Способы и технологии сварки алюминия в домашних условиях

Процесс сваривания алюминия весьма трудоемкий. Это обуславливается характеристиками цветного металла. Разрабатываются специальные режимы, позволяющие надежно скреплять алюминиевые изделия и его смеси. Разберемся в вопросе, как варить алюминий.

Область использования

Алюминий – немагнитный материал, поэтому его смеси обладают необычными характеристиками: легкой массой деталей, высокими показателями проводимости энергии любого типа, стойкостью к механическим воздействиям. Сплавы из алюминия применяют в сварочных устройствах разного предназначения, так как имеют массу полезных качеств: небольшую плотность, повышенную стойкость к коррозионным процессам и высокую удельную прочность. Цветной металл в чистом виде очень хрупок, поэтому его применяют лишь в отдельных секторах промышленности. Как известно, он широко используется в качестве полупроводников.

Особенности варки алюминиевых деталей

Сваривать алюминий сложно, ввиду его характеристик. Основные особенности сварки алюминия:

• На поверхностном слое металла всегда пребывает оксидная оболочка. Температура плавления окиси составляет 2037 градусов, а самого цветного элемента в три раза меньше, около 660 градусов Цельсия.
• Металл легко окисляем, поэтому чтобы сварить его нужно защитить рабочую область от вредного воздействия воздуха.
• Обильно растекается в рабочей зоне. Поэтому возникает нужда использования подкладок, отводящих тепло от свариваемой области.
• Шов не всегда получается крепким, так как в нем могут появиться трещины и поры. Возникновению пор в металле способствует газ, который растворен в нем, и он стремится выйти в атмосферу. Появление трещин присуще алюминиевым сплавам, вследствие высокого содержания кремния при охлаждении металла.
• Склонность к значительной усадке.
• Из-за чрезмерной теплопроводности металлического элемента появляется необходимость использования повышенного показателя сварочного тока.

Приведены главные особенности сварки алюминия, но их гораздо больше. Поэтому металл считают капризным элементом и заварить его проблемное дело.

Методы сварки алюминиевых деталей

Для осуществления процесса предусмотрены разные способы сварки алюминия, например, использование различных составов и приспособлений, особых элементов для ограждения сварочной области. Под особыми средствами, как правило, подразумеваются флюсы и неактивные газы. Флюс – порошкообразное вещество, разбавляется водой до получения состояния, напоминающего сметану, и намазывается на скрутки кистью либо методом погружения. Порошок способен избавить металл от окисного слоя и предотвратить залипание угольного электрода.

Самыми популярными вариантами варки алюминия дома и в производственных условиях считаются:

• сварка алюминия электродом, используя сферу неактивных газов (метод AC TIG);
• полуавтоматическое сваривание металла в области инертных газообразных веществ с автоматической подачей присадочного прутка (DC MIG – технология сварки алюминия);
• применение плавких электродов, окруженных оболочкой-флюсом без газа и использования газообразных веществ (MMA-вариант)

Главным условием варки цветного элемента и его смесей считается потребность удаления слоя пленки с его металлической поверхности. Чтобы выполнить разрушение слоя, нужен переменный либо ток постоянного типа, но обратной полярности. Как итог, осуществляется катодное распыление, а оксидная оболочка разрушается.

Процесс сваривания алюминиевых деталей в домашних условиях

Возникают ситуации, когда появляется острая необходимость соединения трудно свариваемых металлов дома и поэтому возникает закономерный вопрос, как сварить алюминий в домашних условиях либо просто как варить вообще? Человеку приходится часто с ними сталкиваться, так как многие хозяйственные принадлежности выполнены из алюминия либо его смесей. Но возникает одна проблема, сложно создать нужные условия для того, чтобы сварка электродами по алюминию была аналогичной той, как на производственном объекте. Поэтому качество соединения может пострадать. Обычно дома осуществляется примитивное сваривание металла, то есть сварка алюминия в домашних условиях инвертором. Приспособление применяется для аргонодуговой варки.

Сварка алюминия дома характеризуется рядом полезных показателей:

• Экономия средств, особенно если имеется в наличии соответствующее оборудование;
• Мгновенный результат. Качество шва определяется сразу;
• Применение подручных элементов.

Дефекты сваривания деталей в домашней среде. Среди изъянов работы выделяют:

• низкокачественный шов;
• сложность подборки подручных материалов;
• трудности соблюдения личной безопасности при работе с газообразными веществами;
• нет нужных условий для хранения электродов для сварки алюминия.

Подготовка металлических поверхностей к сварке

Подготовка алюминия к сварке предполагает ряд операций:

• Химическая обработка. Необходимо зачистить рабочие металлические поверхности от загрязнений, в виде жирового и масляного налета. Для обезжиривания деталей применяют технические растворители, например, ацетон или уайт-спирит. Кроме растворителей широко применяется травление в щелочных ваннах. Норма щелочи – 50 г/л, время воздействия 60-90 секунд. После щелочной обработки детали промываются водой. После этого следует операция осветления, для этого заготовку выдерживают в растворе азотной кислоты до 2 минут. Далее следует вновь промывка, и обдувка горячим воздухом.
• Механическая очистка поверхностей (кромок) заготовок. Для этой операции потребуется шлифовальный аппарат с насадкой-щеткой из стальной проволоки или обычный напильник. После подобной чистки поверхность обезжиривается техническим растворителем.

Ручная дуговая электросварка электродами со специальным покрытием (технология MMA)

Электродуговую сварку алюминия используют для создания обычных (неответственных) конструкций с толщиной металла не менее 4 мм. У этого метода сваривания имеется ряд минусов: низкокачественный шов, обильное разбрызгивание металла в период работы, низкая отделяемость шлака, в результате чего возможно возникновение процесса ржавления.

Электродами со специальными покрытиями сваривают как чистый цветной металл, так и его смеси, например, дюралюминий. В настоящее время выпускаются электроды марок УАНА и ОЗАНА, взамен устаревших моделей ОЗА.

Соединение легковесных металлических поверхностей осуществляется постоянным током с обратной полярностью. На 1 мм электрода принимается ток в 25 ампер.

Чтобы создать высококачественный металлический шов, его прогревают до 350-400 градусов по Цельсию. Так, сварка дюралюминия производится с предварительным разогревом детали до 300 градусов Цельсия. Этот прогрев и последующую операцию охлаждения делают для того, чтобы избавиться от возможности появления кристаллизационных трещин, а также уменьшить деформации материала. Для сваривания объемных изделий целесообразно применять локальный нагрев рабочей области.

По окончании работы, следует избавиться от ненужных остатков со шва. Для этого металлическую поверхность следует обмыть горячими водными массами и обработать щеткой по металлу.

Сваривание неплавящимся электродом в среде аргона (AC TIG способ)

Сварка электродом — самая популярная процедура, так как она используется для создания конструкционных форм. К расходным элементам предъявляются особые требования в прочностных составляющих. Электроды для сварки алюминия здесь специальные — используются вольфрамовые стержни 1,6 – 5 мм, выдерживающие температуру в 3 тысячи градусов по Цельсию, а присадочная проволока с поперечником 1,6 – 4 мм. Эти вольфрамовые стержни почти не расходуются, так как только принимают участие в генерации электродуги. Присадочным элементом выступает алюминиевый пруток. Защитными газами являются гелий либо аргон с высоким уровнем чистоты.

Питание дуги происходит от источника с переменным током, способного качественно удалить оксидную оболочку. Главные параметры, а именно поперечник электрода и прутка, численная величина сварочного тока – все зависит от применяемого оборудования. Параметры сварочной области должны находиться на минимальном уровне. Скорость процесса сваривания электродом по алюминию зависит от расхода неактивного газа. Если газ используется в чрезмерных количествах, то это приводит к нежелательным последствиям, а именно попадания в рабочую область воздуха.

Стоит отметить, что подача газа (аргона) осуществляется за 4 секунды до зажигания дуги, а отключается через 7 секунд после ее разрушения.

Полуавтоматическое сваривание алюминия (DC MIG технология)

Наиболее эффективным способом сваривать легковесный металл считается импульсное оборудование, так как оно более производительное. Возникающий всплеск высокого напряжения быстро разрушает оксидную оболочку, затем он моментально стремится к базовому значению. Каждая частица расплава металлического стержня (электрода) вгоняется в сварочную зону. Благодаря этой «забивке» создается высококачественный шов. Так получается точечная сварка алюминия.

Подобное оборудование не из дешевых. Некоторые умельцы научились модифицировать стандартные полуавтоматы для варки алюминиевых поверхностей, и теперь спокойно работают с алюминием при незначительных доработках.

По принципу действия технология сварки полуавтоматическим устройством не отличается от стандартного режима варки стали. Но существуют некоторые аспекты технического характера:

• Алюминий и смеси, недопустимо варить током с прямой полярностью, только противоположным вариантом.
• Алюминиевый пруток мягче стального прутка, отчего может создавать петли. Чтобы исключить это, необходимо обзавестись специальным устройством подачи с 4 роликами, маленьким рукавом и вкладышем из тефлона.
• При нагреве цветной металл расширяется сильнее, нежели сталь, поэтому возможно возникновение ситуации, когда проволока застрянет в наконечнике подающего механизма. Чтобы подобных казусов не возникало, нужно использовать особые наконечники с маркировкой Al или стандартные модели, но с увеличенным диаметром.
• Сопоставив проволоку для сварки из алюминия и стали, то пруток из цветного металла плавится интенсивнее. Поэтому следует обеспечить ускоренный темп подачи. В противном случае необходима частая замена наконечника.

Специальные материалы, инструменты и практические рекомендации

Процесс соединения деталей требует определенных навыков и зависит от выбранного метода сварки. Среди средств, необходимых для оптимальной работы варки алюминия дома, выделяют:

• Сварочное оборудование. Устройство становится основным источником питания, которое обеспечивает нужную подачу тока.
• Электроды или присадочная проволока. Выбранные элементы должны соответствовать выбранному способу сваривания.
• Газовый баллон с соединительными шлангами.
• Заземление для электрооборудования;
• Технические средства защиты.

При сварке алюминия следует руководствоваться некоторыми условиями:

• проволока и электрод – под углом 90 градусов;
• подача присадки проводится возвратно-поступательными манипуляциями;
• недопустимы поперечные колебания вольфрамового электрода;
• выдерживание дуги длиной от 1,5 до 2,5 мм;
• сварка тонкого алюминия осуществляется с подкладкой из стали или меди для отвода тепла и исключения прожогов;
• процесс сваривания происходит справа налево.

Техника безопасности

Проводить сварку алюминия дома достаточно небезопасно. В домашних условиях опасность возникновения травмоопасных ситуаций находится на высоком уровне. Необходимо придерживаться инструкций по газобезопасности и электробезопасности. Сварка алюминиевых деталей предполагает защиту самого работника. Необходимо применение полной экипировки сварщика (роба, маска) и некоторых других вспомогательных средств персональной защиты. Перед тем как начать работы соединения алюминия своими руками следует ознакомиться с видео, в котором рассказываются базовые правила работы с держателем и оборудованием.

Провести сварку алюминия дело непростое. Этот процесс требует определенной сноровки. Если соблюдать все правила и рекомендации варки привередливого металла, то можно добиться желаемого результата.