Электроды для сварки алюминия

Какие проблемы возникают при сварке алюминия

Алюминий, также как его сплавы, относится к металлу, при сварке которого возникают определённые трудности. Наверное, каждому сварщику известно, что поверхность алюминия покрывает плёнка, состоящая из соединения алюминия с кислородом воздуха – оксид алюминия Al2O3. Эта пленка защищает алюминий от коррозии,к тому же она достаточно тугоплавкая, её температура плавления 2050 градусов.


Кроме того, если очистить поверхность металла от этой плёнки механическим или химическим способом, со временем она появится опять, так как кислород вступит в реакцию с алюминием, поэтому заранее очищать все детали не получится.

Вторая проблема, которая мешает сварке, состоит и в том, что сам алюминий начинает разрушаться при нагревании его уже до 450 градусов.

Также, при нагревании сварочного места и при одновременном воздействии случайных примесей, например, железа в виде остатков мелкой стружки или ржавчины или кремния в виде мелких песчинок, может появиться коррозия сварочного шва, которая разрушает как шов, так и околошовную зону. Поэтому место работы нужно хорошо убирать.

Качественный и бракованный сварочные швы
Качественный и бракованный сварочные швы

 

Также нужно помнить, что не все марки алюминиевых сплавов одинаково хорошо подвергаются сварке. Например, хорошо поддаются сварке сплав алюминия с добавлением магния, но при этом это должна быть марка не выше АМг6т, то есть марганца должно быть не более 6%, так как с повышением этого элемента ухудшаются сварные качества. Отлично варится такой сплав, как дюралюминий, например такие марки, как Д1, Д16, Д19. Д20 также  подлежит соединению при помощи сварки, но намного хуже, приходится применять специальные электроды, рассчитывать режим сварки. В дюралюминии добавляется медь как основной компонент легирования, примерно 4, 5% от общего состава, затем тот же магний, примерно 1, 5% в зависимости от марки и марганец, около 0, 5%.

Какими электродами лучше варить алюминий и алюминиевые сплавы

Для ручной дуговой сварки  алюминия используют порошковые электроды, их проще называют ещё электродами с обмазкой. В составе порошка для обмазки входят соединения фтора или хлора, которые при горении дуги соединяются с материалом стержня – алюминием, выделяя при этом газ, который защищает расплавленный алюминий от кислорода воздуха и примесей.

Толщина металла, который собираемся варить, при ручной сварке должна быть минимум 4 мм, электрод берем толщиной 4 -5 мм, так как он плавится в 2, 5 – 3 раза быстрее, чем из черного металла. Этот вид сварки применяется как для деталей, состоящих из чистого алюминия или сплавов, имеющих добавление до 5% марганца.

Для таких работ лучше купить электроды для сварки алюминия таких марок, как ОЗАНА. Хорошо использовать и такие российские марки, как ОЗА, ОЗА – 1, ОЗР, ОЗР – 2 для разных составов сплава.

Выбрав для работ марку ОЗАНА – 1 нужно помнить, что их применение лучше для алюминия без добавок, например, таких марок, как А0, А1, А2, А3. При толщине свариваемых деталей не выше 10 мм прокалывать их не нужно, при большей толщине нужно прокалить 30 минут при стабильной температуре 180-200 градусов. Важно – выбираем ток только обратной полярности, переменный.

Для сплавов  применяется марка ОЗАНА – 2. Остальные технологии аналогичные с предыдущей.

Если у нас аппарат с постоянным током, но с обратной полярностью, тогда применяются электроды ОЗА.

Они применяются как для чистого металла, так и для его сплавов, но с обязательной прокалкой до 250 градусов электродов и подогрева деталей, которые будете варить. Применяются эти электроды по алюминию для дуговой сварки при толщине деталей от 3 до 16 мм. Являются очень чувствительными к чистоте сварочных кромок. Первые две марки электродов позволяют варить в горизонтальном и наклонном положении, для потолочных швов лучше использовать марку УАНА, которую также используют для соединения деталей, изготовленных методом литья и сложной формы, у которых повышенная деформация при сварке.

Из иностранных производителей можно обратить внимание на шведскую марку ESAB. Их используют для работ в среде аргона или смеси аргона и других газов.  Выпускаются эти электроды для сварки алюминия или его сплавов инвертором нескольких марок. Например, марка ОК 96.10, имеет защиту электрода, которая состоит из хлористого и фтористого соединений в виде композитов. Это позволят  сварочной дуге гореть очень стабильно. В результате чего получаем ровный аккуратный шов с минимумом разбрызгивания, с легко отделяемыми шлаками. Подходит для сварки алюминия.

Электроды, которые выпускает компания ESAB

Для сварки сплава с добавкой марганца не выше 3% выбираем ОК.96.20.

Если в сплаве присутствует медь, марганец или магний, выбираем ОК.96.50, у которого сама основа также состоит из сплава с добавлением марганца.

Обычно для сварки, как полупрофессиональной (гаражной), так и профессиональной этого металла применяется инверторный аппарат, который может варить как вольфрамовым  или угольным электродом, так и проволокой. Поэтому важно выбрать нужные электроды по алюминию для инверторной сварки. Можно варить при помощи угольных электродов, используя в качестве присадки алюминиевые прутки. Например, это могут быть марки А 0, А1 или сплавы АМц, АК.

Угольный электрод состоит из смеси коксового угля, добавок и смолы для связи. Они абсолютно не плавятся, то есть ток проводят, но в состав сварочной ванны не попадают.

Как проводить сварку алюминия в домашних условиях различными электродами

Ручная дуговая сварка алюминия, несмотря на низкую производительность, все — таки остается наиболее предпочтительным методом сварочного соединения алюминиевых деталей или деталей, состоящих из сплавов алюминия. При этом способе получаем шов хорошего качества, поры и трещины обычно сводятся к минимуму.

При ручной дуговой сварке алюминия нужно помнить и некоторые правила проведения этих работ. Например, электрод должен находиться по отношению к детали под углом 90 градусов. Кроме того, работы ведутся при максимально короткой величине дуги.

При сварке металла толщиной более 5 мм необходимо вырезать скосы по краям под углом от 45 до 60 градусов.

Подготовка фасок перед сваркой алюминия

Как заготовку, так и электроды перед началом работ нужно прогреть, особенно это касается электродов. Об этом и напоминает инструкция от производителя. Прожаривать электроды можно и в самодельно изготовленной электропечи и в приобретенной. Главное, второй или третий раз электроды прокалывать нельзя, качество снижается на треть.

Чем толще металл будем варить, тем дольше прожариваем электроды. Если заготовка большая, прогреваем её частями.

Нужно помнить, что при сварке алюминия не возникает изменение расцветки в виде цветов побежалости и проконтролировать процесс становиться труднее, нужно основываться на расчет и на интуицию.

Примерный расчет величины сварочного тока – на 1 мм толщины берем 25 – 30 Ампер.

Как уже писалось, перед началом сварки снимаем оксидную плёнку  на месте соединения, используя как механический, так и химический способ.

Сварка алюминия электродом в домашних условиях осложняется еще и тем, что алюминий, как очень текучий металл, по технологии варится в один проход с использованием стальных прокладок под шов. Кроме того, без опыта работы часто можно получить трещины в районе шва, особенно в случае расположения швов в непосредственной близости друг от друга. Неприятным сюрпризом может стать и деформация детали после остывания.

Если производить сварку полуавтоматом, используя вольфрамовые электроды или угольные для сварки алюминия, используют для обязательной защиты горячего сварочного шва аргон (наиболее предпочтительно), а также гелий, азот и различные смеси. Но для такого вида сварки нужен опыт, что бы получить качественный и ровный шов.

Сварка неплавящимися электродами производится током прямой полярности, в отличии от плавящимися электродами, направление сварки может быть как справа на лево, так и с лева направо.

Схема сварки неплавящимся электродом

Обычно присадочная проволока всегда используется, но для тонких листов до 3 мм обходятся и без неё.

Использование импульсного полуавтомата для сварки проволокой, которая работает в качестве основного электрода не так распространено из – за того, что качество шва не всегда получается хорошим.

Разброс цен на электроды для сварки алюминия

Купить электроды для сварки алюминия инвертором в зависимости от производителя можно по разной цене.

Главное, угадать с маркой и толщиной прутка.

Если рассматривать угольные электроды, они могут быть и шведской компании ESAB, например OK ALMN1, диаметром 2, 4 мм и длиной 350 мм, которые применяются специально для сварки алюминия и его сплавов, весом 2 кг стоят 6400 рублей. Есть тайванских производителей, немецких и других, цены от 60 рублей за 1 штуку.

Можно купить  вольфрамовые электроды по алюминию для инверторной сварки, например от компании FUBAG 10 штук WL GOLD имеют цену 747 рублей, поштучно от 86 рублей за единицу. Цена на электроды для сварки алюминия от китайского производителя GOLDSPARK WZ -8 немного ниже – 10 штук диаметром  1, 6 мм стоят 586 рублей.

Электроды китайского производителя GOLDSPARK WZ -8

Электроды по алюминию для дуговой сварки  имеют также различную цену, например ОЗАНА –2, 1, толщиной 3 мм весом 1 кг имеет цену от 1640 рублей в розницу.

Электроды по алюминию ОЗАНА -1

В эту же цену будет и марка ОЗА -1, 2. Килограмм шведских электродов ОК 96.20 обойдется в 3544 рублей в розницу.

Если покупать Castolin 2101s, за 1 электрод цена будет 511 рублей,