиты для самого сварщика. Для этого должен быть полный комплект рабочей одежды из огнеупорной ткани и прочие средства индивидуальной защиты. Также нужно придерживаться таких же правил электро- и газовой безопасности, как и на предприятии. Ведь в домашних условиях опасность несчастного случая всегда становится выше.

Сварка алюминия в Санкт-Петербурге — LASER WELD

Алюминиевые сплавы отличаются:

  • низким весом;
  • прочностью;
  • высокими показателями тепло- и электропроводности;
  • коррозионной стойкостью.

Тем не менее, металл имеет один существенный недостаток – он с трудом поддается сварке.

Особенности сварки алюминия

Алюминий имеет ряд физических и химических особенностей, которые смело можно считать достоинствами. Например, благодаря высокой химической активности алюминия при воздействии с воздухом, он покрывается чрезвычайно прочной оксидной пленкой, обеспечивающей антикоррозионную защиту. Высокая электропроводность и теплопроводность обуславливают специфику применения металла, однако эти, а также ряд прочих свойств осложняют процесс создания сварных соединений.

  1. Плавление оксидной пленки происходит при температуре превышающей 2000°C, в то время как температура плавления самого металла составляет 660°C, это осложняет подбор режимов, а попадание оксидов в сварочную ванну ослабляет сварной шов.
  2. Оксидная пленка образуется и на поверхностях расплавленного металла, нарушая структуру в области сваривания.
  3. В отличие от иных металлов алюминий в расплавленном состоянии не меняет своего цвета, это затрудняет контроль над процессом.
  4. Высокий коэффициент расширения может приводить к деформациям и растрескиванию металла при остывании.

Это далеко не полный перечень препятствий, по причине которых сваривание алюминия неплавящимися электродами в среде аргона (TIG, MIG) считается едва не единственным приемлемым способом.

Производится сварка на переменном токе с использованием профессионального оборудования, обеспечивающего:

  • бесконтактный розжиг дуги;
  • регулировку баланса тока;
  • заваривание кратера в конце сварного шва;
  • регулировку времени подачи аргона после выключения дуги.

Кроме того, аргоновая сварка алюминиевых сплавов требует особенной очистки аргона (≥98%) и высокой квалификации сварщика.

Команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разрабатывает новую проволоку для сварки алюминия 7075

Команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала способ сварки алюминия из сплава 7075 путем введения наночастиц карбида титана в сварочную проволоку.

Прорыв в сварке сплава — то, что Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе ранее называл «почти невозможным» — может сделать металл более практичным для OEM-производителей, модернизирующих автомобили, а также предоставить новые возможности вторичному рынку.

«Новая технология — это всего лишь простой поворот, но она может позволить широко использовать этот высокопрочный алюминиевый сплав в таких продуктах массового производства, как автомобили или велосипеды, где части часто собираются вместе», — заявил профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Сяочунь Ли. .«Компании могут использовать те же процессы и оборудование, которые у них уже есть, для включения этого сверхпрочного алюминиевого сплава в свои производственные процессы, и их продукты могут быть легче и более энергоэффективными, сохраняя при этом свою прочность».

Ли работал над проектом с аспирантом Максимилианом Соколюком, ведущим автором исследования; недавний доктор философии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Чежен Цао; и аспирант Шуайхан Пан.

Ли сказал в интервью в понедельник, что провод готов к коммерциализации.Он сказал, что с момента объявления метода к нему ежедневно проявляли интерес различные компании.

«Это было потрясающе, — сказал он. По иронии судьбы, по его словам, это даже не его основная область исследований.

Ли сказал, что в процессе сварки использовался типичный сварочный аппарат для алюминия и обычный оператор, выполняющий сварку. (В статье его команды в Nature Communications описывается использование газовой вольфрамовой дуговой сварки.)25 Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе — будет применимо к автомобильному вторичному рынку.

Ли также сказал, что этот процесс можно использовать для сварки сплавов от серии 6000 до семейства 2000. Однако он отметил, что сплавы 4000 и 5000 уже достаточно легко свариваются.

«Исследователи уже работают с производителем велосипедов над прототипом велосипедной рамы, в котором будет использоваться этот сплав; и новое исследование предполагает, что присадочная проволока, наполненная наночастицами, также может облегчить соединение других трудносвариваемых металлов и металлических сплавов», — говорится в пресс-релизе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе заявил, что 7075 «прочен, но легок» — весит треть веса стали, но почти равен по прочности — что обеспечивает большую эффективность использования топлива / батареи, и он используется в крыльях и фюзеляжах самолетов. Его также можно найти на объектах, в которых металл не нужно соединять.

«(W) когда сплав нагревается во время сварки, его молекулярная структура создает неравномерный поток составляющих его элементов — алюминия, цинка, магния и меди — что приводит к трещинам вдоль сварного шва», — говорится в пресс-релизе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.«… (Т)стойкость сплава к сварке, в частности, к типу сварки, используемому в автомобилестроении, помешала его широкому распространению».

Наночастицы проволоки, измеряемые в миллиардных долях метра, позволили сварщику соединить алюминий 7075 с пределом прочности на разрыв до 392 мегапаскалей, по данным Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Обычный автомобильный сплав 6061 имеет прочность на растяжение 186 МПа при сварке, пишет колледж.

По данным Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, термическая обработка после сварки повышает прочность соединения до 551 МПа, что соответствует прочности стали.

Изображения:

«Нанотехнологии позволяют инженерам сваривать ранее несвариваемый алюминиевый сплав»

Калифорнийский университет, Лос-Анджелес Инженерная школа Самуэли, 25 января 2019 г.

«Фазовый контроль с использованием наночастиц для дуговой сварки несвариваемого алюминиевого сплава 7075»

Максимилиан Соколук, Чежэн Цао, Шуайхан Пан и Сяочунь Ли, Nature Communications, 9 января 2019 г.

Изображения:

Команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала способ сварки алюминиевого сплава 7075 с использованием проволоки с наночастицами.(Предоставлено Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе)

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (слева направо), аспирант Максимилиан Соколук, лаборант Трэвис Видик и профессор Сяочунь Ли позируют. Видик держит раму велосипеда, сваренную с помощью новой алюминиевой сварочной проволоки 7075. (Предоставлено Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе)

Поделись этим:

Родственные

Лучшие методы сварки алюминия

Коррозионная стойкость алюминия и высокое соотношение прочности и веса, а также как его высокая электропроводность, сделать его отличным выбором для многих применения от аэрокосмической до тепловой теплообменники, производство прицепов и, совсем недавно, автомобильный кузов панели и рамы.

Быстрое и эффективное устранение неполадок в сварочных работах может значительно сократить время простоя и ненужные затраты. Но еще полезнее научиться предотвращать проблемы, независимо от материала, который вы используете для приложения.

Сварка алюминия сопряжена с некоторыми уникальными проблемами. Помимо низкой температуры плавления и высокой теплопроводности, алюминий особенно подвержен прожогу на тонких шлифах и может испытывать непровар на толстых.Дефекты сварки, такие как растрескивание, сварочная копоть/сажа и пористость, также вызывают серьезные опасения.

Тем не менее, способность алюминия противостоять коррозии, его высокое отношение прочности к весу, а также его высокая электропроводность делают его отличным выбором для многих применений, от аэрокосмической промышленности до теплообменников, производства прицепов и, совсем недавно, автомобильных кузовных панелей и кадры.

Чтобы избежать негативного влияния на производительность и качество, важно понимать причины дефектов алюминиевых сварных швов, принимать меры для их предотвращения и находить способы быстрого исправления ошибок в случае их возникновения.Ниже приведены ответы на некоторые распространенные вопросы, которые помогут вам устранить неполадки в процессе.

Что вызывает растрескивание при сварке алюминия?

Горячее растрескивание и растрескивание под напряжением могут возникать во время процессов дуговой сварки алюминия в среде защитного газа (GMAW) и дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). Оба типа трещин, даже если они небольшие, могут помешать сварным швам соответствовать требованиям норм и в конечном итоге привести к разрушению сварного шва. Горячее растрескивание является преимущественно химическим явлением, тогда как растрескивание под напряжением является результатом механических воздействий.

Три основных фактора повышают вероятность образования горячих трещин при сварке алюминия. Первым фактором является то, насколько материал основания подвержен растрескиванию. Например, некоторые сплавы, такие как серия 6000, более склонны к растрескиванию, чем другие. Вторым фактором является то, какой присадочный металл вы используете. В-третьих, конструкция шва — некоторые конструкции швов ограничивают добавление присадочного металла.

Растрескивание под напряжением может произойти, когда алюминиевый сварной шов остывает и во время затвердевания присутствуют чрезмерные усадочные напряжения.Это может быть связано с вогнутым профилем сварного шва, слишком низкой скоростью перемещения, сильно затянутым соединением или впадиной на конце сварного шва (кратерная трещина).

Как остановить появление трещин?

В некоторых случаях предотвращение горячих трещин может быть таким же простым, как выбор присадочного металла с химическим составом металла сварного шва с более низкой чувствительностью к образованию трещин. Каждый алюминиевый присадочный металл имеет классификацию Американского общества сварщиков (AWS), которая соответствует регистрационному номеру Алюминиевой ассоциации, и вместе они определяют химический состав конкретного сплава.

Всегда обращайтесь к авторитетному руководству по выбору присадочного металла, чтобы сделать лучший выбор, потому что не все алюминиевые присадочные металлы подходят для каждого алюминиевого основного материала. В некоторых справочниках по присадочным металлам даны рекомендации конкретно для нескольких характеристик сварного шва, таких как растрескивание, прочность, пластичность, коррозионная стойкость, работа при повышенных температурах, соответствие цвета после анодирования, термообработка после сварки (PWHT) и ударная вязкость. Если вас беспокоит растрескивание, выберите присадочный металл с наивысшим рейтингом в категории растрескивания.

Кроме того, использование соответствующей конструкции соединения может помочь предотвратить горячее растрескивание. Например, соединение со скошенной канавкой является хорошим вариантом, поскольку оно позволяет добавлять большее количество присадочного металла, что увеличивает степень разбавления основного металла, делая его менее склонным к растрескиванию.

Чтобы избежать негативного влияния на производительность и качество, важно понимать причины дефектов алюминиевых сварных швов, принять меры для их предотвращения и найти способы быстрого исправления ошибок в случае их возникновения.

Можно предотвратить растрескивание под напряжением, используя присадочный металл, содержащий кремний. Когда это допустимо, этот тип присадочного металла снижает усадочные напряжения, особенно в чувствительных к трещинам областях, таких как начало и конец сварного шва (или кратеры). Кроме того, используйте функцию автоматического заполнения кратера или другие утвержденные методы заполнения кратера, чтобы свести к минимуму возможность образования трещин в кратере. Увеличение скорости перемещения также может помочь уменьшить вероятность растрескивания алюминия под напряжением за счет сужения зоны термического влияния (ЗТВ) и уменьшения степени плавления основного металла.

Предварительный нагрев

также является вариантом борьбы с растрескиванием под напряжением, поскольку он сводит к минимуму уровни остаточных напряжений, присутствующих в основном материале во время и после сварки. Тщательный мониторинг тепловложения является ключом к выполнению этой работы. Слишком большое количество тепла может снизить предел прочности на растяжение основного материала в некоторых сплавах до неприемлемого уровня.

Как лучше всего избежать прожога или плохого проникновения?

Использование импульсного процесса GMAW является отличной защитой от прожога на 1/8 дюйма.или более тонкий алюминий. Источники питания с такой возможностью работают путем переключения между высоким пиковым током и низким фоновым током. В фазе пикового тока капля от алюминиевой проволоки отрывается и движется к сварному шву, в то время как в фазе низкого фонового тока дуга остается стабильной без переноса металла. Комбинация этих высоких пиковых и низких фоновых токов снижает тепловложение, чтобы предотвратить прогорание, и дает дополнительное преимущество, заключающееся в минимальном разбрызгивании или его полном отсутствии.

Когда вы свариваете толстый алюминий, особенно важно установить силу тока, достаточную для адекватного проникновения в сварной шов. Хорошее эмпирическое правило состоит в том, чтобы использовать 250 ампер для сварки материала толщиной ¼ дюйма и около 350 ампер для сварки материала толщиной ½ дюйма. В некоторых случаях рассмотрите возможность добавления гелия в смесь защитного газа из-за его способности обеспечивать более горячую и проникающую дугу на более толстых участках. Для процесса GMAW хорошим вариантом является смесь 75% гелия и 25% аргона.Используйте смесь 25 % гелия и 75 % аргона при сварке толстых профилей алюминия с помощью GTAW для увеличения проплавления.

Почему мои сварные швы обесцвечиваются?

Изменение цвета и появление пятен происходит, когда оксиды алюминия или магния накапливаются на основном материале и сварном шве. Это явление наиболее распространено во время GMAW, потому что, когда присадочная проволока проходит через дугу и плавится, часть ее достигает температуры испарения и конденсируется на более холодном основном металле, который недостаточно защищен защитным газом.

Выбор подходящего присадочного металла, например, алюминиевого присадочного металла серии 4000, который практически не содержит магния (по сравнению с алюминиевым присадочным металлом серии 5000, который содержит около 5 процентов магния), уменьшает возможность испарения этого элемента в дугу. и конденсироваться на сварном шве в виде сажи.

Сокращение расстояния контакта до изделия (CTWD) и использование соответствующего угла распыления и расхода защитного газа также может свести к минимуму обесцвечивание сварного шва.Используйте угол проталкивания, который помогает управлять очищающим действием от дуги перед сварным швом, чтобы помочь удалить копоть. Увеличение размера сопла горелки GMAW или горелки GTAW помогает защитить дугу от сквозняков, которые могут привести к попаданию кислорода в процесс. Всегда очищайте сопло от брызг, чтобы обеспечить постоянный поток защитного газа для защиты сварочной ванны.

Как устранить пористость?

Пористость — это распространенная неоднородность, которая возникает в основном, когда водород попадает в сварочную ванну во время плавления, а затем попадает в сварной шов во время затвердевания.Вы можете сделать несколько вещей, чтобы предотвратить это. Во-первых, убедитесь, что основной металл и присадочный металл чистые и сухие. Перед сваркой протрите алюминий растворителем и чистой тканью, чтобы удалить краску, масло, жир или смазочные материалы, которые могут привести к попаданию углеводородов в сварной шов. Затем почистите сварной шов специальной щеткой из нержавеющей стали. Если алюминиевый основной материал хранился в прохладном месте, дайте ему акклиматизироваться к температуре в магазине в течение 24 часов, прежде чем начинать процесс сварки.Это предотвращает образование конденсата на алюминии.

Хранение неупакованного присадочного металла в отапливаемом шкафу или комнате также может помочь снизить риск образования пористости. Это предотвратит циклическое прохождение продуктов через точки росы и сведет к минимуму вероятность образования гидратированных оксидов на поверхности проволоки GMAW или отрезков GTAW.

Покупка присадочного металла у известного производителя всегда является хорошей идеей, поскольку эти компании, как правило, шлифуют проволоку и отрезки по длине методом GTAW для удаления вредных оксидов и следуют процедурам, позволяющим производить соединения с низким содержанием остаточного водорода.

Наконец, рассмотрите возможность приобретения защитных газов с низкой точкой росы для защиты от пористости. Соблюдайте все рекомендуемые процедуры сварки в отношении расхода защитного газа и циклов продувки.

Как и в случае любого процесса сварки любого материала, соблюдение некоторых основных правил имеет решающее значение для получения наилучших результатов. Механический и химический состав алюминия может усложнить процесс. Всегда следуйте рекомендациям по очистке и хранению материала и присадочного металла и тщательно выбирайте подходящее оборудование.Ведь иметь все в порядке до сварки проще, чем пытаться исправить проблемы потом.

Электронно-лучевая сварка алюминия | ЭБ Индастриз

Алюминий и тепло: проблема сварки

Алюминий

обладает высокой теплопроводностью (около 209 Вт/м·К) и низкой температурой плавления (1221°F/660,3°C), поэтому алюминиевую деталь очень легко расколоть или иным образом деформировать. Фактически, металлургические характеристики алюминия делают его исключительно трудным для сварки любым другим методом, кроме сварки плавлением.

Сварка плавлением, такая как MIG, TIG, лазерная и электронно-лучевая сварка, создает сварные швы, по сути, вплавляя материалы друг в друга путем подачи тепла точно в выбранную зону сварки. Тепло от зоны сварки распространяется на окружающий ее материал в процессе сварки, создавая так называемую зону термического влияния или «ЗТВ». Слишком много тепла, поступающего в ЗТВ, может создать множество проблем, таких как деформация детали, плавление, растрескивание и пористость. Точный контроль нагрева имеет решающее значение для получения приемлемого качества сварки.Для сварки MIG и TIG нагрев контролируется только высококвалифицированным персоналом. Процесс может быть автоматизирован, но скорость сварки может быть проблемой.

Преимущество

Лазерная и электронно-лучевая сварка состоит в том, что все параметры, как правило, контролируются ЧПУ, что позволяет точно распределять точные значения мощности, что приводит к гораздо более высоким скоростям. Скорость сварки для TIG обычно составляет около 10 дюймов в минуту («IPM»). Laser и EB могут легко перемещаться со скоростью, превышающей 100 дюймов в минуту. Высокая теплопроводность алюминия также может значительно препятствовать глубине проплавления сварного шва.Как MIG, так и TIG основаны на теплопроводности детали от точки, где сварочная горелка касается детали. Можно приложить значительное количество тепла, но оно быстро рассеивается в детали. Лазер может сваривать немного глубже, поскольку применяемая лазерная энергия использует как лучистую теплопередачу, так и теплопроводность. Однако электронно-лучевая сварка может создавать самые глубокие сварные швы. EB полагается на кинетическую энергию электронов для нагрева детали: электроны проникают в молекулярную решетку алюминия на гораздо более глубокий уровень, прежде чем передать свое тепло.

Окисление алюминия и пористость

Большинство металлов окисляются, и алюминий не исключение: он образует тонкий слой оксида алюминия при контакте с кислородом. Однако что делает оксид алюминия особенно проблематичным, так это то, что его температура плавления примерно в 3 раза выше температуры плавления поверхности чистого алюминия, на которой он находится. Плавление металла приводит к загрязнению нерасплавленными оксидами, которые накапливаются, образуя пузырьки загрязнения в сварочной ванне. Эта ситуация, называемая пористостью, является серьезной проблемой при сварке алюминия и может привести к сварным швам, которые могут выглядеть хорошо снаружи, но внутри на самом деле слабые и подверженные поломке.Оксидные пленки также могут действовать как изолятор, что может привести к неправильному заземлению сварочной цепи при сварке TIG или MIG.

Оксиды алюминия также могут изменить светоотражающую способность поверхности сварного шва, что может вызвать проблемы при лазерной сварке. С точки зрения теплопередачи сварка ЭП не так чувствительна к оксидам, как другие процессы. Независимо от того, какая технология сварки используется, рекомендуется убедиться, что оксиды удалены перед сваркой химическими средствами.По возможности следует избегать механического удаления оксидов. Очистка проволочной щеткой, шлифовка или обработка напильником могут привести к попаданию загрязнений под поверхность детали, а затем при нагреве эти загрязнения могут попасть в сварочную ванну.

Загрязнение углеводородами

Углеводородное загрязнение может стать серьезной проблемой при сварке алюминия. Во-первых, примеси могут изменить свойства материала сварочной ванны. Во-вторых, при нагревании углеводороды реагируют горением или взрывом, что может привести к выбросу расплавленного алюминия из зоны сварки.Как и оксиды, углеводороды могут быть вытеснены под поверхность алюминия путем механического удаления, поэтому следует использовать химические средства. Избегайте использования грязных тряпок или промасленных инструментов, которые могут загрязнить деталь. Если детали проверены на герметичность, следует соблюдать особую осторожность при использовании вакуумной смазки.

Некоторые виды формовки и механической обработки алюминия также могут быть очень проблематичными для сварки алюминия, особенно если в процессе используется масло. Например, центрифугирование может пропитывать алюминий маслом по мере формирования детали, и, попав в материал, никакая очистка не удалит его.Сварка ЭП так же подвержена проблемам загрязнения углеводородами, как и другие сварочные процессы. Тот факт, что детали свариваются в вакууме, действительно испаряет некоторые загрязнения на водной основе, однако на большинство загрязнений на масляной основе это не влияет. Ничто не заменит тщательной очистки зоны сварки.

Дуговая сварка алюминия на высокой скорости

Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW) и газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) регулярно используются для сварки алюминия.GTAW является медленным процессом по сравнению с GMAW, и GMAW обычно используется, когда не требуется чрезвычайно высокое качество сварки (по отношению к пористости). GMAW хорошо подходит для сварки алюминия при многопроходной сварке конструкций, автомобилей или толстых профилей, но может достигать предела при скорости перемещения более 40 дюймов / мин. Для сварки более толстых алюминиевых конструкций (0,25 дюйма или более) более высокая производительность процесс может быть желательным.

Tandem-GMAW, который традиционно применяется для стали для повышения производительности, также может быть успешно применен для обработки алюминия.В EWI была проведена работа по демонстрации угловых сварных швов на алюминиевых пластинах 6061 толщиной 0,25 дюйма в конфигурации таврового соединения и внахлестку. Электроды, используемые для этих демонстраций, имели диаметр 3/64 дюйма ER-5356, а защитный газ представлял собой 100% аргон. Скорость сварки 60 дюймов/мин была достигнута в обеих конфигурациях соединения. В обоих случаях процесс был стабильным, а выброс брызг из сварочной ванны был минимальным. Стабильность процесса при скорости 60 дюймов/мин предполагает, что возможны более высокие скорости перемещения.

На рис. 1 показан угловой шов в конфигурации таврового соединения. Обратите внимание на консистенцию сварных швов. На рис. 2 показан макрос того же сварного шва; что указывает на достаточное проплавление в корне шва.

Рис. 1. Угловой сварной шов 0,25 дюйма в тройнике при скорости перемещения 60 дюймов/мин

Рис. 2. Макросъемка углового шва таврового соединения, показывающая хороший профиль сплавления в корне шва

На Рисунке 3 показан угловой шов в конфигурации соединения внахлестку, который также демонстрирует постоянство на концах шва.Плавление в корне шва для этого сварного шва, показанного на рисунке 4, также является достаточным.

Рисунок 3. Угловой сварной шов в конфигурации соединения внахлестку

Рис. 4. Макросъемка углового шва внахлестку, показывающая хороший профиль сплавления в корне шва

Если вы в настоящее время свариваете алюминий или другие металлы с помощью GMAW и хотите повысить производительность, вам может подойти тандем-GMAW. EWI накопила опыт во многих способах применения тандемного GMAW и имеет глубокое понимание взаимодействия задействованных переменных.Чтобы узнать, подходит ли вам тандем-GMAW, или если вы хотите поговорить с одним из наших экспертов по тандем-GMAW, свяжитесь с нами по адресу [email protected] или нажмите здесь.

Super Alloy 5 Алюминиевая сварочная и паяльная проволока

Super Alloy 5 — это алюминиевый сварочный пруток, предназначенный для пайки всех типов алюминия с помощью любой горелки: кислородно-ацетиленовой, MAPP-газовой, природной, кислородно-MAP- или пропановой. Полученное соединение прочнее, чем основной металл (30 000 фунтов на квадратный дюйм), и его можно сгибать, сверлить, анодировать, подвергать механической обработке, гальванизировать, нарезать резьбу или нарезать резьбу.Этот уникальный сплав идеально сочетается по цвету с алюминием и может наноситься без провисания, деформации или складок основного металла благодаря низкой рабочей температуре.

Super Alloy 5 течет через плотно прилегающие соединения, перекрывает зазоры, наращивает недостающие участки и сваривает скошенные детали с использованием техники пайки и ручной горелки, создавая устойчивые к коррозии готовые сварные швы, которые являются гладкими и практически не требуют отделки.

Super Alloy 5 также может использоваться для сварки TIG всех типов алюминия и особенно эффективен при сварке алюминиевого литья.Литой алюминий является пористым металлом, и его трудно сваривать без соответствующих инструментов. Порошковый флюс Super Alloy 5 химически очищает литой алюминий, удаляет масло и загрязнения, а также позволяет сварщику сваривать алюминий методом TIG без пористости и точечных отверстий.

Основные характеристики:

  • Течет как серебряный припой на тонком алюминии
  • Связывается при 600°F – половина температуры плавления алюминия
  • Работает в любом положении, включая вертикальное или над головой
  • Работает с: пропаном, газом MAPP, оксиацетиленом
  • Прочный, устойчивый к коррозии и простой в использовании
  • Стержень и флюс действуют синергетически для связывания за счет окисления, остатков краски, масла, смазки и т. д.
  • Флюс становится жидким, когда температура основного металла достигает 600°F, действуя как абсолютный индикатор температуры
  • Флюс снижает поверхностное натяжение, повышая удерживающую способность сварного шва
  • Прекрасная штанга TIG
  • Идеально подходит для ремонта алюминиевых лодок: швов, заклепок, вмятин, гребных винтов и т. д.

Примечание: Ацетиленокислородная горелка требуется для ремонта алюминиевых лодок, алюминиевых отливок, больших или толстых алюминиевых масс или алюминия с алмазными пластинами.Из-за необходимости технических знаний мы не рекомендуем Super Alloy 5 для ремонта алюминиевых дисков.

Инструкции по продукту

Процедура сварки алюминия: лучшие методы предотвращения дефектов

Не ждите появления дефектов в сварных швах. Поймите, что нужно сделать, чтобы предотвратить их появление раньше, чем они произойдут.

Что такое сварка алюминия?

Алюминий

— это легкий и малопрочный металл, который легко формуется и сваривается.Если он не легирован определенными элементами, он подходит только для применения при низких температурах. Ниже приведены несколько форм дефектов, которые могут быть обнаружены во время процедуры сварки алюминия, а также рекомендации по их предотвращению.

Предотвращение растрескивания:

Существует несколько различных форм растрескивания, связанных со сваркой металлов. Двумя наиболее известными являются горячее и холодное растрескивание. Горячее растрескивание – это образование усадочных трещин в процессе затвердевания металла.Предотвратить горячее растрескивание можно так же просто, как выбрать присадочный металл, который имеет химический состав металла сварного шва с более низкой чувствительностью к растрескиванию. Вы также можете предотвратить горячее растрескивание, убедившись, что используете подходящую конструкцию соединения.

Холодное растрескивание – это когда водород растворяется в металле сварного шва, а затем диффундирует в зону термического влияния. Холодное растрескивание происходит при температурах значительно ниже 600°F и считается очень серьезным дефектом. Для предотвращения холодного растрескивания можно попробовать предварительно нагреть основной материал, чтобы уменьшить скорость охлаждения.Вы также можете использовать сварочные материалы с низким содержанием водорода, чтобы свести к минимуму диффузию водорода в сварной шов.

Предотвращение прожога или плохого проникновения:

Прожог возникает из-за чрезмерного нагревания металла и прожигания в нем большого зазора. Поскольку сварка требует достаточного количества тепла для правильного сплавления металлов, прожог может произойти, если сварщик не сможет сбалансировать тепло и скорость. Чтобы предотвратить прожог алюминия при сварке TIG алюминия, сваривайте при низкой силе тока с длинным концом электрода.При сварке алюминия методом MIG используйте импульсный пистолет. Он будет обеспечивать достаточный нагрев и охлаждение через определенные промежутки времени, чтобы предотвратить прогорание.

Предотвращение пористости:

Сварочная пористость – это загрязнение металла в виде захваченного газа. Защитные газы поглощаются расплавленным металлом и выделяются по мере затвердевания. Пористость при сварке — это слабые, заполненные пузырьками сварные швы, которые не соответствуют нормам и, что более важно, в некоторых случаях могут привести к ослаблению и разрушению частей проекта.Подготовка поверхностей труб перед сваркой может иметь решающее значение. Чтобы не беспокоиться о загрязнении вокруг зоны сварки и обеспечить высокое качество сварки, компания Aquasol разработала салфетки EZ Wipes. Концентрированная чистящая жидкость в наших чистящих салфетках позволяет легко удалять жидкие смазки, масла, чернила, жир и некоторые клеи, что помогает предотвратить пористость при сварке.

Опасности сварки алюминия

Многие сварочные компании задают себе один вопрос, когда дело доходит до сварки алюминия: Абсолютно ли необходима система контроля загрязнения воздуха при работе с этим сравнительно легким материалом? Однако исследования показывают, что этот материал действительно представляет серьезную опасность, и, в частности, образование озона должно побудить компании принять меры по вентиляции.

Как правило, следующие пункты относятся к алюминию: Все материалы пригодны для сварки. Однако также справедливо следующее: При сварке алюминиевых материалов оксид алюминия образуется из присадочного материала и основного материала. Эти алюминиево-кислородные соединения присутствуют в сварочном дыму. Оксид имеет форму сферических частиц размером от минимум 10 до 50 или до 400 нанометров в зависимости от используемого метода сварки.

Риск необратимого алюминоза

Вдыхание этих частиц может создать нагрузку на дыхательные пути и даже легкие, если частицы достигнут и осядут там.В результате воздействия этого вредного вещества могут возникнуть респираторные заболевания, такие как бронхит. Отложения пыли могут даже вызвать необратимый алюминоз, также известный как алюминиевые легкие.

Вопрос важный: в Германии, например, этот тип алюминоза является одним из профессиональных заболеваний, за которые можно требовать компенсации. Фактический ущерб, который возникает, меньше связан с продолжительностью воздействия и больше с интенсивностью. Общие предельные значения выбросов пыли также применяются к оксиду алюминия.

Озон: скрытая опасность

Сварка металлом в среде инертного газа (MIG) и сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (WIG) являются предпочтительными методами при работе с алюминиевыми материалами. Причины этого следующие: когда дело доходит до алюминиевого расплава, материал имеет тенденцию вступать в реакцию с атмосферой, а это означает, что необходимо использовать инертные газы. Однако сочетание алюминиевого материала и метода сварки MIG или WIG создает другое вредное вещество: озон. Это происходит в результате ультрафиолетового излучения кислорода в воздухе.Затем УФ-лучи отражаются на голых алюминиевых поверхностях и все еще могут образовывать озон даже на некотором расстоянии от сварного шва. Это создает не только сварочный дым в виде твердых частиц, но и очень опасный газ.

Озон возникает, в частности, в ситуациях, когда мало сварочного дыма, как в случае с MIG и WIG, типичными методами сварки алюминия. При MIG-сварке алюминиево-кремниевых сплавов концентрации озона выше, чем при сварке, например, чистого алюминия, и значительно выше, чем при сварке алюминиево-магниевых материалов.И при сварке WIG также низкое образование дыма также способствует образованию озона. В качестве пояснения: Низкий уровень образования дыма означает, что УФ-лучи могут легко распространяться. Озон также нестабилен, и пары или пыль будут способствовать его разложению на кислород, чего не происходит при незначительном уровне образования дыма.

Риск рака из-за сварки алюминия

В дополнение к существенным рискам, связанным с образованием оксида алюминия во время сварки алюминия, озон также может оказывать еще более разрушительное воздействие на сварщика.Озон классифицируется как канцероген в соответствии с TRGS 905 [Технические правила для опасных веществ]. Поскольку опасные вещества, образующиеся при сварке алюминиевых материалов, не превышают предельных значений, необходимо принять защитные меры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.