24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды и особенности сварочных электродов по алюминию

Виды и особенности сварочных электродов по алюминию

Стержни, покрытые обмазкой со специальным химическим составом — это электроды по алюминию, которые довольно редко используются на крупных предприятиях.

Такими изделиями пользуются домашние мастера или частные фирмы при ремонте алюминиевых частей бытовых. Отличие — они позволяют избавляться от пленки, появляющейся на цветном металле, что затрудняет сварку.

Особенности сварочных работ с деталями из алюминия

Всем специалистам-сварщикам известно: варить алюминий непросто. Это объясняется наличием на поверхности деталей из этого металла тугоплавкой оксидной пленки. Важнейшими задачами, которые необходимо решить для того, чтобы сварка была выполнена качественно, являются тщательная очистка поверхностей соединяемых заготовок от загрязнений и удаление с них оксидной пленки.

Чтобы эффективно очистить и обезжирить поверхности алюминиевых деталей перед тем, как вы начнете выполнять сварочные работы, можно использовать органический растворитель (ацетон, РС-1, РС-2, уайт-спирит) либо щелочную ванну (в ней заготовки оставляют на несколько минут – не более 5). Выдержка в щелочной ванне является более эффективным способом очистки деталей из алюминия. Приготовить раствор для нее несложно даже в домашних условиях своими руками. Для этого потребуются:

  • 1 л воды;
  • 50 г карбоната натрия;
  • 50 г технического тринатрийфосфата;
  • 30 г жидкого стекла.

Пример очистки алюминиевой детали в щелочном растворе

Раствор, приготовленный в результате тщательного смешивания данных компонентов, надо нагреть до 65 градусов Цельсия. Только после этого можно помещать в него заготовки из алюминия.

После очистки деталей из алюминия и их обезжиривания надо решить еще одну важную задачу – удалить тугоплавкую оксидную пленку. Если этого не сделать, варить такие заготовки будет очень затруднительно, а полученное соединение будет обладать низким качеством и невысокой надежностью. Для удаления оксидной пленки в производственных и домашних условиях используют металлические щетки, напильники или шлифовальные машинки. После выполнения механической обработки поверхности соединяемых деталей второй раз обрабатывают растворителем.

Поверхность детали из алюминия, качественно подготовленная к сварке путем механической чистки

По окончании вышеперечисленных подготовительных работ можно приступать к сварке деталей из алюминия. Лучше всего делать это с помощью инвертора, используя специальные электроды для сварки алюминия. Их, чтобы получить стабильно горящую дугу и качественный сварочный шов, необходимо прогреть в печи, выдерживая температуру 200 градусов Цельсия. Продолжительность такого прогрева должна составлять порядка 2 часов.

Чтобы варить алюминий, необходимо использовать источник постоянного тока и подключать его в обратной полярности. Используя определенные электроды для сварки алюминия, важно правильно выбирать силу сварочного тока: его величина должна составлять 25–30 А на один миллиметр их диаметра.

Прогрев алюминиевых заготовок газовой горелкой

Необходимо учитывать еще одну тонкость, которая позволяет получать надежные и качественные сварные соединения. Заключается эта тонкость в том, что место будущего соединения прогревают при помощи газовой горелки. Температура, до которой необходимо нагреть соединяемые детали из алюминия, зависит от их толщины. Чем этот показатель выше, тем интенсивнее следует прогревать заготовки из алюминия.

На качество сварного соединения деталей из алюминия влияет в том числе и скорость их охлаждения: она должна быть очень медленной. Такие технологические приемы позволяют хорошо проплавить металл даже при сварке на невысоких токах, избежать коробления соединяемых деталей и появления в месте их соединения кристаллизационных трещин.

Есть ряд обязательных действий, которые выполняют при сварке алюминия (их можно также изучить по видео).

  • Перед сваркой, если предстоит варить детали значительной толщины, место соединения необходимо прогреть при помощи газовой горелки.
  • Полученный сварной шов следует тщательно очистить от шлака.
  • Очищенный сварной шов обдается горячей водой (это обеспечит его медленное остывание).
  • После остывания шов тщательно очищается от остатков шлака металлической щеткой. Если не выполнить это требование, остатки шлака на сформированном соединении могут привести к образованию и развитию коррозии.

Виды и способы использования электродов по алюминию

Существует несколько способов сварки алюминия:

  • сварка алюминия угольным электродом,
  • графитовым электродом,
  • вольфрамовым электродом.

Выбор того или иного электрода зависит от ряда причин. Во-первых, это способ сварки, которым вы воспользуетесь для создания шва.

Для дуговой сварки, осуществляемой вручную, электродами могут выступать угольные стержни, металлические прутки со специальным покрытием, которые выполняют роль присадочного материала. Подобная технология выполняется на постоянном токе обратной полярности, обычно здесь используется инвертор.

Дуговая сварка, производящаяся по автоматической технологии, имеет наибольшую эффективность при соединении встык предметов из алюминия, толщина сечения которых более 4 мм. В качестве электродов выступает алюминиевая проволока, а сам процесс работы производится под небольшим слоем флюса, которых характеризуется невысокой электропроводностью. Основным элементом данного состава является карбоксиметилцеллюлоза, которая замешивается на обычной воде.

Читать еще:  Сушка электродов в домашних условиях

Сварка в среде защитных газов (аргона или его смеси с гелием) применяется для создания шва на алюминиевых изделиях небольшой толщины. Здесь используются вольфрамовые электроды. Работа выполняться может как в автоматическом, так и в ручном режиме. Сварочная дуга, которая образуется при помощи вольфрамового электрода — очень стабильная, за счет чего получаются качественные и прочные соединения.

Какие электроды применять для сварки алюминия

Интересуетесь, какие существуют электроды по алюминию для электродуговой сварки и в среде защитных газов? Расскажем про промышленные и самодельные стержни!

Какими электродами сваривают алюминий

Плавящиеся покрытые стержни:

  • ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2;
  • ОЗА-1 — ОЗА-2;
  • УАНА;
  • Capilla ALU 60/12 Si;
  • Aluminil Si 12;
  • EAL 4047;
  • ALUMIN-351N;
  • ZELLER 480;
  • ОЗР — ОЗР-2 использовать лучше для резки металла.

1) ОЗАНА-1, ОЗА-1, ESAB 96.10 применяются для наплавки и сварки чистых сплавов алюминия с предварительным нагревом металла. Процесс происходит на постоянном токе обратной полярности. Шов имеет коррозийную стойкость.

2) ОЗАНА-2, ОЗА-2, ESAB 96.50 сваривают сплавы кремнистые (силумин), АЛ4, АЛ9, АЛ11, пригодны для литья. Постоянный ток обратной полярности. Стержни нуждаются в прокалке, а металл в подогреве.

3) УАНА (солевое покрытие) для алюминиевых литейных сплавов АД00, АД0, АД1, АД, АМц.

4) Capilla ALU 60/12 Si спецпокрытие для соединения алюминиево-кремниевых сплавов (Al-Si, Al-Mg-Si, Al-Si-Mg-Cu). Цена 2 350 рублей за упаковку 2 кг, диаметр стержней 2,5 мм.

5) Электроды для алюминия Aluminil Si 12 со специальным белым покрытием для соединения деталей, где требуется совпадение цвета. Ремонтируют трубы, окна, мебель, детали автомобилей. Литые сплавы с содержанием Si-а до 12% — AlSi 12 (Cu), AlSi 10 Mg (Cu), AlSi 6 Cu 4. Металл толще 15 мм подогревают перед сваркой от 150 °C до 250 °C.

6) EAL 4047 для соединения алюминиевых сплавов:

  • Al Si 12 (алюминий-кремний);
  • Al Si 12 (Cu);
  • Al Si 10 Mg (алюминий-магний-кремний);
  • Al Si 10 Mg (Cu);
  • Al Si 6 Cu 4.

7) ALUMIN-351N для восстановления турбин, штреков, крышек, поршней, труб толщиной более 2 мм. Свариваемые материалы:

  • Al Si 5 Mg (3.2341);
  • Al Si 10 Mg (3.2381);
  • Al Si 10 Mg (Cu) (3.2381);
  • Al Si 12 (3.2581);
  • Al Si 12 (Cu) (3.2583);
  • Al Si 11;
  • Al Si 9 M g;
  • Al Si 9 Cu 3;
  • Al Si 7 M g;
  • Al Si 6 Cu 4.

8) ZELLER 480 с улучшенным покрытием для электродуговой сварки и наплавки алюминия, силумина, дюралюминия. Применяется для устранения дефектов литья и ремонта блоков двигателей, картеров и т.п.

9) ОЗР-1 и ОЗР-2 для резки на повышенных режимах с наклоном стержня в противоположную сторону. Движения электрода возвратно-поступательные: сверху-вниз или вперед-обратно. Прокалка изделий 1 час, при температуре 170 градусов.

Электроды алюминиевые быстро поглощают влагу, хранить их лучше в сухих местах.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия (неплавящиеся):

  • WP с зеленным наконечником;
  • WZ-8 с белой маркировкой;
  • WL-15 (цвет золотистый);
  • WL-20 (маркировка синяя),

Для полуавтоматов применяют проволоку MAL 4047, ER 4043, ER 5183, ER 5356.

Цена на стержни описанные выше приличная и домашние «кулибины» делают самодельные электроды для сварки алюминия. В домашних условиях, сделать своими руками стержни — не сложно. Рецепт изготовления прост:

  • взять алюминиевую проволоку 3-4 мм, порезать на куски 300-350 мм, зачистить шкуркой;
  • измельчить мел, соединить с жидким стеклом (силикатный клей), перемешать до состояния пасты;
  • нанести смесь на приготовленные куски слоем 2 мм, просушить.

Проволока погружается в раствор обмазки вертикально, с оставленным чистым концом длиной 30 мм. Самодельные стержни подвешиваются для просушки.

Как варить алюминий электродом

Алюминиевые сплавы имеют различную свариваемость, из-за присутствия в них легирующих элементов разной концентрации. Таблица поможет определить легко и трудносвариваемые группы материалов.

При толщине металла более 5 мм, сварка алюминия электродом выполняется с разделкой кромок. V-образная канавка делается со скосом 45-60 градусов, а технологический зазор между заготовками 1-2.5 мм, исходя от толщины свариваемых элементов.

Изделия подвергаемые сварке нуждаются в просушке (подстраховка от пористости шва), а электроды в прокалке по инструкции завода-изготовителя.

Подготовленные кромки обезжириваются ацетоном или растворителем.

Электросварка алюминия электродом выполняется под прямым углом (без наклона стержня), короткой дугой.

У толстого металла, место соединения подогревается до температуры 150-200 градусов.

Технология выполняется инвертором на постоянном токе обратной полярности (положительный полюс на электроде, отрицательный на детали).

Необходимые сварочные принадлежности:

  • источник тока для ручной дуговой сварки;
  • металлическая щетка для очистки оксидной пленки;
  • молоток для удаления шлаковой корки;
  • сварочный щеток;
  • электроды;
  • краги.

Если у кого нет, чего-либо из описанного оборудования, то поспешите в магазин за покупками.

Описание процесса

Возьмем для примера, материал толщиной 10 мм. Нарезаем кромки под углом 45 градусов. Газовой горелкой делаем просушку и подогрев кромок деталей, предварительно обезжирив их.

Читать еще:  Почему липнет электрод при сварке?

С помощью зажимных приспособлений устанавливаем пластины с зазором 1 мм и щеткой удаляем оксидную пленку.

Абразивный инструмент нельзя применять, частицы абразива попадут в вязкий слой алюминиевого сплава и вызовут дефекты сварного шва.

После зачистки выполняем сварку сухим электрод, диаметром 3 мм. После каждого прохода, удаляем шлак молотком. Соединение по шлаку не допускается.

При соблюдении технологических рекомендаций, получается прочное соединение.

Видео:

Характеристики электродов для алюминия

Список сварочных электродов, с помощью которых можно варить алюминиевые сплавы или чистый металл, не так уж и много.

ОЗАНА

Здесь две позиции:

  • ОЗАНА-1, с помощью этих электродов можно варить чистый алюминий марки А0-А3. Шов получается ровным и аккуратным, коррозионная стойкость его высокая. Если варить детали толщиной до 10 мм, то подогревать электроды не надо. В остальных случаях прокалка обязательна до температуры 200С в течение получаса. Особое внимание чистоте соединяемых кромок. Сварка производится переменным током обратной полярности. Обмазка – солевая. Варить можно в нижнем положении и в вертикальном.
  • ОЗАНА-2. Применяется для сваривания только алюминиевых сплавов. Все остальные характеристики и условия проводимого процесса точно такие же, как и у предыдущего вида.

Эта разновидность электродов используется для сваривания, как чистого алюминия, так и сплавов. При этом толщина соединяемых деталей – 3-16 мм. В основе расходника лежит металлический стержень, покрытый соляной обмазкой. Режим работы:

  • Ток – постоянный;
  • Полярность – обратная;
  • Положение – нижнее и вертикальное;
  • Предварительный подогрев сварочного элемента или свариваемых поверхностей до +250С;
  • Обязательная зачистка кромок до металлического блеска.

В настоящее время производители предлагают электроды диаметром 4; 5 и 6 мм.

Данный вид применяется для сваривания заготовок из деформируемых и литейных сплавов алюминия. Все остальные позиции, а это режим сварки, способы подготовки в точности повторяют марку ОЗА. Единственное отличие – это положение электрода. Оно может быть только нижним и верхним (потолочным).

Электроды от шведской компании ESAB

Шведы предлагают марку электродов ОК, специально для сваривания и наплавки алюминиевых деталей в среде защитного инертного газа аргона. Здесь несколько позиций.

  • ОК 96.10. Отличительной чертой этой модели является новая обмазка, сделанная из солей фтора и хлора, как композитный материал. Именно такая обмазка позволяет держать сварную дугу в стабильном состоянии, разбрызгивание металла практически отсутствует, шлаки легко отделяются от поверхности сварочного шва. Сам шов очень ровный и аккуратный. Предназначен электрод для сваривания чистого алюминия. Нагрев расходника не обязателен, но предпочтителен. От этого качество шва не меняется, но нагрев уменьшает расход электродов. Сильно зачищать кромки нет необходимости, надо их просто промыть горячей водой. Обмазка – щелочно-солевая.
  • ОК 96.20. Используют его, если сборная конструкция или детали не подвергаются большим нагрузкам, то есть, требование к ним минимальные. Сваривать можно только сплавы, в которых присутствует магний или марганец, их содержание не должно превышает 3%. Покрытие стержня – солевое. Положение сварки – любое. По всем остальным позициям полное совпадение с предыдущим видом.
  • ОК 96.50. Применяется только для соединения сплавов алюминия (марганцевых, магниевых и медных). Стержень электрода изготовлен тоже из сплава: алюминия и марганца, поэтому можно его использовать в качестве присадочного прутка в автогенной сварке. Обмазка – щелочно-солевая.

Все перечисленные виды можно отнести к категории – электроды для сварки алюминия инвертором. Но этот металл и его сплавы можно соединять и неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде инертного газа. Для этого необходимо использовать присадочную проволоку. Она может быть алюминиевой или циркониевой. Марка таких электродов – ЭВЧ.

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.

  • 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.
Читать еще:  Электрод поджига горелки с керамическим изолятором

Физико-химический состав

Состав электродов по алюминию для дуговой сварки сильно отличается в различных марках. В основу их все равно входит чистый алюминий, масса которого является подавляющей, но главные свойства определяются различными добавками, которые могут служить для сварки сплавов и так далее. К примеру, марка ОЗА 1 предназначается для работы с чистым металлом и она практически на 99% состоит из него. Остальной 1% это добавки, куда входит 0,5% кремния, 0,25% титана, 0,2% железа и прочие примеси. Если же материалы предназначены для сварки алюминиево-кремниевых сплавов, то в них может содержаться около 12% кремния, а все остальное алюминий.

Электроды для сварки по алюминия марки ОЗА 1

Выбираем плавящиеся электроды

  1. Фактора полярности тока (алюминий по методу MIG/MAG варится только на обратной полярности).
  2. Расчета сечения в зависимости от используемой силы тока: на каждый квадратный миллиметр поперечного сечения электрода должно приходиться не более 25 А сварочного тока.
  3. Предварительного подогрева до 300-400 0 С (более высокие значения — для сварки изделий с большей толщиной) снижает расход материала и увеличивает стабильность процесса.
  4. Наличия или отсутствия сварочного флюса. Для соединения алюминиевых конструкций небольшой толщины такой флюс в виде обмазки можно подготовить и самостоятельно. Для этого карбоксилметилцеллюлозу (аморфное вещество, известное как пищевая добавка Е-466) замешивают в воде до вязкой консистенции, после чего наносят на электрод и прогревают его при температуре 250-300 0 С.

В зависимости от вида электродуговой сварки могут быть использованы и другие виды сварочных электродов. Например, для заварки дефектов в алюминиевых отливках, при ликвидации повреждений в алюминиевых дисках, а также при работах с алюминиевыми заготовками малой толщины электрод для алюминия может быть из угольного стержня. Используется только ручная сварка, которая должна проводиться на прямой полярности.

  • Щелочно-солевые типа ОК (для алюминия подходят виды 96.20, 96.10 и 96.50). Такие электроды особенно эффективны при неразъемных соединениях алюминиево-магниевых сплавов типа АМг и АМц, а также силуминов. Для сварки дюралюминов эти исполнения непригодны. Отличаются повышенной гигроскопичностью, поэтому их следует хранить только в сухих помещениях и только в заводской упаковке;
  • ОЗАНА, весьма популярные в среде пользователей. Имеют две модификации. ОЗАНУ-1 используют для сварки алюминия технической чистоты (марок АД, А0, АД33 и т.п.). .ОЗАНА-2 — класс, который предназначается для работ с кремнисто-алюминиевыми сплавами. Ими также можно вести сварку как вертикальных, так и горизонтально расположенных швов;
  • Проволочные ОЗА на основе сварочной алюминиевой проволоки СвА. Считаются наиболее универсальными видами, предназначенных для сварки алюминия.

Плавящийся электрод можно изготовить и своими руками. Для этого подходящую по диаметру алюминиевую проволоку разрезают на мерные прутки длиной 250-300 мм. Далее готовят поверхностную обмазку из мелко толченого мела и силиката натрия (жидкого стекла). Когда состав достигнет равномерной слабовязкой консистенции, его наносят на поверхность отрезанных прутков. Толщина обмазки не должна быть менее 1,5 мм. После тщательного просушивания самодельный электрод для алюминия готов к использованию.

Выбор электрода производится в зависимости от марки свариваемого алюминиевого сплава. Изделия нуждаются в предварительной подготовке. Простейшее исполнение можно изготовить и самостоятельно.

Самодельные расходники по алюминию

Поскольку покупные алюминиевые электроды – удовольствие не из дешевых, домашние мастера придумали способы изготовления расходников.

Марки электродов для сварки алюминиевых конструкций.

Самодельные электроды для сварки алюминия производятся по несложной технологии:

  • Нарезать на ровные куски длиной 30 см из алюминиевой проволоки диаметром не более 4 мм.
  • Покрытие или обмазку приготовить из измельченного мела, который нужно перемешать с силикатным клеем и тщательно перемешать. Опустить алюминиевые прутки в смесь.
  • Слой обмазки должен составлять примерно 1,5 – 2,0 мм. Высушить до полной твердости слоя.

Еще раз про очистку

[box type=”fact”]Предварительная очистка поверхностей заготовок перед сваркой – классическое правило во всех видах работ. Но в алюминиевых технологиях очистка является не просто полноценной, а ключевой частью самого процесса сварки.[/box]

Требования к очистке изложены в инструкциях к каждому виду алюминиевых электродов в качестве обязательного компонента технологии. Самым тщательным образом следует удалять масла, смазки и мелкие частицы металлов. Для минимизации риска образования окалины и высокой пористости кромки должны быть идеально ровными и чистыми.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector