Технология TIG сварки алюминия

Алюминий — один из самых распространенных металлов, но и один из наиболее «капризных» в отношении сварки. Техническая необходимость вынудила инженеров создать специальные аппараты — сварочные инверторы ТИГ для сварки алюминия. Они отлично справляются со своими заданиями и очень распространены, но их применение требует определенных знаний не только о технике работы, но и об особенностях алюминия.

Основной способ сварки

Дуговая сварка в аргоне алюминия и его сплавов (AC TIG) производится на переменном токе, источником которого, как правило, является инверторный генератор. Инвертор не только выдает ток очень точной синусоиды, что немаловажно при сварке, но и очень компактный. Кроме самого инвертора, в состав аппарата входят:Состав аппарата TIG

  • баллон с газом (аргон или аргон+гелий);
  • горелка TIG;
  • газовые шланги;
  • кабели.

Работает аппарат AC TIG с применением вольфрамовых неплавящихся электродов и присадочной проволоки. В стандартный набор сварщика входят также щиток (желательно «Хамелеон» и защитные краги). На аппарате предусмотрена регулировка сварочного тока и расхода газа. Но о режимах сварки будет рассказано ниже.

Преимущества аргоновой сварки алюминия

Среди всех видов, сварка алюминия TIG — одна из самых сложных и требует определенных навыков. Но, при некоторой практике, справиться с простыми швами могут даже новички. Сложность заключается как в настройках аппарата, так и в том, что сварщик оперирует не только горелкой, но и присадочной проволокой. Синхронность действий определяет результат сварки.Сварка алюминия TIG

Алюминий отличается очень высокой активностью по отношению к кислороду — при контакте расплава с атмосферным воздухом он мгновенно покрывается пленкой окислов (Al2O3) и сплавление деталей оказывается некачественным, шов непрочный, если получился вообще, даже с использованием присадочной проволоки. Кроме того, при нагревании алюминий не меняет своего цвета — практически невозможно визуально контролировать температуру рабочего участка.

Роль аргона в аппарате TIG — вытеснение кислорода из зоны работы горелки. Струя газа под давлением постоянно обдувает ванну и позволяет ей остыть до определенной температуры, пока горелка не переместится дальше. Шов успевает «схватится» прежде, чем вступит в контакт с воздухом, а окисел на поверхности даже полезен, защищая алюминий от различных коррозионных воздействий.

Присадочная проволока (припой) — основной расходный материал, кроме газа, который требуется при сварке ТИГ. Она производится из алюминия и при расплавлении заполняет шов. Аппараты для TIG сварки алюминия отличаются высокой универсальностью, кроме алюминия ими можно сваривать другие металлы и сплавы:

  • магний;
  • низколегированную и углеродистую сталь;
  • нержавеющую сталь;
  • сплавы меди и других цветных металлов.

Работают аппараты TIG как на переменном АС, так и на постоянном DC токе. Но алюминий сваривается только на переменном. Это связано с особенностями взаимодействия металла с его оксидом и их различными физическими свойствами.

Температура плавления оксида находится в пределах около 2060°С, а самого алюминия — всего 660°С. При расплавлении оксида алюминий, особенно на тонких листах, может элементарно прожечься насквозь, это же возможно и на более габаритных деталях, если работать без должной осторожности. Для ликвидации этой опасности сварочный аппарат для профессиональной сварки алюминия аргоном TIG оборудован устройством поджига дуги, которое увеличивает силу тока при начале сварки, давая возможность дуге расплавить оксид, затем уменьшает его и поддерживают на заданном уровне. На некоторых аппаратах ТИГ предусмотрена ручная кнопка поджига дуги.

При токе переменном происходит несколько взаимосвязанных последовательных процессов — при обратной полярности из зоны сваривания удаляется оксидная пленка, при прямой — происходит расплавление чистого алюминия и его сплавление с материалом присадочной проволоки. Для увеличения качества шва, при разной толщине металла, многие аппараты оснащаются системой регулировки частоты сварочного тока. Правильно подобрать ее можно при помощи специальных таблиц и графиков.

При постоянном токе сваривать алюминий тоже можно, только этот процесс требует очень большого мастерства оператора и приводит к повышенному расходу как сварочной проволоки, так и вольфрамового электрода, который довольно дорогой. Да и в аргоне на постоянном токе работать трудно, необходим чистый гелий, который значительно дороже.

Какую присадочную проволоку выбрать

Для сварки в режиме AC TIG промышленностью производятся стандартные прутки, предназначенные только для алюминия. Их вид показан на фото ниже:

Стандартные прутки присадочной проволоки

Выпускаются они в различных диаметрах и выбираются в зависимости от толщины металла и режима сварки по току. Ориентировочная таблица поможет в правильном выборе припоя.

Таблица 1

Ориентировочная таблица выбора припоя для ТИГ сварки
Универсальная ER 4043 — для сварки алюминия, и его сплавов АД31, АД33, АД35 с магнием, кремнием и другими элементами.Виды промышленных припоев для сварки алюминия TIG определяются ГОСТ 7871-75. Наиболее распространены:

  • AL ER5356 — для сплавов AlMg4, AlMg3, AlMg5, AlMg6.

От выбора припоя зависит как качество, так и скорость сварки, что немаловажно — процесс сварки TIG происходит в несколько раз медленнее, чем ММА или MIG, поэтому возможность его ускорения весьма актуальна.

Подготовка алюминия к сварке

При сваривании алюминия данным методом очень большое значение имеет чистота поверхности как химическая, так и механическая. В зоне шва не должно быть масла, грязи, воды, пыли. Их необходимо удалить металлической щеткой, растворителем (лучше уайт спиритом или ацетоном).

Иногда алюминий обезжиривают при помощи бензина, но если вы хотите получить действительно качественный шов, то от бензина, даже высокооктанового, придется отказаться. В современном топливе находится очень высокий процент присадок и ингибиторов, поведение который при нагреве до высоких температур предвидеть сложно.

В промышленных условиях зону контакта двух свариваемых деталей протравливают специальными щелочными составами для удаления оксидной пленки. При сварке в домашних условиях вам достаточно тщательно обработать рабочую зону стальной щеткой — это разрыхлит оксидный слой и позволит легко его расплавить.

Если вы все же решились на химическую обработку, то после нее необходимо промыть зону шва чистой водой под давлением и просушить. Очень удобно воспользоваться строительным феном, который, к тому же, прогреет детали. Вообще-то предварительный прогрев применяется при сварке ТИГ и в качестве обязательного технологического этапа, но только для сваривания массивных деталей.

Если вы обладаете собственным опытом сваривания алюминия TIG при АС и DC токе — поделитесь им на страницах нашего сайта. Нам и нашим читателям интересен опыт практиков и нестандартные подходы к решению задач сваривания различных металлов.

Поиск записей с помощью фильтра:
Вид обработки
Вид проката
Вид материала
Закрыть