Как сварить алюминий? - Полное руководство

Рамы велосипедов или мотоциклов, прицепы для грузовиков, профили рельсовых транспортных средств, материалы для космических путешествий — алюминий является материалом, когда речь идет о снижении веса и сохранении стабильности. Кроме того, красиво сваренный алюминиевый шов привлекает внимание.

Благодаря низкой плотности и хорошей прочности алюминий стал неотъемлемой частью современного производства. Помимо всех достоинств, при обработке этого металла есть и свои каверзные моменты.

Любой, кто когда-либо случайно прожигал дыру в алюминиевом листе, знает, о чем мы говорим. Сварка алюминия требует специальных знаний и навыков. Узнайте больше в этом блоге о том, что важно для сварки алюминия и как правильно сваривать алюминий.

Почему сложна сварка алюминия?

Алюминий является распространенным типом металла, используемого в производстве. Он не вызывает коррозии, легкий и приятный на вид, что делает его идеальным материалом для широкого спектра сварных швов. Однако те же свойства, которые делают алюминий привлекательным, могут также усложнить работу с ним.

Так почему же алюминий так трудно сваривать? Этот материал мягкий, высокочувствительный и изолирован прочным оксидным слоем. В расплавленном состоянии алюминий восприимчив к примесям, что может привести к пористым и непрочным сварным швам.

Алюминий и его сплавы имеют большое сродство к кислороду. Чистый алюминий плавится при 1200°F (650°C), а оксид, защищающий металл, плавится при 3700°F (2037°C). Поскольку оксид плавится при температуре примерно на 2 500 °F (1 370 °C) выше, чем сам алюминий, оксид необходимо очистить от металла перед началом сварки.

Поскольку алюминий имеет более высокую теплопроводность и низкую температуру плавления, он имеет меньший интервал обрабатываемости, чем другие металлы, и может легко привести к прожогу. Это, в сочетании с тем, что трудно определить ход и качество сварки, может сделать алюминий сложным материалом для работы.

Как сварить алюминий ?

Сварка алюминия сводится к выбору правильного процесса сварки. Для сварки стали разработано множество инструментов и методов, но для алюминия требуется своя техника и оборудование.

Перед началом процесса сварки сварщик должен тщательно очистить алюминий. Как упоминалось ранее, одна из проблем с алюминием заключается в том, что он более подвержен примесям. Поэтому важна правильная подготовка материала. Вот несколько шагов, которые нужно выполнить:

• Используйте растворитель, например ацетон, или слабый щелочной раствор, например сильное мыло, чтобы удалить масло, жир и водяной пар с поверхности алюминия.
• Используйте проволочную щетку из нержавеющей стали (используется исключительно для алюминия) для удаления поверхностных оксидов. Это также можно сделать с помощью сильной щелочи или кислоты. Перед сваркой обязательно промойте и полностью высушите деталь.
• Соберите стык и закройте его, если вы не собираетесь сразу его сваривать. Это предотвратит попадание грязи или песка в соединение.
• Всегда держите алюминий сухим и храните его при комнатной температуре. Его нужно заварить в течение нескольких дней, а если нет, то снова зачистить стык.

Безопасность является еще одним важным компонентом сварки алюминия или любого материала в этом отношении. Всегда убедитесь, что вы носите надлежащее защитное снаряжение, такое как очки, защитные очки, сварочный шлем с соответствующим номером затемнения линз для защиты глаз, перчатки и кожаную одежду для защиты от металлических искр и брызг, подходящую обувь для защиты ног и надлежащая вентиляция дыма, чтобы сварочный дым не попадал в зону дыхания.

Различные методы сварки алюминия

Если вам интересно, как сваривать алюминий, важно знать, что существует несколько способов сварки, которые можно использовать:

• GTAW/TIG сварка
• Сварка GMAW/MIG
• Сварка SMAW
• Сварка сопротивлением
• Лазерная и электронно-лучевая сварка

Итак, каких видов сварки следует избегать при работе с алюминием? В общем, любой тип сварки с использованием флюса не идеален для алюминия, так как может привести к пористости. К ним относятся дуговая сварка с флюсовой проволокой (FCAW), дуговая сварка под флюсом и сварка электродом.

1. GTAW/TIG

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), является одним из наиболее популярных способов сварки алюминия. Этот метод сварки часто используется автолюбителями и сварщиками в профессиональных гоночных командах.

GTAW требует оборудования постоянного тока с возможностями переменного тока (переменного тока), использующего 100-процентный аргон в качестве защитного газа. Для этого не требуется механическая подача проволоки, что может привести к проблемам с подачей проволоки.

Скорее сварщик подаст присадочный материал в лужу. Этот процесс также очень чистый, так как переменный ток очищает оксидированный слой алюминия во время сварки. Это также предотвращает загрязнение алюминия на протяжении всего процесса.

Советы по сварке TIG:

• Выберите правильный вольфрамовый электрод или стержень. Для алюминия обычно лучше всего подходит стержень из чистого вольфрама.
• Потратьте время, чтобы подготовить алюминий, очистив и предварительно нагрев его.
• Убедитесь, что на горелку не поступает слишком много аргона, который может вызвать неравномерную дугу.
• Чтобы предотвратить деформацию, используйте радиатор.
• При сварке не допускайте загрязнения надлежащего алюминиевого присадочного электрода или стержня и расплавляйте его вместе с основным материалом, чтобы создать постоянную сварочную ванну.

Преимущества сварки алюминия методом TIG

• Одним из многих преимуществ сварки алюминия методом ВИГ является то, что при его сварке не требуется флюс. В результате сварка свободна от источника коррозии.
• Сварку можно выполнять в любом положении. Сварка ВИГ также обеспечивает лучшую видимость и позволяет выполнять высокоскоростную сварку.
• Можно получить герметичные соединения с очень низкой деформацией и высокой прочностью.
• GTAW относительно прост в выполнении и представляет собой высокоскоростную технику сварки. Это одна из причин, по которой TIG предпочтительнее других методов сварки плавлением.
• В сварке TIG используются неплавящиеся электроды и переменный ток. В качестве инертного защитного газа используется аргон или гелий. Если необходим наполнитель, его можно подавать автоматически или вручную.
• Очень тонкий алюминий (0,6 мм или 0,025 дюйма) можно сваривать, но материалы толщиной 1 мм и более дают хорошие результаты.

2. GMAW/MIG

Дуговая сварка в среде защитного газа (GMAW), обычно называемая сваркой в ​​среде инертного газа (MIG), является еще одним распространенным методом, используемым для сварки алюминия.

Этот тип сварки обычно имеет более высокую скорость перемещения и более высокую скорость наплавки, чем сварка TIG, что влияет на качество сварки. Однако в нем используется механическая система подачи проволоки, что означает, что сварщику, возможно, придется использовать шпульный пистолет или двухтактный пистолет, чтобы обеспечить подачу проволоки.

Кроме того, чтобы предотвратить риск пористости алюминия, основной материал и присадочный стержень должны быть чистыми, свободными от влаги и иметь отличное покрытие защитным газом, обычно с содержанием чистого аргона.

Советы по сварке MIG:

• Подготовьте двухтактный механизм подачи проволоки.
• Очистите алюминий, удалите весь оксид и отшлифуйте края, которые будут соединяться.
• Не тяните во время сварки, а толкайте под углом от 10 до 15 градусов.
• Используйте прямые валики в несколько проходов, чтобы улучшить общий вид сварного шва и избежать дефектов.
• Используйте радиатор, который поглотит дополнительное тепло и позволит сваривать медленнее.

3. Лазерная и электронно-лучевая сварка

Методы сварки балкой обычно используются для алюминия. Электронно-лучевая сварка имеет очень точную зону термического влияния, которую легко контролировать, что делает ее идеальной для алюминия. Лазерная сварка отлично подходит для быстрых и чистых сварных швов и идеально подходит для материалов, чувствительных к растрескиванию, таких как алюминий.

4. Сварка сопротивлением

Этот тип сварки соединяет металлы путем приложения давления и пропускания тока через соединяемые участки металла. Его можно использовать для алюминия; однако сварщик должен знать о высокой тепло- и электропроводности этого металла.

5. Дуговая сварка защищенным металлом (SMAW)

Этот тип сварки может использоваться для сварки алюминия, но не рекомендуется. В некоторых случаях он используется для ремонта литого алюминия с использованием оборудования постоянного тока с алюминиевым электродом с использованием положительной полярности электрода.

Фактор, влияющий на сварку алюминия

Итак, вот некоторые из наиболее распространенных факторов, которые затрудняют сварку алюминия:

• Окисление: Поверх алюминия находится слой оксида алюминия, который плавится при значительно более высокой температуре, чем алюминий. Проплавление этого слоя требует высокой температуры, однако сварщик должен быть осторожным, чтобы не прожечь дыры в алюминии под ним.
• Пористость: В расплавленном состоянии алюминий поглощает водород тем быстрее, чем больше он нагревается. Этот водород выделяется по мере того, как металл возвращается в твердую форму, из-за чего в материале могут оставаться пузырьки, в результате чего металл становится пористым и слабым.
• Примеси: Поскольку алюминий очень чувствителен, существует несколько способов его загрязнения грязью, воздухом и водой в процессе сварки. Алюминий может загрязняться воздухом, достигающим сварного шва из-за плохой защиты или чрезмерно длинных дуг. Кислород может снизить прочность, пластичность алюминия и вызвать образование оксида на алюминиевых сварных швах, что влияет на его внешний вид и усложняет многопроходную сварку. Водород может поступать из многих источников, таких как влага в электродных флюсах, влажный воздух, влажные сварные швы и многое другое. По всем этим причинам важно тщательно очищать алюминий и правильно хранить его перед сваркой.
• Толщина: Сварка алюминия предполагает работу с материалами разной толщины. Сварщики должны знать, как избежать прожигания более тонкого материала, а также проварить достаточно толстый материал, чтобы создать прочный сварной шов.

Хотя при сварке алюминия, безусловно, возникают проблемы, этому можно научиться. К счастью, существуют инструменты и методы, разработанные для помощи при работе с уникальными свойствами алюминия.

Зная, как реагирует алюминий и как эффективно использовать эти инструменты и методы, вы будете на пути к овладению искусством сварки алюминия.

Чего следует избегать при сварке алюминия?

Теперь, когда мы рассмотрели различные методы сварки алюминия, давайте поговорим о некоторых распространенных ошибках, которых следует избегать.

• Универсальный подход :Когда дело доходит до сварки алюминия, сварщик должен использовать совершенно другой подход, чем при сварке такого материала, как сталь. Для сварщика крайне важно не основывать свою технику на опыте работы с другими металлами или материалами, поскольку алюминий уникален и может представлять опасность при неправильном обращении.
• Не носить надлежащие средства индивидуальной защиты :Говоря об опасностях, сварка алюминия или любого другого материала по своей сути опасна. Для сварщиков важно всегда носить правильные средства индивидуальной защиты (СИЗ) и изучать процедуры безопасности и передовой опыт. Это ключ к долгой и успешной карьере в отрасли.
• Не удалось подготовиться :Подготовка имеет ключевое значение как для сварщика, так и для свариваемого материала. Всегда тщательно очищайте алюминий и правильно храните его перед началом сварки. Кроме того, не забудьте подготовиться, изучив искусство сварки алюминия и обучаясь ремеслу. Никогда не лезьте ни в какие дела, пока не будете должным образом подготовлены.
• Игнорирование второстепенных деталей :Самые успешные сварщики скажут вам, что детали решают все. В этой отрасли малейшая ошибка может привести к сложной ошибке, особенно при сварке алюминия. Всегда обращайте внимание на каждую деталь и дважды проверяйте свою работу, так как это принесет пользу вашим клиентам и вашей карьере в долгосрочной перспективе.
• Не терпится :Обучение сварке алюминия требует времени. Продолжайте практиковаться и упорно трудитесь, и настойчивость в конце концов окупится!

Часто задаваемые вопросы.

Как сварить алюминий?

Сварка алюминия: Выберите правильный вольфрамовый электрод или стержень, лучшим выбором для алюминия обычно является стержень из чистого вольфрама. Потратьте время, чтобы подготовить алюминий, очистив и подогрев его. Убедитесь, что на горелку не поступает слишком много аргона, что может привести к неравномерной дуге. Чтобы предотвратить деформацию, используйте радиатор.

Какой тип сварочного аппарата используется для алюминия?

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), является одним из самых популярных процессов сварки алюминия.

Сложно ли сваривать алюминий?

Проще говоря, алюминий плохо поддается сварке, потому что это мягкий, очень чувствительный металл, изолированный более прочным оксидным слоем. Алюминий очень чувствителен к примесям в расплавленном состоянии, что увеличивает риск получения непрочных пористых сварных швов.

Как лучше всего сваривать алюминий?

Одним из самых популярных процессов сварки алюминия является дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG). GTAW — отличный процесс для алюминия, поскольку он не требует механической подачи проволоки, что может создать проблемы с подачей.

Можно ли сваривать алюминий дома?

Сварка алюминия не так сложна, как вы думаете. Оказывается можно сварить алюминий без сварщика! Это руководство научит вас, как использовать пропановую горелку и несколько алюминиевых стержней для пайки для быстрого соединения алюминия без использования сварочного аппарата.

Как сварить алюминий в домашних условиях?

Можно ли сваривать алюминий с помощью MIG?

Толщина материала:большинство известных аппаратов MIG могут использоваться для сварки алюминия толщиной до 3 мм. Для успешной сварки материалов толщиной менее 3 мм может потребоваться использование специализированных сварочных аппаратов MIG или TIG с импульсным режимом. (Примечание:для сварки алюминия методом TIG вам понадобится аппарат «AC/DC», такой как 202T).

Можно ли сваривать алюминий без газа?

Можно ли сварить алюминий без газа? Да, алюминий можно сваривать без газа в вакуумной камере. Однако сварка алюминия без газа подвергает металл воздействию кислорода воздуха, циркулирующего вокруг вашего рабочего места, что делает сварку менее надежной.

Является ли пайка алюминия такой же прочной, как сварка?

Сравнительные преимущества. Во-первых, паяное соединение является прочным соединением. Правильно выполненное паяное соединение (например, сварное соединение) во многих случаях будет столь же прочным или прочным, как и соединяемые металлы. Во-вторых, соединение выполняется при относительно низких температурах, примерно от 1150°F до 1600°F (от 620°C до 870°C).

Что лучше MIG или TIG для сварки алюминия?

Типы металлов:сварка MIG подходит для большинства типов металлов. Вы можете использовать алюминий, нержавеющую сталь и мягкую сталь. Сварка TIG также совместима с этими металлами, но лучше работает с более тонкими материалами. Скорость:TIG — более медленный метод, но обеспечивает более высокий уровень детализации.

Можно ли сваривать алюминий с помощью сварочного аппарата TIG?

Как правило, для сварки алюминия используются два процесса:GTAW (TIG) и GMAW (MIG). Большинство сварщиков в бизнесе скажут, что TIG — лучший вариант для сварки алюминия, поскольку он позволяет получить лучшие результаты при сварке более легких материалов. При правильном выполнении сварка алюминия методом TIG позволяет получить качественные сварные швы.

Можно ли сваривать алюминий с помощью сварочного аппарата с подачей проволоки?

Что произойдет, если сварить алюминий стальной проволокой?

Когда такие металлы, как сталь, медь, магний или титан, свариваются напрямую с алюминием, начинают образовываться очень хрупкие интерметаллические соединения. Чтобы избежать этого, вы должны изолировать другой металл от расплавленного алюминия в процессе дуговой сварки.

Можно ли паять алюминий пропановой горелкой?

Да, вы можете сваривать алюминий пропановой горелкой и алюминиевыми прутками для пайки при условии, что это ненесущие металлы, которые не являются утяжеленными, нагруженными или критическими деталями.

Вам нужен флюс для пайки алюминия?

Флюс для пайки алюминия требуется при пайке полностью алюминия. Флюсы для пайки алюминия состоят из различных комбинаций фторидов и хлоридов и поставляются в виде сухого порошка. При пайке в горелке и в печи флюс смешивают с водой, чтобы получилась паста.

Можно ли использовать припой для сварки алюминия?

Алюминию требуется нагрев для принятия припоя, обычно до температуры 300°C и более. И вы хотите измерять температуру алюминия, а не источника тепла. Алюминий является отличным теплоотводом, поэтому источник тепла должен быть еще выше, чтобы нагреть алюминий до нужной температуры.

Можно ли сваривать алюминий безгазовым сварочным аппаратом MIG?

Для поиска «безгазовая алюминиевая проволока MIG» или других подобных запросов Google показывает многообещающие объявления. Но никакого успеха. Продукция представляет собой твердый алюминий или стальную проволоку с флюсовым сердечником. Они не будут работать с алюминием или нуждаются в защитном газе.

Насколько прочны алюминиевые сварочные прутки?

При низкой рабочей температуре от 720 до 750 градусов по Фаренгейту эти стержни также можно использовать для создания алюминиевых соединений без деформации, обесцвечивания или потери прочности. Их предел прочности при растяжении составляет 33 000 фунтов на квадратный дюйм. .

Какой газ лучше всего использовать для сварки алюминия?

Чистый аргон является наиболее популярным защитным газом и часто используется как для газовой дуговой, так и для дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом. Смеси аргона и гелия, вероятно, являются следующими распространенными, а чистый гелий обычно используется только для некоторых специализированных приложений GTAW.

Нужна ли вам высокая частота для сварки алюминия?

Установка частоты от 120 до 200 Гц обеспечивает идеальную частоту для большинства видов сварки алюминия. Конус дуги на частоте 400 Гц еще более плотный и сфокусированный; улучшает стабильность дуги; и идеально подходит для угловых сварных швов или других подгоночных швов, требующих глубокого и точного проплавления.

Сколько ампер нужно для сварки алюминия?

Общее эмпирическое правило заключается в том, что вам понадобится 1 ампер на каждые 0,001 дюйма металла, который вы собираетесь сваривать, когда другие переменные неизменны. Это означает, что если вы хотите сварить 1/8-дюймовый алюминий, вам потребуется около 125 ампер при прочих равных условиях.

Какой полярности вы свариваете алюминий?

При сварке ВИГ переменным током (алюминий) полярность обычно* противоположна полярности постоянного тока:горелка ВИГ подключается к положительной (+) клемме, а провод заземления — к отрицательной (-) клемме. *Примечание. Хотя «положительная полярность горелки» является наиболее распространенной полярностью для сварки TIG переменным/постоянным током, для некоторых аппаратов TIG переменного/постоянного тока может потребоваться «отрицательная полярность горелки».

Можно ли сваривать алюминий со сталью?

Алюминиевые сплавы могут быть относительно легко соединены со сталью с использованием таких методов, как склеивание, механические крепления или пайка, но когда требуется превосходная структурная целостность, предпочтение отдается сварке. Однако сварка алюминиевых сплавов со сталью затруднена.

Какой тип флюса используется для алюминия?

Исторически коррозионный флюс был стандартом для соединения алюминиевых материалов. Коррозионный флюс растворим в воде и содержит как хлоридные, так и фторидные соли.

Можно ли сваривать алюминий проволокой из мягкой стали?

Этот процесс может соединять вместе самые разные совместимые и несовместимые металлы — больше, чем другие формы сварки. Это делает его идеальным способом сварки разнородных металлов. Таким образом, сварить алюминий и сталь можно.

Можно ли сварить вместе два куска алюминия?

Алюминий можно сваривать различными способами, а именно TIG, MIG и плазмой. Процесс сварки TIG на переменном токе в основном используется для более тонких листов. В частности, стыковые соединения хорошо свариваются с помощью горелки TIG.