Технологические особенности сварки алюминия в домашних условиях с учетом свойств металла

Прочные алюминиевые сплавы уже вошли во все сферы хозяйственной деятельности человека. Эти материалы часто используются, ломаются и нуждаются в ремонте. Кроме того, из них собирают и новые конструкции. Поэтому очень актуальна тема сварки алюминия дома, аппаратами различных видов, которые имеются у многих мастеров. Чтобы сваривать алюминиевые сплавы, нужно иметь в виду определённые особенности, которые важно учитывать в работе, и наша задача рассмотреть подробно технологию этого процесса, необходимую аппаратуру и оснастку. Эту тему мы и постараемся внимательно изучить.

Общий принцип

В целом сварка будет осуществляться по тому же принципу, что и дуговая, но есть несколько технических моментов, о которых вы должны помнить:

• сварка осуществляется на короткой дуге;
• сварочный ток в идеале должен достигать 70–100 А;
• угол электрона при варке следует соблюдать примерно 90 градусов;
• сгорание электрода происходит в три раза быстрее, чем при обычной варке, например, стали.

Условия эксплуатационного использования и меры предосторожности

При задействовании осциллятора нужно соблюдать простые правила, следование которым повышает безопасность.

1. Устройства можно применять при сваривании в цехах и на открытых производственных площадках.
2. При атмосферных осадках использование осциллятора не допускается – это может повлечь порчу и необходимость ремонта прибора.
3. Работу разрешается выполнять в температурном диапазоне от -10 до 40°С, влажности воздуха до 98% и давлении атмосферы 85-106 кПа.
4. Нельзя задействовать прибор в пыльных и загазованных цехах.
5. Работа с аппаратом для сварки должна выполняться только при наличии заземления.
6. До проведения работ нужно удостовериться в правильности подключения устройства, исправности контактов.
7. Снятие кожуха с осциллятора допускается только после отключения его от сети.
8. Рабочую поверхность прибора следует содержать в чистоте. При образовании нагара покрытие зачищается мелкой наждачкой.

Процесс варки

Чтобы успешно осуществить процедуру сварки, необходимо следовать следующим шагам:

1. Закрепляем детали при помощи тисков или, если удобно, струбцины.
2. Подключаем минус к нижней детали, плюс к электроду.
3. Устанавливаем ток на 100 А.
4. Варим на короткой дуге, хотя с непривычки улавливать её может быть достаточно непросто. Но когда вы приноровитесь, её выйдет держать достаточно уверенно.
5. Когда сварка завершена, отбейте окалину молотком и зачистите щёткой.

Из чего стоит трансформатор?

В целом трансформатор будет состоять из таких частей, как:

Схема сварочного трансформатора.

1. Корпус трансформатора. Перед его эксплуатацией необходимо убедиться, что корпус имеет заземление. Кабель заземления должен иметь сечение не меньше 0,25 см и быть присоединен к клемме, которая подает импульс к рабочей поверхности сварочного аппарата. Сам трансформатор во время работы необходимо установить на изолирующую поверхность. Лучше всего для этих целей подойдет подставка из дюралюминия (толщиной не больше 0,03 см) или текстолита.
2. Зажим (цанга).
3. Ручка, изготовленная из стального прута.
4. Магнитопровод. Суть его работы первоначально заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, который будет обладать наименьшей силой магнитного сопротивления. Именно поэтому магнитопровод изготавливают из тех материалов, которые при переменных магнитных полях не теряют свойство магнитной проницательности. К таким материалам относят сплавы железа и никеля или же сплавы железа, никеля с кобальтом.
5. Рукоятка.
6. Рымболт.
7. Шкала.
8. Крышка трансформатора, изготовленная из чугуна или стали.
9. Вертикальный винт.
10. Ходовая гайка для вертикального винта.
11. Обмотки. Проводятся в два этапа. Первичная обмотка трансформатора должна состоять из 250-600 витков. Вторичная – от 60 до 75 витков. Желательно делать ее из медной шины с сечением не меньше 0,35 см в диаметре. Обмотку следует выполнять только по изолированному стержню в одинаковом направлении. Каждый последующий шаг обмотки необходимо изолировать при помощи стеклоткани или подобного вида изолятора. Каждый вывод обмотки залуживают и маркируют. А на каждый конец сетевой части закрепляют кембрик.
12. Выпрямитель. Его функция заключается в переработке переменного тока в постоянный.
13. Электроды. Для аргонодуговой сварки рекомендуется использовать вольфрамовые электроды, поскольку вольфрам легко выдерживает постоянный ток прямой и обратной полярности или же переменный ток. Во время работы электрод необходимо подносить максимально близко к основе детали. С помощью этой технологии образовавшаяся дуга будет обладать малыми параметрами, что необходимо при сварке алюминия. Электрод должен выступать на 2-5 мм от корпуса горелки, а вокруг надевается керамическое сопло.
14. Осциллятор. Его действие заключается в подаче высокочастотных и высоковольтных импульсов.

Схема сварки алюминия полуавтоматом.

Еще одной необходимой вещью является горелка. Подбирается зажим (цанга) диаметром 0,2 см. Далее к обратному направлению зажима следует прочно припаять медную трубку диаметром 0,6 см, которая будет отвечать за подачу газа (в данном случае аргона) и напряжение к электроду. Во время припаивания трубки следует использовать высокие температуры.

К другому концу горелки необходимо прикрепить изготовленную из керамики или же кварца трубку, длиной в 5 см и диаметром 0,8 см, которая будет выполнять рабочую функцию. Необходимо позаботиться о том, чтобы трубка сохранила подвижность и могла сниматься. Поскольку иногда необходимо будет перенаправлять проволоку. В середину трубки будет устанавливаться дугообразный электрод.

Трубка-держатель обязательно должна быть покрыта изолирующим материалом. Лучше всего для этого использовать стеклоткань. Ею нужно обернуть трубку в несколько прослоек, используя между ними герметики из силикона. После изоляции к трубке устанавливается выключатель.

Сама горелка подсоединяется к газовому баллону при помощи трубки (диаметром от 0,6 см до 0,8 см), и дополнительно подсоединяется два провода, один из которых проводится от клапана к выключателю на трубке-держателе, второй предназначен для напряжения в трансформаторе. Сама подача газа выполняется примерно за 20 секунд до начала процесса сварки.

Рекомендации

Чтобы всё вышло аккуратно и качественно, советую придерживаться следующих советов:

• старайтесь вести электрод быстро, потому что он сгорает в три раза быстрее, чем вы могли привыкнуть;
• лучше предварительно зачистить место сварки щёткой, чтобы избавиться от оксида на поверхности;
• предварительно можно нагреть детали до 150–200 градусов при помощи газовой горелки, это поможет сделать шов более качественным.

Конечно, я коснулся лишь базовых принципов. Если вы хотите узнать больше об этом методе и начать сваривать ещё более качественно в домашних условиях, рекомендую ознакомиться с этим подробным видео:

Технология сварки

После подготовки элементов можно переходить к основному этапу. Технология сварки алюминия инвертором состоит из следующих этапов:

• нагрев заготовок до 150°С;
• установка необходимого режима работы аппарата;
• создание электрической дуги (в зависимости от способа сварки выполняется контактным или бесконтактным методом);
• формирование сварочной ванны (время ее образования в секундах соответствует толщине металла в миллиметрах, в области воздействия обнаруживается пятно с зеркальной поверхностью);
• подача присадочного материала, создание шва.

Во время сварки алюминиевых сплавов поддерживают дугу 2-6 мм, применяют ток обратной полярности.

Подводим итоги

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

• способ, который я описываю в данном материале, чуть более трудоёмкий, чем традиционный, потому нужно немного приноровиться, но ничего критичного;
• вы можете обойтись без аргона, в этом ничего страшного, шов будет выходить ровно таким же прочным;
• подготовьте побольше лома, чтобы вы могли на нём потренироваться перед тем, как приступать к чистовой работе;
• движения должны быть более быстрыми, чем при обычной сварке, чтобы получился по-настоящему качественный результат;
• обязательно готовьте поверхность для сварки заранее, чтобы потом вышло более прочно и аккуратно.

При использовании материалов thebestvideo.ru необходима ссылка на источник.

Сложности сварки алюминия в домашних условиях

Во время создания шва возникают следующие трудности, связанные со свойствами рассматриваемого металла:

1. Под влиянием высоких температур большинство материалов меняет цвет. Это помогает контролировать процесс, выбирать правильную степень нагрева. Цвет алюминия сохраняется прежним, поэтому специалист не может оценивать результат работы визуально.
2. Из-за повышенной теплопроводности время воздействия должно быть ограниченным. Увеличение продолжительности поддержания дуги приводит к возникновению дефектов сварного соединения.
3. Поверхности алюминиевых заготовок покрыты оксидным налетом. Температура плавления такой пленки – 2000°С. Этот показатель для основного металла в 3 раза ниже.
4. Капли расплава, появляющиеся в сварочной зоне, быстро окисляются. Это препятствует образованию равномерного шва. Применение инертного газа – аргона – предотвращает контакт расплава с воздухом, препятствуя окислению.
5. Высокая текучесть материала способствует деформации сварочной ванны. Поэтому под стык подкладывают стальной лист, отводящий тепло.
6. Рассматриваемый металл содержит химические элементы (например, водород, Н), при повышении температуры вещество выделяется в окружающую атмосферу. В сварном соединении появляются трещины и пустоты.
7. Нагреваясь, алюминий расширяется, поэтому при затвердевании отмечается сильная усадка.
8. Величина тока должна быть большой, что объясняется высокой теплопроводностью алюминия.

О чем следует помнить во время работы с аргоном?

Химические свойства алюминия.

Работа с применением аргона во время сварки алюминия требует выполнения некоторых мер предосторожности:

1. Каждый работник должен знать в совершенстве все принципы работы сварного аппарата, правила его эксплуатации, виды сварных швов и способы соединений, какими свойствами обладают используемые виды металлов и сплавов, как между собой взаимодействуют все детали конструкции.
2. Необходимо обладать базовыми навыками оказания медицинской помощи при всех видах электротравм, термотравм и отравлении газами.
3. В обязательном порядке следует пользоваться всеми средствами индивидуальной защиты во время сварки. Лицо, глаза, руки, ноги, туловище должны быть облачены в защитную спецодежду, которая поможет избежать не только электротравм, но и сохранит жизнь.
4. Полное соблюдение всех норм пожарной безопасности, так как работы проводятся с использованием воспламеняющихся и взрывоопасных средств. Необходимо иметь исправный огнетушитель и уметь им воспользоваться в случае надобности.
5. Необходимо обеспечить постоянную вентиляцию помещения, в котором проводятся сварочные работы с применением газа во избежание отравлений данным веществом.
6. Все элементы электроцепи должны быть тщательным образом изолированы между собой.
7. Неисправность хотя бы одного из механизмов сварочного аппарата не допускает его дальнейшей эксплуатации без устранения поломки.

Таким образом, можно убедиться в том, что сварочный аппарат для сварки алюминия можно вполне сделать своими руками, затратив при этом не так много времени и материалов.

Свойства дюралюминия

Неприятной особенностью алюминия, а соответственно и его сплава, является его тугоплавкость, что существенно затрудняет сварку. Сплав отличается высокой плотностью, не такой гибкий и мягкий как основной металл. При сварке дюрали нередко возникают проблема с быстрым расходом электродов и усилением текучести сплава. Для того чтобы избежать этих проблем достаточно закалить его при температуре 500 градусов.

При сварке дюрали необходимо придерживаться определенной технологии и использовать специальные средства. Так как в обратно случае результат может оказаться низкокачественным. Стоит помнить, что дюралюминий легко поддается коррозии, поэтому на месте сварочных швов могут обнаруживаться повреждения, это связано с выгоранием легирующих элементов.