Какими электродами варить алюминий

Как заварить алюминий электросваркой

Алюминиевые конструкции, детали иногда нужно срочно отремонтировать. Имея навыки сварщика, многие самостоятельно заваривают алюминий электросваркой. В домашних условиях качественно выполнить шов не получится. Но как экстренную меру сварку алюминия электродом часто используют. Во время работы с легким металлом нужно учитывать особенности сплавов. Марганец увеличивает окислительную способность, магний улучшает свариваемость, кремний снижает температуру плавления.

Особенности сварки алюминия электродом

Сварить алюминий электродом без защитной атмосферы не получится. Горячий металл быстро насыщается водородом, шов получается пористым, расплав сильно разбрызгивается, шов получается неровным. Чтобы уменьшить разбрызгивание, металл варят на токе обратной полярности, на деталь подключают минусовую клемму, к держателю подводят плюс. Заготовки предварительно прогревают до +150 – +190°С, чтобы устранить воду, накапливающуюся в порах оксидного слоя.

Возникают трудности из-за оксидной пленки, она расплавляется при +2037°С, алюминий – при +660°С. Перед сваркой оксидный слой зачищают до блеска. Чистота поверхности влияет на качество соединения. У сплавов хорошая теплопроводность, он быстро нагревается, остывает, дает большую усадку, возникают внутренние напряжения, трещины. При сварке металла используют теплоотводящие подкладки. Они поддерживают необходимую температуру. Легкий металл в домашних условиях варят на высоких токах. Электроды выбирают специальные, предназначенные для сварки.

Выбор сварочного аппарата и электродов

Алюминий относится к плохо поддающимся сварке металлам. Сила рабочего тока должна быть в 1,5 раза выше, чем для стали. Сварочный аппарат должен генерировать постоянный ток до 250–300 ампер. Для работы подойдет бытовой аппарат для сварки, работающий от сети 220 В. Можно подобрать выпрямители, трансформаторы или генераторы, но лучше остановить выбор на инверторе, его преимущества:

высокий КПД, до 95%;
низкие индуктивные потери;
снижение расхода тока за счет автоматического отключения;
аппарат спокойно переносит просадку напряжения в сети;
поддерживается стабильная дуга, достаточно задеть заготовку;
есть дополнительные функции;
небольшие габариты, можно переносить его в любое место.

Легкие сплавы несколькими электродами с солевой обмазкой, образующей шлаковый защитный слой:

Озана, Озана-2 производства Спецэлектрод;
ОК 96.20, 96.10, 96.50, шведская компания ESAB;
УАНА отечественных производителей.

Можно использовать другие расходники, предназначенные для сварки алюминиевого литья и сплавов. Заготовки 2мм варят диаметром 2,5, для 3–4 мм деталей выбирают толщину 3,2; максимальный диаметр стержней – 4

Технология сварки алюминия электродом

В домашних условиях заготовки предварительно зачищают. У деталей, свыше 3 мм, разделывают кромки под углом 45–60°. Чем больше угол, тем качественнее получится шов. Если пластины толще 7 мм, их укладывают с зазором 2 мм. Трещины предварительно выравнивают, углубляют болгаркой, края высверливают, чтобы снять внутренние напряжения.

Как варят алюминий электродами:

сначала заготовки прихватывают в нескольких местах;
корневой шов ведут, держа электрод перпендикулярно;
толстые детали варят в несколько проходов, каждый слой простукивают для снятия окалины;
наплавочный валик должен выступать на 2-5 мм в зависимости от толщины деталей.

Сваривать алюминий нужно с соблюдением рабочего режима (толщина заготовки, мм/ток, А):

Виды электродов по алюминию и правила качественной сварки

Электроды по алюминию, представляющие собой металлические стержни, покрытые специальной обмазкой, очень редко используют на крупном производстве. С их помощью варят металл в домашних условиях, на небольших предприятиях или при выполнении сложных монтажных работ вне стен производственного цеха. При использовании таких электродов удается избавиться от оксидной пленки на поверхности алюминия, которая очень сильно затрудняет сварочные работы, выполняемые с деталями из данного металла.

Шведские электроды Elga для сварки алюминия и его сплавов

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

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.

Читать еще: Лучший электрочайник из нержавеющей стали

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 методы использования электродов по алюминию

Варить алюминий можно с помощью электродов различного типа – угольных, графитовых, вольфрамовых. На их выбор оказывает влияние ряд факторов. В первую очередь, это технология сварки, которую планируется использовать.

Сварка, выполняемая по ручной дуговой технологии

Эта технология предполагает использование в качестве электродов угольных стержней, а также металлических прутков со специальным покрытием, выполняющим роль присадочного материала. Такую сварку проводят на прямом токе обратной полярности. Особенно активно она используется при соединении алюминиевых деталей небольшой толщины, при исправлении брака, обнаруженного в отливках из алюминия. Для сварки с использованием данной технологии, как правило, пользуются инвертором.

Дуговая сварка, выполняемая по автоматической технологии

Такая технология эффективна при соединении встык алюминиевых деталей, толщина сечения которых больше 4 мм. В качестве электродов используется алюминиевая проволока, а сам процесс выполняется под слоем флюса, обладающего невысокой электропроводностью. Основу такого флюса составляет карбоксиметилцеллюлоза, замешиваемая на обычной воде. После замешивания флюс перетирается через ячейки сита, а затем прогревается в течение 6 часов при высокой температуре – 300 градусов Цельсия.

Сварка в среде защитных газов (аргона или его смеси с гелием)

Такая сварка, для которой применяется алюминиевая проволока, используется для соединения алюминиевых деталей, отличающихся небольшой толщиной. Для зажигания и поддержания в стабильном состоянии сварочной дуги при применении данной технологии необходимы вольфрамовые электроды. Выполняться такая сварка может и в ручном, и в автоматическом режимах, для чего используется погруженная или импульсная дуга. Сварочная дуга, создаваемая при помощи вольфрамового электрода, отличается высокой стабильностью, что дает возможность получать качественные и надежные соединения.

Такая сварка характеризуется высокой скоростью выполнения и проходит с применением вольфрамовых электродов и присадочной алюминиевой проволоки. Для плазменной сварки необходим источник переменного тока. Диаметр вольфрамовых электродов, применяемых при этом, находится в интервале 0,8–1,5 мм. Защитным газом для такой сварки выступает аргон (в чистом виде или в смеси с гелием).

Небольшой обзор дорогих электродов для сварки алюминия и его сплавов от производителя Weldcap.

Как изготовить электроды по алюминию своими руками

Все марки электродов, которые используются для сварки деталей из алюминия, стоят недешево, поэтому у многих домашних умельцев возникает естественный вопрос: можно ли сделать их своими руками. В интернете есть много видео, наглядно демонстрирующих процесс изготовления самодельных электродов по алюминию. Кроме того, чтобы своими руками сделать электроды, применимые для сварки алюминия, вы можете воспользоваться следующей инструкцией.

Алюминиевая проволока, диаметр которой составляет 3–4 мм, нарезается на куски длиной 25–30 см.
Для приготовления обмазки электродов необходимо измельчить обычный мел и смешать полученный порошок с силикатным клеем – жидким стеклом. Смесь данных компонентов надо довести до однородной массы и обмазать ею прутки из алюминиевой проволоки.
Обмазку из силикатного клея и измельченного мела наносят на поверхность алюминиевого прутка слоем толщиной 1,5–2 мм, затем полученный электрод сушат до полного затвердевания его поверхности.

Пользуясь этой несложной инструкцией, вы сможете сделать своими руками электроды для сварки заготовок из алюминия, а приведенное ниже видео на данную тему вам в этом поможет. Несмотря на простоту изготовления, самодельные электроды дают возможность выполнять сварку деталей из алюминия с высокой эффективностью, получать качественные и надежные соединения.

Читать еще: Плазменная резка металла принцип работы видео

Электроды для сварки алюминиевых изделий

Любой мастер, занимающийся сваркой понимает всю сложность работы с алюминием. Сварка алюминия в домашних условиях электродом – процесс затратный по времени и трудоемкий. Это обусловлено тем, что на металл очень сильно оказывают влияние внешние факторы. Электроды по алюминию содержат всевозможные добавочные вещества, которые упрощают процесс сварки и создают вспомогательную защиту. Однако все равно они не могут избавить от всех трудностей, которые необходимо решать на этапе предварительной обработки.

Варить алюминий электродами – довольно не просто, но в то же время такой способ является самым доступным, который отличается низкой себестоимостью.

Отличительное свойство, которым характеризуются электроды по алюминию – это достаточно низкая температура плавления. Именно за счет этого свойства процесс их плавления осуществляется в максимально короткие сроки.

Чтобы создать качественный шов , надо иметь опыт в сварочных работах, поскольку вести наплавку надо очень быстро и здесь стоит быть особенно внимательным, т.к. одно неверное движение – и результат будет не тот.

Электроды для сварки алюминия получили очень широкое распространение, поскольку металл и его сплавы очень часто используется в промышленной сфере и при создании бытовых изделий. Электроды по алюминию – очень прочные, и при этом весят совсем немного. Используя электроды по алюминию для сварки инвертором в домашних условиях можно столкнуться с некоторыми трудностями. Однако, если подобрать подходящие наплавочные материалы и произвести хорошую предварительную подготовку , можно качественно сварить изделия.

Обратите внимание! Никакое защитное покрытие или газ не смогут совладать с оксидной пленкой, присутствующей на изделии, поэтому осуществляя наплавку, дугу надо держать максимально низко к основному металлу, так сварочный шов будет более прочным и надежным.

Рассмотрим более подробно как сварить алюминий

ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ АЛЮМИНИЕВЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

Каждый сварщик знает, что заварить алюминий достаточно сложно. Основная причина – это оксидная пленка, присутствующая на алюминиевых элементах. Именно поэтому, для того, чтобы сварка прошла успешно и в итоге образовалось надежное соединение, нужно хорошо очистить поверхность заготовок от грязи и пыли, а также полностью убрать оксидную пленку.

Чтобы максимально хорошо очистить изделия, предварительно надо поместить заготовки в органический растворитель (ацетон, РС-1, РС-2, уайт-спирт), либо в щелочную ванну (в ней изделия надо подержать не более 5 минут).

Щелочная ванна считается самым действенным методом очистки алюминиевых изделий. Чтобы приготовить раствор в домашних условиях понадобится: 1 литр воды, 50 г карбонат натрия, 30 г жидкого стекла, 50 г технического тринатрийфосфата.

На заметку! Раствор, который приготовлен, нужно нагреть до температуры в 65° С. И только выполнив это условие, можно в него помещать детали.

После того, как алюминиевые детали будут очищены и обезжирены, можно начинать удалять оксидную пленку. Если пренебречь этим, то изделие, которое вы сварите, будет ненадежным и шов может разойтись. Избавиться от оксидной пленки в домашних условиях можно посредством металлической щетки, напильника или шлифовальной машинки. Когда элементы из алюминия подвергнутся механической обработке, их надо обработать растворителем.

После того, как будут выполнены все вышеописанные этапы подготовки поверхностей изделий , можно переходить непосредственно к сварке. Наиболее оптимальный вариант – это сварка алюминия в домашних условиях инвертором, здесь применяются специальные алюминиевые электроды. Для того чтобы получилась хорошо горящая дуга и в итоге образовалось прочное соединение, их нужно прогреть в печи, при температуре 200° С. Время прогрева – около двух часов.

Для того, чтобы сварить алюминий, потребуется прибегнуть к применению источника постоянного тока и подключать его надо в обратной полярности. Есть специальные электроды для сварки алюминия, их и нужно использовать. Также важно верно подобрать силу сварочного тока: величина его должна равняться 25-30 А на 1 мм их диаметра.

В процессе работы нужно уделять внимание еще одному моменту. Участок, где предполагается выполняться шов, надо прогреть газовой горелкой.

Температура нагрева напрямую зависит от толщины деталей, чем она больше, тем дольше нужно прогревать алюминиевые заготовки.

Качество сварочного шва зависит еще и от скорости охлаждения, здесь важно, чтобы она была максимально низкой. Соблюдая такую технологию, металл хорошо проплавится даже на низких токах, а также вы минимизируете риск появления трещин.

Обобщим вышеизложенное. Последовательность действий следующая:

Изначально все свариваемые детали хорошо очищаются и предполагаемые участки соединения прогреваются посредством газовой горелки.
На образовавшемся в итоге сварном шве надо удалить шлак.

Очищенный шов надо облить горячей водой, так он будет остывать намного медленнее.
После того как он остынет, нужно избавиться от остатков шлака металлической щеткой. Если это не сделать, то может появиться коррозия.

ВИДЫ И СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ПО АЛЮМИНИЮ

Существует несколько способов сварки алюминия:

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.

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.

Читать еще: Как повысить плотность аккумулятора в домашних условиях

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ

Несмотря на обилие различных электродов, используемых для соединения алюминиевых деталей, выделяются несколько марок, завоевавших наибольшую популярность:

Щелочно-солевые электроды марки ОК. Самое широкое распространение получили модели: 96.10, 96.20, 96.50. Данные электроды рекомендуется использовать для сварки технического алюминия и изделия из сплавов данного металла с марганцем и магнием. Электроды марки ОК характеризуются высокой гигроскопичностью, в связи с этим хранить их необходимо в местах с максимально низким уровнем влажности.

Как варить алюминий электродом

Из алюминия произведено множество конструкций применяемых в устройстве автомобиля. Это могут быть блоки двигателя, коробки передач и элементы кузова. Изготавливают из этого нержавеющего материала различные емкости для промышленных и бытовых нужд. В случае образования трещины или свища заварить проблемное место лучше в среде аргона специальным аппаратом. Но если такой возможности нет, то можно воспользоваться инвертором. Сварка алюминия электродом в домашних условиях требует определенного режима и предварительной подготовки. Используются и специализированные расходные материалы. Как все это осуществить описывается ниже и демонстрируется на дополнительном видео.

Сварочный процесс-трудности работы с материалом

Электрической дугой можно соединять многие виды железа. У нее достаточно высокая температура горения, что позволяет хорошо проплавлять разную толщину пластин и создавать надежные и герметичные соединения. Но сваривать алюминий инвертором сложнее ввиду нескольких специфичных особенностей этого материала.

Первой трудностью являются гигроскопичные свойства алюминия. Материал способен впитывать окружающую влагу и накапливать в себе. Это не проявляется видимым образом на охлажденном изделии, но сразу станет заметно при ведении сварки. Когда зажигается дуга и металл оказывается в зоне повышенной температуры, то влага начинает испаряться с его поверхности, неизбежно попадая в зону сварки. Это приводит к чрезмерным брызгам и помехам при выполнении шва. Чтобы предупредить такое явление, требуется предварительный подогрев изделия горелкой при температуре 150-190 градусов. Во время выполнения процедуры можно увидеть выделение влаги на поверхности.

Еще одной сложностью является оксидная пленка, покрывающая все изделие тонким слоем. Она защищает металл от разрушения в кислотной среде, но существенно мешает свариванию инвертором в домашних условиях. Трудность заключается в огромной разнице температур плавления. Алюминиевый материал плавится при 500 градусах, а его оксид при 2000 градусах. Чтобы устранить этот перепад необходимо зачистить место сварки железной щеткой, дающей доступ к основному металлу.

Взаимодействие с окружающим воздухом способствует образованию пор в структуре шва, что значительно понижает его герметичные свойства. Защита сварочной ванны выполняется подачей аргона в случае TIG, или созданием газового облака от покрытых электродом при сварке инвертором в домашних условиях.

Поскольку чистый алюминий не используется в изделиях, то трудностью для сварки могут быть другие элементы входящие в сплав. Так, марки Ал2 и Ал9 с содержанием силумина от 4 до 13% считаются ограниченно свариваемыми. Такие же показатели имеют марки AMr1 и AMr6, где марганец может добавляться от 2 до 6%. Дюралюминий Д16 относится к трудносвариваемым.

Выполняем сварку: этапы работы

Как сварить алюминий стало понятно после многочисленных попыток и экспериментов. Далее представлены пошаговые действия, позволяющие получить качественное соединение в домашних условиях:

Если свариваемые пластины имеют толщину более 5 мм, то необходима разделка кромок. Стандартом считается срез краев под 45 градусов, но допускаются и другие значения. Стоит отметить, что чем больше угол разделки, тем шире получится сварочный шов. При толщине пластин более 7 мм между ними требуется технологический зазор в 2 мм. Если рабочим объектом является трещина, то ее необходимо расширить отрезным диском и «болгаркой», иначе шов будет поверхностным.
Подготовленное изделие необходимо прогреть. Удаление влаги производится пропан-кислородным пламенем. Это может быть резак или обычный баллончик с бытовой горелкой. Нагреть необходимо поверхность до 150 градусов. Проверить это можно специальным аппаратом или визуально по сухому состоянию материала.
После нагрева быстро осуществляется зачистка оксидной пленки. Для этого подойдет обычная щетка по металлу. Снять тугоплавкий слой важно в начале зоны сварки. Последующее действие будет оказывать электрод, чей состав и температура разъедают оксид, позволяя производить сварку.
На подготовленном материале ставятся прихватки, фиксирующие свариваемые стороны. Корневой шов необходимо провести ровно, заполнив зазор. Угол относительно свариваемых частей необходим в 90 градусов. Это непривычно для начинающих сварщиков, или тех, кто работал только с углеродистой сталью. Но так расплавляемый металл будет точнее попадать в место соединения. После небольшого остывания поверхности отбивается шлак. Это происходит довольно трудно, поэтому требуется острый молоточек.
Последующие слои шва наносятся до того уровня, чтобы заполнить всю толщину материала и создать небольшой валик поверх места соединения.
Швы ведутся короткой дугой. Чрезмерное увеличение зазора может приводить к обрыву дуги. На конце электрода образуется нагар в виде белого слоя. Это выступающая щелочь. Чтобы продолжить сварку требуется удалить этот диэлектрик.

Электрод при сварке алюминия инвертором плавится быстрее, чем при работе с обычной сталью, поэтому тренировки на нерабочей поверхности помогут привыкнуть руке к сохранению дистанции.

Оборудование и электроды

Сваривание изделий из алюминия можно выполнять обычным инвертором. Аппарат удобен для транспортировки и передвижению на месте. Полярность необходимо выставить так, чтобы в руках сварщика находился «плюс», а на изделие крепился «минус». Потребуется розетка с 220 V.

Электроды необходимы специализированные, например UTP 48, или аналоги. Они бывают различных диаметров и подбираются по толщине металла. Состав расходных материалов тоже имеет гигроскопичные свойства, что требует предварительной просушки для образования качественного соединения. Подходящие режимы для сварки могут быть такими: