Меню Рубрики

Установки для сварки алюминиевых сплавов

Особенности и нюансы аппаратов для сварки алюминия

В силу своих химических и физических свойств, сварка алюминиевых конструкций ведется иначе, чем сварка стали, нержавейки и других металлов. Чтобы швы получились прочными и ровными, а конструкция из алюминиевых сплавов была надежной, используются специальные технологии.

Некоторые особенности алюминия и сплавов на его основе

Сплавы алюминия характеризуются прочностью, небольшим весом и высокой стойкостью к коррозионным явлениям. Сочетание таких качеств сделало возможным использование их во многих отраслях промышленности: самолетостроении, судостроении, автомобильной промышленности и других. Алюминий в чистом виде, без примесей, имеет совсем небольшую прочность и его применение носит несколько иной характер. В изготовлении конструкций он используется редко, только в пищевом и электротехническом производственном циклах, где идет на изготовление форм и упаковок.

Сварка алюминия усложняется низкой температурой его плавления, поэтому при работе большая вероятность прожига заготовок.

У химически активного алюминия имеется особенность – на воздухе он покрывается оксидной пленкой, которая служит защитой от воздействия окружающей среды. Эта же пленка является препятствием для хорошего сваривания деталей из алюминия и его сплавов.

Тот факт, что расплавленный алюминий не меняет своего цвета, усложняет рабочий процесс – сварщику труднее осуществлять визуальный контроль за шириной шва. Необходим высокий уровень подготовки работника и специализированное оборудование.

Предлагаем ознакомиться с очень подробным материалом про TIG сварку алюминия

Каким должен быть сварочный аппарат

Для успешного процесса работы аппарат должен иметь быстрое зажигание дуги и переменный ток, частоту и баланс которого можно регулировать. Баланс переменного тока позволяет расплавить оксидную пленку на поверхности заготовок, а чтобы правильно его настроить, требуется высокая квалификация работника. Низкий баланс не разрушит оксидную пленку, а высокий отрицательно сказывается на стабильности дуги – только опыт и практика позволять определить необходимые настройки баланса переменного тока. Правильные значения частоты очень важны при сварке тонких деталей.

Аргонодуговая TIG сварка – сварка вольфрамовым неплавящимся электродом с подачей аргона в сварочную ванну. По всем характеристикам идеально подходит для работы с алюминием и сплавами на его основе.

Регуляторы сварочных установок

В аппаратах предусмотрено много настроек, которые помогают соблюсти необходимые параметры. Среди них:

  1. Реле начальной подачи газа, оно поможет установить временной интервал продувки газа.
  2. Регулятор стартового тока.
  3. Регулятор основного тока, задающий его величину и характер.
  4. Время спада тока регулируется таймером. Откручиваем регулятор в нулевое положение.
  5. Регулятор, форсирующий дугу. С его помощью рабочий элемент разжигается легко и быстро.
  6. Переключатель частоты импульса при сварке импульсным током.
  7. Балансир импульсного режима, устанавливающий длительность пауз и импульсов.
  8. Регулятор соотношения прямой и обратной полярности дуги в процессе сварки АС.
  9. Таймер газовой подачи по завершении сварочного процесса.

Установка и выключение

Инверторные аппараты готовят к работе по строго заданной схеме. В первую очередь следует присоединить входные электрические кабели, затем – выходные. На «минус» подсоединяют токопроводящий, а в розетку сети – кабель управления аппаратом. Затем подсоединяется газовый шланг. На «плюс» подключается обратный кабель. Для аппаратов, имеющих водяное охлаждение, следует присоединить подающий шланг.

Обязательно проверить надежность всех соединений и фиксацию разъемов. Только после этого можно приступать к работе.

По окончании работ отключение аппарата производят с помощью выключателя. В некоторых моделях выключатель автоматический. В двухтактном режиме работа начинается при нажатии кнопки на горелке, а после отпускания кнопки процесс останавливается. Если вы работаете в четырехтактном режиме, то сварка начнется сразу после нажатия на кнопку, а чтобы остановить работу, потребуется вновь нажать на нее.

Эксплуатация сварочного оборудования при работе с алюминием

  1. Выбираем режим АС. Устанавливаем необходимый ток и баланс.
  2. Включаем аппарат и систему охлаждения.
  3. На редукторе баллона с газом выставляем нужный режим расхода газа.
  4. Начинаем работу, нажав кнопку на горелке.

Обязательно проверьте все соединения, подключите заземление и проследите за тем, чтобы не допустить утечки газа. Каждая операция должна быть выполнена тщательно, с соблюдением всех правил. Работы ведутся в защитной маске и специальном костюме.

Оборудование и материалы для аргонодуговой сварки

Качество шва дуговой сварки зависит от полярности тока и его рода, а также от диаметра электрода, скорости сварки и напряжения дуги.

Глубина шва увеличивается при большей силе тока, а ширина напрямую связана со скоростью работы – на большой скорости вы получите более узкий шов. Электроды большого диаметра уменьшают глубину провара металла.

Ниже приведены характеристики некоторых аппаратов, использование которых облегчает процесс сварки алюминиевых конструкций.

Аппарат ТИР-300ДМ может работать с использованием плавящихся и неплавящихся электродов, на постоянном и переменном токе до 300 А. С его помощью варят алюминиевые сплавы аргонодуговым методом на переменном токе с неплавящимся электродом. Питается от сети 380 В. Мощность 184 кВт. Надежная установка с мощным трансформатором и несложной электрической схемой, что дает возможность легко устранить неполадки. Позволяет варить тонкий и толстостенный металл. Цена 35000 рублей.

Установка ручной дуговой сварки ИСВУ-315-1 работает на переменном, постоянном и импульсном токе. Алюминий и его сплавы варят с помощью неплавящегося электрода под аргоновой защитой. Характеризуется наличием плавной регулировки тока, осциллятора для зажигания дуги, горение которой поддерживается импульсным стабилизатором. Размер установки 70 см х 55 см х 85 см. Панель управления находится сверху, сварочный трансформатор, дроссель и блок тиристоров внизу. На дверце шкафа расположен конечный выключатель сварки. Осциллограф встроен снаружи, на боковой части шкафа.

Читайте также:  Установка лило с диска

ИСВУ-315-1 питается от сети 380 В, диапазон регулировки тока 15-315 А, охлаждение водяное. Цена 25000-30000 руб.

Сварочный аппарат TIGer 201 предназначен для ручной сварки штучными электродами и аргонодуговой импульсной, на постоянном токе. Небольшой по размерам, легкий и надежный инверторный аппарат имеет плавную регулировку тока, переключение частоты импульса в режимы низкая – высокая, функцию «Горячий старт», память параметров. Цена 27500 руб.

Универсальный выпрямитель ВСВУ-315 используется для автоматической и полуавтоматической сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в защитной аргоновой среде. Основные элементы – силовой трехфазный трансформатор, дроссель, тиристорный выпрямитель. Б/у модели можно приобрести по цене от 14000 руб.

Установка УДГ 301-1 используется для ручной сварки алюминия и его сплавов в аргоновой среде. Может использоваться как источник питания для автоматической сварки. Напряжение питающей сети 220 или 380 В. Диапазон тока регулируется от 15 до 315 А. Основные элементы установки – шкаф управления, блок поджига, горелка, шланги и провода. Трансформатор понижающий, однофазный, дроссель, воздушное охлаждение. Установка УДГ 501-1 аналогична по своему устройству, питание только от сети 380 В. Надежные промышленные установки, требующие профессиональной подготовки сварщиков, работающих на них. Цены на установки 55000-67000 руб.

TIG инвертор для профессиональной промышленной аргонодуговой TIG сварки – аппарат Сварог TIG 500 P. Очень качественная и исключительно надежная модель с большим количеством настроек и параметров. Номинальная мощность сварочного тока достигает 500 А. Питание от сети 380 В. Установка подходит для решения любых промышленных задач TIG сварки. Это одна из наиболее доступных моделей промышленного значения. Цена установки Сварог TIG 500 P составляет 139000 руб.

Данный аппарат описан в видео ниже

источник

Обзор аппаратов для сварки алюминия

Что такое сварка алюминия и ее особенности

Алюминиевые сплавы широко используются во всех отраслях промышленности и сферу услуг. Мы сталкиваемся с ними каждый день. Сварка – это самый распространенный способ обработки алюминия.

Сварка алюминия сильно отличается от сварки обычных черных металлов, стали и чугуна. Алюминиевые сплавы имеют существенно другие физико-химические свойства, при температурах плавления в металле происходят совсем другие процессы. Поэтому технология сварки алюминия отличается от технологии сварки черных металлов. Соответственно для сварки алюминиевых сплавов требуется специальное оборудование.

Особенности протекания сварочных процессов:

  • Температура плавления алюминиевых сплавов существенно ниже, чем у сталей и чугунов. Это важно учитывать в сварочном цикле во избежание сквозных прожигов металла.
  • У различных сплавов алюминия температура плавления и застывания находится в достаточно широком диапазоне. Например, температура плавления большинства алюминиевых сплавов находится в диапазоне 635-657 °С, а температура застывания для них же уже 646-477 °С. Это может создавать дополнительные сложности при настройке сварочного цикла для каждого конкретного сплава.
  • При взаимодействии с кислородом воздуха алюминий склонен образовывать на поверхности оксидную пленку (окисляться), поверхность металла при этом становится темнее. А температура плавления этой оксидной пленки значительно выше, чем у основного сплава, около 2000 °С. Это делает невозможной сварку алюминия установкой для обычной дуговой сварки.
  • Нагретый и расплавленный алюминиевый сплав не меняет своего цвета, таким образом, визуальный контроль температуры, которым широко пользуются для черных металлов (цвета побежалости) с алюминием невозможен. Это усложняет работу сварщика, так как становится значительно сложнее контролировать текучесть металла при сварке.
  • У алюминия и его сплавов существенно выше теплопроводность, по сравнению с черными металлами. Она в 5-6 раз больше чем у обычной углеродистой стали. Это приводит к очень быстрому остыванию сварочной ванны после прекращения подвода теплоты и затрудненному прогреву металла на начальных этапах сварки.

Для большинства аппаратов предназначенных для сварки алюминиевых сплавов характерно использование переменного тока. Работа ведется в среде защитного газа (как правило, аргона или его смесей), от чистоты и которого зависит качество, размер и пористость шва. Также широко используются специальные режимы, в которых комбинируется постоянный и переменный ток, регулируется баланс тока, импульсные режимы, при сварке алюминия полуавтоматами — двойной импульсный режим, в сварочный цикл добавлены режимы прогрева, заварки кратера и многое другое.

Виды оборудования для сварки алюминия

В настоящее время существует множество технологий и специальных режимов для сварки алюминиевых сплавов. Выбирая установку для сварки алюминия, хорошо бы знать, что происходит в каждом конкретном режиме со сварочной дугой, сварочной ванной, как меняются характеристики дуги, какие проблемы решает та или иная технология, функция, режим и какой результат в итоге может получиться.

MIG/MAG сварка – это полуавтоматическая сварка постоянным током в среде защитного газа, обычно с обратной полярностью (на проволоку подается положительный ток). В качестве электрода используется плавящаяся проволока, которая специальным устройством автоматически подается в зону сварки. Защитный газ. Как правило, используется аргон или смеси с его высоким содержанием. Защитный газ уменьшает количество образовывающейся оксидной пленки, уменьшает разбрызгивание металла, делает сварочный шов менее пористым, более однородным и прочным. Установки для сварки алюминия без возможности подключения защитного газа сейчас практически не используются, так как не обеспечивают достаточного качества сварки.

Читайте также:  Установка промышленного газового счетчика на предприятии

Важные функции, на которые стоит обратить внимание при подборе оборудования для сварки алюминия в режиме MIG/MAG:

  • Горячий старт (Hot Start). Его суть в том, что сразу после поджига дуги на некоторый промежуток времени устанавливается большая, чем базовая сила тока. Благодаря этому можно быстро прогреть металл до нужной температуры и приступить к основной сварке. Часто используется при сварке черных металлов большой толщины. Для алюминиевых сплавов горячий старт необходим практически во всех случаях из-за высокой теплопроводности алюминия. Возможность регулировки силы тока горячего старта и его длительности позволяет начать качественную сварку сразу с первых миллиметров шва.
  • Импульсный режим (Pulse). Это необходимый минимум для сварки алюминия. Сварка постоянным током в режиме MIG/MAG. На основной базовый ток накладываются импульсы высокого тока. Базовый ток поддерживает стабильное горение дуги и температуру сварочной ванны. Импульс высокого тока пробивает тонкую пленку оксидов, переносит каплю металла с конца проволоки в сварочную ванну, формирует сварочный шов. Благодаря возможности настроить параметры теплопередачи, удается сваривать алюминий практически без брызг, работать с проволокой большого диаметра и выполнять сварку сложных пространственных швов.
  • Двойной импульсный режим (DPulse). Основа этого режима – это обычный импульсный режим. Но в двойном импульсном режиме при постоянном базовом токе, величина тока импульса также циклично изменяется, нарастает, а затем убывает. Есть регулировка частоты смены тока, регулировка силы тока и длительности второго импульса. Это режим обеспечивает стабильный капельный перенос металла. На этом режиме можно получать еще более качественный сварочный шов, сваривать тонкие листы металла малыми токами с гарантированным отсутствием сквозного прожига, минимизировать коробление и тепловые деформации деталей за счет точного контроля тепловложения. Можно получать аккуратный сварочный шов чешуйчатой формы по качеству и внешнему виду близкий к TIG сварке и комфортно выполнять качественную сварку потолочных швов.

TIG сварка – это режим сварки металлов при помощи неплавящегося вольфрамового электрода с прямой полярностью в среде инертного газа, как правило, чистого аргона или его смесей. Обычно алюминий сваривают на переменном токе (AC) или в комбинированном режиме (MIX-TIG).

Важные особенности режимов сварки алюминиевых сплавов при TIG сварке, на который нужно обратить внимание при подборе оборудования:

источник

Особенности и основные способы сварки алюминия: краткая технология и необходимое оборудование

Алюминий – один из самых популярных конструкционных металлов, чему способствует его достаточная прочность, малый вес, отличные показатели тепло- и электропроводности. Тем не менее сварка алюминия представляет собой достаточно сложный и трудоемкий процесс.

Особенности сварки алюминия

Материал отличается:

  • наличием тугоплавкой оксидной пленки (стойкой к температурам до 2050℃) при более низкой температуре плавления основного вещества (660℃);
  • мгновенным формированием оксидных пленок на каплях свежерасплавленного металла, что мешает их соединению друг с другом;
  • необходимостью применения высоких сварочных токов для компенсации теплопроводности;
  • высокой жидкотекучестью, а, следовательно, необходимостью оперативного охлаждения;
  • склонностью к деформациям и растрескиванию при остывании.

Последний фактор обычно связан с наличием в структуре алюминия примесей в виде пузырьков газов, частиц щелочных и щелочноземельных металлов.

Ряд сложностей может возникнуть при определении марки алюминия или его сплава (например, с магнием, марганцем, кремнием), особенно если процентное соотношение веществ неизвестно.

Вне зависимости от выбранного типа сварки алюминия требуется выполнение очистных и подготовительных операций, которые должны снизить влияние вредоносных факторов в процессе сварки. К таким операциям относят:

  • отбортовку тонколистовых заготовок и кромкование заготовок большой толщины;
  • разрушение оксидной пленки в среде инертных газов, которое включает механическое удаление поверхностного слоя и обезжиривание металла;
  • предварительный прогрев заготовок до температуры 250-400℃ (используется только в «горячих» методах сварки, зависит от толщины и формы заготовки);
  • установка теплоотводящих прокладок, обеспечивающих равномерное и быстрое охлаждение заготовок в процессе сварки.

Кроме того, при восстановительном сваривании может проводиться обработка дефекта проникающими диагностическими составами для определения глубины и формы трещин, а также расчетных показателей шва. Кромки обнаруженных трещин, как правило, разделываются.

После выполнения этих действий приступают непосредственно к свариванию металла. По завершении работ соединение промывается проточной водой, со шва удаляются шлаки и прочие загрязнения.

Ручная сварка вольфрамовым электродом в среде аргона (TIG)

Сварка алюминия в среде защитного газа (помимо аргона, может применяться гелий) стала в последние годы самой популярной и востребованной технологией.

Швы, наложенные данным методом, мало подвержены тепловым и усталостным деформациям, они остаются прочными и эластичными в течение всего периода эксплуатации изделия.

Ручная сварка алюминия в защитной среде предполагает использование вольфрамовых электродов диаметром от 1 до 5 мм, а также присадочных прутков диаметром от 1 до 4 мм. Для окончательного разрушения остаточных оксидных пленок применяются сварочные аппараты переменного тока. Конкретные параметры операций по методу TIG можно определить из таблицы.

Читайте также:  Установка 35 резины на ниссан
Тип соединения Толщина металла, мм Диаметр электрода, мм Диаметр прутка, мм Сварочный ток, А Расход аргона, л/мин
С кромкованием 1,0 1,0 Не используется 45-50 4-5
1,5 1,6-2,0 70-75 5-6
2,0 1,6-2,0 80-85 7-8
Встык без кромкования, односторонние 2,0 1,6-2,0 1,0-2,0 55-75 5-6
3,0 3,0-4,0 2,0-3,0 100-120 7-8
4,0 3,0-4,0 2,0-3,0 120-150 8-10
Встык без кромкования, двухсторонние 4,0 3,0-4,0 3,0-4,0 120-180 7-8
5,0 4,0-5,0 3,0-4,0 200-250 8-10
6,0 4,0-5,0 3,0-4,0 240-270 8-10

Технология достаточно доступна, а потому широко используется не только в промышленных, но и в бытовых условиях. Для получения качественного соединения алюминиевых заготовок требуется лишь набор оборудования, включающий газонагнетающую установку, и определенные профессиональные навыки. Вот несколько советов, которые помогут правильно наложить сварочные швы:

  1. Вольфрамовый электрод держат под углом 70-80° к рабочей поверхности, пруток – под прямым углом.
  2. Пруток ведут первым, двигать его следует отрывисто, с периодическим подъемом вверх. Электрод следует за ним, формируя общую сварочную ванну с металлом прутка. Следует исключить любые поперечные движения.
  3. Оптимальная длина сварочной дуги составляет 1,5-2,5 мм. Укорачивание дуги приводит к повышению температуры плавления, удлинение – к снижению.
  4. Подачу газа включают за 3-5 секунд до начала сварки, отключают через 5-7 секунд после ее окончания. Это позволяет исключить оксидирование незастывшего металла.
  5. Слишком интенсивная подача защитного газа не менее вредна, чем недостаточная. Она приводит к подсосу воздуха в зону сварки, что негативно сказывается на качестве швов.

Чтобы обеспечить эффективный теплоотвод, заготовку устанавливают на медный или стальной радиатор. Роль простейшего радиатора в бытовых условиях может играть свернутая проволока из металлов с высокой теплопроводностью.

При отсутствии такого охлаждения велик риск термических деформаций, искривления формы сварочной ванны и даже прожога заготовок.

Сварка полуавтоматом в среде аргона (MIG)

Полуавтоматические импульсные сварочные аппараты дают преимущество при работе с алюминием, так как генерируют серии импульсов, эффективно разрушающих поверхностные оксидные пленки. Кроме того, токи высокого напряжения «вбивают» в сварочную ванну капли металла прежде, чем на них успеют образоваться оксиды. Тем не менее при последующем плавлении и кристаллизации ванны не обойтись без защитного газа, роль которого традиционно играет аргон. Только в этом случае шов получится прочным, надежным и аккуратным.

При прочих равных условиях полуавтоматическое оборудование дает трехкратное преимущество в скорости сварки в сравнении с классическим TIG-методом, однако, требует применения более сложных и дорогостоящих технологических процессов. Кроме того, ручные швы, наложенные опытным сварщиком с использованием вольфрамового электрода и присадочного прутка, могут оказаться даже более качественными, чем швы, созданные полуавтоматом.

Полуавтоматическая сварка алюминия осуществляется постоянным током высокого напряжения с обратной полярностью. Одна из основных сложностей, связанных с этим процессом, заключается в равномерной и своевременной подаче мягкой алюминиевой проволоки в сварочную ванну. Чтобы избежать проблем, достаточно следовать нескольким простым правилам:

Выбор конкретной марки проволоки и режима ее подачи диктуется составом алюминия или алюминиевого сплава, который будет свариваться, толщиной заготовок, режимом работы сварочного аппарата и способом обработки кромок. Зачастую первый фактор остается неизвестным, а, значит, подбирать материал приходится экспериментальным путем.

Электродуговая сварка покрытыми электродами (MMA)

Главное преимущество ручной электродуговой сварки покрытыми электродами – простота процесса и доступность оборудования. При сваривании алюминия она обычно используется в том случае, когда нет возможности реализовать MIG- или TIG-процесс, и только тогда, когда толщина заготовок составляет не менее 4 мм. Метод MMA обладает рядом существенных недостатков, среди которых:

  • необходимость профессиональных сварочных навыков для создания ровного прочного шва;
  • высокая вероятность образования пузырей в сварочной ванне;
  • сильное разбрызгивание металла во время работы;
  • сложности в удалении шлаков и загрязнений.

Обязательным условием при сварке алюминия покрытыми электродами является предварительный прогрев заготовок. В качестве основного инструмента используют несколько специфичные сварочные выпрямители с полого снижающейся внешней характеристикой. Для относительно тонких заготовок (4-6 мм) используются электроды диаметром 4 мм, более тонкие электроды не применяются.

Технология MMA предполагает такую последовательность действий:

  1. Заготовки закрепляются на рабочей поверхности с зазором в 1,5-2,5 мм, в случае необходимости проводится предварительная разделка кромок.
  2. Между покрытым электродом и основным металлом поджигается электрическая дуга длиной около 2 мм. Более длинные дуги при MMA-сварке алюминия не только замедляют плавление, но и способствую окислению сварочной ванны, а также увеличивают разбрызгивание металла.
  3. В процессе плавления электрода его основа примешивается к металлу сварочной ванны (15-35%), а плавящееся покрытие генерирует газовое облако, защищающее расплавленный алюминий от окислительного воздействия воздуха. Роль дополнительной защиты играют выбрасываемые шлаки.
  4. Электрод быстро перемещают в продольном направлении, так как скорость его плавления значительно выше, чем у непокрытых аналогов. Поперечные уклоны электрода должны быть сведены к минимуму.
  5. По мере удаления электрода металл кристаллизуется, формируя сварочный шов. Если происходит случайный обрыв дуги, в шве образуются непроработанные зоны – «кратеры».

Главными сферами применения MMA-метода стало бытовое и восстановительное сваривание технического алюминия, сплавов алюминия и магния (содержание Mg до 5%), силумина. Обязательным условием после проведения сварки является очистка и контроль качества шва.

источник