Меню Рубрики

Установки для точечной сварки алюминия

Точечная сварка алюминия — основы технологии

Содержание:

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

Особенности сварки алюминия.

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

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

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

Подготовка алюминия к точечной сварке.

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

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

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

Принципы точечной сварки алюминия.

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

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

Оборудование для точечной сварки алюминия.

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

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

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

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

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

источник

Характеристика контактной точечной сварки алюминия. Особенности и технология сварочного процесса

Контактная сварка регламентируется ГОСТом 15878-79 и основана на нагреве металла теплом, выделяющимся при протекании электрического тока по соединяемым деталям. Точечная контактная сварка (обозначается Кт) заключается в сваривании деталей по отдельным точкам с использованием двух электродов, по которым проходит ток, и передается сжимающее усилие.

Особенности сварки алюминия

Материал покрыт естественной оксидной пленкой, которая неодинакова по толщине и обладает большим электрическим сопротивлением. Свариваемость алюминиевых сплавов различна, но точечной сварке поддаются все. Трудность процесса зависит от сочетаний сплавов. Легче соединяются сплавы, имеющие высокий предел прочности.

Алюминий имеет высокую тепло- и электропроводность, поэтому точечная сварка сплавов требует использования кратковременных импульсов тока большой величины, превышающей в 3 раза значение, применяемое при сваривании низкоуглеродистой стали. Интервал температур ограничен.

Давления при работе с пластичными (неупрочненными) алюминиевыми сплавами такие же, как для низкоуглеродистой стали. Сплавы, упрочненные деформацией или термической обработкой, сваривают с давлениями, аналогичными работе с коррозионно-стойкими сталями.

Высокопрочный алюминиевый сплав при этом виде сварки имеет склонность к образованию дефектов усадочной природы (трещины, раковины, поры). По этой причине процесс проводится с применением ковочного усилия.

Качество сварного шва зависит от материала электродов и формы их торцов.

Читайте также:  Установка ubuntu c usb из iso образа

Технология сварки

Технология точечной контактной сварки алюминиевых сплавов включает такие операции:

  • подготовка поверхностей;
  • сборка;
  • прихватывание;
  • сварка;
  • последующая обработка;
  • контроль качества.

Выбор технологии зависит от исходных данных: программы изготовления элементов, их конструкции (тип материала, габариты, толщина), оборудования и приспособлений.

Форма и размеры соединяемых деталей, а также расположение точек должны быть такими, чтобы детали в местах соприкосновения прижимались беспрепятственно. Толщина свариваемых деталей не должна превышать троекратную разницу.

Количество свариваемых единиц в одном пакете – 2, допускается – 3, в неответственных соединениях – 4.

Оборудование

Средства производства при контактной точечной сварке алюминия включают:

  • сварочное оборудование;
  • средства для подготовки поверхности;
  • приспособления, обеспечивающие точность сборки и сварки;
  • электроды;
  • устройства для проведения подготовительных, заключительных, доводочных операций;
  • аппаратура для контроля.

Сварочное оборудование

Используют машины для контактной сварки. Их главные функции – сжатие и нагрев соединяемых элементов. По виду используемой энергии классифицируются:

  • однофазные;
  • трехфазные;
  • накопленной энергии.

Примерная стоимость аппаратов для точечной сварки на Яндекс.маркет

При выборе конструкции машины для сварки алюминиевого сплава учитывается скорость размягчения материала, составляющая 0.002-0.005 сек. Прилагаемое к электродам усилие должно быть достаточным для разрушения поверхностного слоя окиси.

Электроды

По причине высокой теплопроводности материала, имеются ограничения к типам применяемых электродов. Материал для их изготовления должен обладать хорошей электропроводностью (более 85%), жаропрочностью, твердостью. Это медные электроды, состав которых подбирается по типу свариваемого сплава.

Примерная стоимость медных электродов на Яндекс.маркет

Подготовка материала

Этап проводится после проведения окончательной обработки и пригонки деталей для свариваемого узла. Процесс заключается в удалении с поверхности алюминия окиси с применением механического или химического метода.

Механический способ

Выполняется вручную наждачной бумагой или с использованием специальных устройств (вращающихся металлических щеток).

Предварительная подготовка металла заключается в зачистке участков в зоне сварных точек на ширину 30-50 мм. Сварка при этом методе производится через 2-3 часа после обработки во избежание повторного окисления алюминия.

Химический метод

В специальных ваннах выполняется травление алюминия водным раствором ортофосфорной кислоты или каустической соды. Перед проведением процедуры заготовки очищают от загрязнений, обезжиривают и промывают в теплой и холодной воде. Длительность травления – 10-15 минут, после чего детали просушивают горячим воздухом.

Допустимые сроки хранения заготовок после травления:

  • 3 дня при сварке машинами с энергией переменного тока;
  • 1 день – аппаратами накопленной энергии.

Порядок работ

Последовательность операций контактной точечной сварки алюминия следующая:

  1. Установка заготовок.
  2. Плотное прижимание материалов между электродами машины для контактной сварки.
  3. Подача через электроды энергии.
  4. Нагрев деталей.
  5. Образование расплавленного ядра.
  6. Отключение энергии.
  7. Непродолжительная выдержка заготовок между электродами в сжатом положении с целью охлаждения свариваемой зоны, уменьшения усадочной раковины при кристаллизации расплавленного металла.

Процесс работы автоматизирован и начинается с момента нажатия оператора на пусковую кнопку.

источник

Контактная сварка алюминия и его сплавов

В последние годы наблюдается устойчивая тенденция к увеличению объема использования алюминия и его сплавов в различных отраслях промышленности, особенно в тех случаях, когда важны стойкость к коррозии, легковесность конструкции и высокое соотношение прочность/вес для металлических конструкций.

При точечной сварке заготовок из алюминия и его сплавов необходимо учитывать некоторые важные моменты, такие как специальные режимы сварки, предварительная обработка поверхности, контроль качества полученного сварного соединения и некоторые другие параметры. Об этом и пойдёт речь в статье.

Поскольку алюминий обладает очень высокими коэффициентом теплопроводности и интенсивностью нагрева, при проведении сварочных операций с ним нужно использовать жесткие режимы сварки с малым временем включения тока во избежание деформации и склеиваниясвариваемых заготовок. Следует учитывать тот факт, что сварочный ток будет значительно выше, так как коэффициент электрического сопротивления алюминия ниже, чем у стали.

Поверхность алюминиевых заготовок зачастую загрязнена пылью, маслом, включениями и покрыта оксидной пленкой из оксида Al2O3 (электроизоляционный слой с температурой плавления, превышающей 2000 С). Для получения качественного сварного соединения необходимо устранять все вышеуказанные примеси, в особенности это касается оксидной пленки, которая должна быть удалена, либо ее толщина должна быть минимальной, чтобы понизить сопротивление поверхности заготовки, насколько это возможно.

Оксидную пленку обычно удаляют механически, либо с помощью химических реагентов (травление). Механическая зачистка, которая, в основном, производится вручную, применяется для точечной обработки. При удалении оксидной пленки не желательно применение абразивных материалов с крупной зернистостью, так как это ухудшает качество поверхности. Подготовка поверхности травлением является наилучшим решением для получения качественных сварных соединений. К преимуществам травления можно отнести возможность получения равномерного электрического сопротивления после обработки. Во избежание повторного образования оксидной пленки рекомендуется произвести сварку обработанного материала в течение 24-36 часов после зачистки.

Качество соединения также во многом зависит от формы и материала электродов. При точечной контактной сварке электроды должны обладать высокой электро- и теплопроводностью, стойкостью к деформациям, а также низкой склонностью к диффузии со свариваемым материалом.

Основное назначение электродов:

Читайте также:  Установка расширений вручную yii2

— передача сварочного усилия.

Качество соединения в контакте электрод-деталь является ключевой переменной для получения качественного сварного соединения. В процессе естественного износа электрода его рабочая поверхность увеличивается, уменьшая тем самым плотность тока и интенсивность передачи тепла в заготовку. Для определения максимального/минимального количества сварок до следующей зачистки и восстановления рабочей поверхности электродов, необходимо проводить тесты.

Образцы высококачественной сварки алюминия на машинах контактной сварки

Что касается формы электродов, то наилучшие результаты достигаются при использовании электродов с полусферической формой рабочей поверхности. Если на одной из сторон детали не допустимы механические отпечатки, то один из электродов может иметь плоскую рабочую поверхность. Важным параметром является фаза охлаждения, так как без должного охлаждения заготовки после пропускания тока (охлаждение происходит в сжатом состоянии через электроды) может возникать диффузия медного и алюминиевого сплавов, что сокращает срок службы электродов.

Для улучшения качества сварной точки можно увеличить усилие на электроде после протекания сварочного тока – применить ковочное усилие (в два раза больше сварочного усилия).

Необходимо обратить внимание, что при сварке сплавов с высокой электропроводностью (Al 99.5) рекомендуется увеличить ток на 15 %. При сварке сплавов с более низкой электропроводностью (АМг3) рекомендуется уменьшить значение тока на 5-10%.

Мы рекомендуем рассматривать табличные значения в качестве основы для проведения пробных тестов на образцах, в ходе которых Вы сможете подобрать оптимальные параметры для достижения требуемого качества сварки.

Ещё один важный момент, на который нужно обратить внимание. В процессе образования сварного соединения часть алюминия уходит из расплавленной зоны (литого ядра), создавая при этом условия для возможного образования трещин и пустот. Исходя из этого, рекомендуется увеличивать сварочное усилие в этой части цикла (время выдержки). При наличии возможности регулировки сварочного усилия внутри сварочного цикла (машины с пропорциональным клапаном) упрощается процесс оптимизации параметров сварки (времени, тока, мощности), и мы получаем дополнительные возможности для достижения лучшего качества сварки. Данные возможности реализованы на машинах производства компании СЕА серии PPN 3F CC, MF и серии PPN специального исполнения при установке пропорционального клапана.

Машины точечной и рельефной сварки серии PPN 3FCC

  • Получение высококачественных сварных соединений.
  • Большая мощность машин позволяет охватить широкий диапазон задач рельефной сварки.
  • Отсутствие потерь мощности при увеличении длины хоботов.
  • Отсутствие потерь мощности в случае наличия в сварочном контуре магнитных материалов.
  • Сварка постоянным током обеспечивает большой ресурс электродов.
  • Больший КПД по сравнению с однофазными машинами.
  • Меньшее время сварки.
  • Сбалансированное потребление мощности электрической сети.
  • Большие коэффициент мощности и выходная мощность.
  • Снижение потребляемой мощности и, как следствие, расходов на электроэнергию.
  • Водяное охлаждение вторичной цепи.

В России официальным представителем компании CEA является компания «Вебер Комеханикс». Подробную информацию по широкому спектру сварочного и другого металлообрабатывающего оборудования Вы можете получить у специалистов компании по тел.: +7 (495) 925-8887.

источник

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.

Читайте также:  Установка автовышки у котлована

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.

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