Как сварить алюминий инвертором

Как сварить алюминий инвертором — пошаговая инструкция

Алюминий не самый прочный материал, поэтому не удивительно, что предметы из него нередко ломаются. Необязательно относить их в мастерскую, отремонтировать можно и дома сваркой алюминия инвертором. Однако для создания надежных соединений нужно учитывать неординарные свойства этого капризного материала.

Можно ли варить алюминий инвертором

Сложность сваривания алюминия инвертором обусловлена его характеристиками:

1. У оксидной пленки, которой покрыта поверхность этого металла, температура плавления 2000⁰C, а у металла — 660⁰C.
2. Перед работой пленка удаляется. Сварку начинают сразу после снятия оксида, чтобы очищенная поверхность не успела окислиться.
3. При значительном перепаде температуры прочность алюминия уменьшается.
4. Из-за высокой текучести металл стремится убежать из сварочной ванны, что затрудняет наложение вертикальных швов.
5. Из-за высокого коэффициента температурного расширения заготовки при усадке могут деформироваться, а шов растрескаться.
6. Цвет алюминия при нагреве не изменяется, что затрудняет контроль над процессом при выполнении инверторной сварки.

Какой инвертор подойдет для сварки алюминия

Выбор инвертора для сварки алюминия зависит от объема и сложности работы. Если ремонтом заниматься приходится нечасто, а к качеству соединения не предъявляется высоких требований, достаточно дешевого аппарата. В противном случае предпочтение отдается модели с функциями MMA и TIG. Таким аппаратом выполняются соединения электродами с покрытием и аргонодуговой сваркой. Для домашнего ремонта достаточно силы тока 200 А.

Для упрощения и ускорения работы при больших объемах следует обратить внимание на инверторы с осциллятором, позволяющим зажигать дугу бесконтактным способом. Полезной будет опция постепенного затухания дуги, управления балансом полярности и импульсный режим. Если предполагается частое перемещение инвертора, предпочтение следует отдавать компактным моделям. Они дороже аппаратов с аналогичными функциями, но удобней при перевозке.

Выбор расходных материалов для сварки

Чтобы варить алюминий инвертором без аргона применяются электроды, сделанные из близкого по составу материала. Их покрытие при нагреве создает газовую среду, которая препятствует проникновению воздуха в зону сварки. Лучшими отечественными признаны марки ОЗА, ОЗР, ОЗАНА. Аналоги зарубежного производства OK 96.20, OK 96.40, Kobatek-213 лучше по качеству, но стоят дороже.

Аргонодуговая сварка выполняется неплавящимися электродами из вольфрама. Для создания шва используют присадочную проволоку диаметром от 2 до 5 мм. В составе популярных марок АО, АД, АК содержится много магния.

Чтобы сваривать алюминий инверторным полуавтоматом используется присадочная проволока диаметром от 0,8 до 1 мм в катушках по 0,5 кг. Большей популярностью пользуются марки ER 4043 и ER 5356, сделанные из сплава кремния с алюминием. Св-АК 5 и Св-АМг из алюминия с магнием применяются реже.

Технология сварки алюминия инвертором

Перед началом сварки алюминия в домашних условиях нужно обработать место соединения:

1. Если толщина деталей больше 5 мм, с кромок снимаются фаски под углом 45 — 60⁰. Чем толще металл, тем больше скос.
2. Заготовки на расстоянии 2 — 3 см от стыка очищаются металлической щеткой от оксидной пленки и обезжириваются растворителем.
3. Рекомендуется предварительный нагрев деталей до 400⁰C.
4. Для предотвращения деформации, при усадке алюминиевые заготовки в зависимости от толщины размещают с зазором 1 — 2,5 мм между ними.
5. Если детали тоньше 5 мм, под них подкладывают графитовые или керамические пластины, чтобы расплавленный металл не протекал на обратную сторону.

Сварка плавящимися электродами с покрытием выполняется постоянным током с плюсом на держателе, а вольфрамовыми — переменным. Чтобы шов по всей длине был одинаковой ширины, заготовки сначала прихватываются с обеих сторон. Диаметр электрода и ток в зависимости от толщины алюминия определяются по таблице:

Как сварить алюминий инвертором

Изделия из алюминия и его сплавов имеют ряд существенных достоинств, что позволило найти им широкое применение как в различных отраслях промышленности, так и во всех сферах нашего быта. Но, к сожалению, этот металл не обладает высокой прочностью и нередко ломается, поэтому алюминиевые детали приходиться иногда ремонтировать. Если раньше такого рода ремонт был возможен только на производстве, то сегодня сварка алюминия инвертором стала вполне доступной даже для неспециалиста.

Можно ли варить алюминий инвертором

При сварке инвертором изделий из алюминия и его сплавов приходиться сталкиваться с рядом определенных сложностей, вызванных его физико-химическими свойствами, а именно:

• оксидная пленка на поверхности алюминиевых деталей, которая образована вполне естественным взаимодействием с атмосферным кислородом, имеет температуру плавления в 2000⁰ C, а сам алюминий плавится при температуре всего в 660⁰ C;
• тугоплавкую оксидную пленку с поверхности места сварки необходимо снимать путем механического удаления или химического воздействия, причем производить сварку металла после этого необходимо сразу во избежание повторного окисления;
• при больших перепадах температур во время электросварки прочностные качества алюминия значительно снижаются;
• от высокой температуры электродуги алюминий интенсивно расплавляется и начинает вытекать из зоны сварки;
• при нагревании во время проведения сварочных работ алюминий практически не изменяет свой цвет, отсюда производить контроль размеров сварного шва довольно затруднительно;
• низкое значение модуля упругости изделий из алюминия может стать причиной деформаций свариваемых конструкции, а при остывании — образования микротрещин в районе сварочной ванны.

Поэтому, зная все нюансы и соблюдая определенные условия, можно сварить алюминий инвертором даже в домашних условиях. Причем, если к инверторному сварочному аппарату не предъявляют особых требований, то к расходным материалам и методике проведения самих сварочных работ уделяют первостепенное значение. Отсюда и постараемся сформулировать ответы на вопрос: как правильно варить алюминий инвертором.

Правила сварки алюминия

При сварке алюминия необходимо соблюдать следующие требования:

• сварка изделий из алюминия и его сплавов возможна только под защитой инертных газов как аргон или смесь аргона с гелием, поэтому инверторный аппарат должен иметь специальное газобаллонное оборудование аргонодуговой сварки;
• лучше всего производить сварку при помощи неплавящихся вольфрамовых электродов, которые необходимо периодически очищать от накапливающихся окислов, в противном случае будет ухудшаться качество сварного шва;
• алюминиевые детали перед сваркой рекомендуется предварительно прогреть для уменьшения последствий температурных деформаций в районе сварного шва;
• алюминий, в основном, сваривают с помощью переменного электрического тока, причем значение силы сварочного тока устанавливают для работы с алюминием несколько больше, чем для сварки аналогичных стальных изделий;
• перед использованием присадочные алюминиевые электроды необходимо прогреть в муфельной печи.

Сварку алюминия можно производить практически всеми сварочными аппаратами инверторного типа с любой производительностью и степенью автоматизации рабочих процессов.

Расходные материалы для сварки алюминия

Для сварки различных изделий из алюминия и его сплавов с помощью неплавящихся вольфрамовых электродов на инверторных аппаратах типа TIG рекомендуется применять присадочную проволоку от 2 до 5 мм в диаметре с маркировкой АО, АК и АД с высоким содержанием присадок магниевых сплавов.

А также можно использовать специальные электроды по алюминию марок ОЗА, ОЗР и ОЗАНА российского производства или их более качественные импортные аналоги — ОК 96.20, ОК 96.40 и Kobatek-213, но только с несколько большей стоимостью. Фото

Для сварочных инверторных полуавтоматов выпускают специальную алюминиевую проволоку диаметром 0,8-1,0 мм, намотанную на стандартные катушки весом в 0,5 кг. Как правило, чаще всего используют сварочную проволоку, представляющую собой литой сплав алюминия с кремнием (Al-Si 5) марок ER 4043 и ER 5356, реже аналогичную проволоку, но сделанную из деформируемых с алюминиево-магниевых сплавов марок Св-АК 5 и Св-АМг 5. Фото

Главной составляющей цены метра шва при сварочных работах по алюминию является стоимость расходных материалов, а именно инертного газа аргона и специальных алюминиевых электродов.

Пошаговая инструкция по сварке

Если вы уяснили основные требования, как правильно варить алюминий инвертором, то можно приступать непосредственно к сварочным работам, при этом соблюдая следующую последовательность:

1. Настраиваем сварочный инверторный аппарат и для этого:

• переводим тумблер AC/DC в режим переменного электрического тока AC;
• баланс полярности устанавливаем из положения 50/50, смещая его в отрицательную сторону при работе с чистым алюминием, а для различных сплавов используем положительную часть диапазона регулировки;
• устанавливаем сварочный ток исходя из толщины самого материала и диаметра электрода, так для двухмиллиметрового листа алюминия и 3 мм присадочной проволоки достаточно выставить силу сварочного тока в 60 ампер;
• настраиваем замедление процесса затухания электродуги для заварки кратера окончания сварочной ванны, которая также зависит от толщины заготовки и при 2 мм необходимо выставить время примерно в 3 секунды;
• устанавливаем время и интенсивность продувки инертным газом, необходимое для охлаждения сварочного шва.

1. Подготавливаем алюминиевые детали для сварки путем:

• проведения механической очистки от оксидной пленки места будущей сварки с помощью металлической щетки или наждачной бумаги, доводя поверхность до идеального белого блеска;
• обезжиривания поверхности, обрабатывая ее химическими реагентами — различные растворители или специальной паяльной кислотой;
• обязательного прогревания заготовок непосредственно перед сваркой до температуры в 400⁰ C.

1. После выполнения всех подготовительных работ приступаем к чистовой сварке, соблюдая при этом главное правило, которое требует производить сварку алюминия не торопясь, чтобы обеспечить возможность равномерного прогрева материала свариваемых деталей.
2. Подачу присадочной проволоки или сварочного алюминиевого электрода необходимо осуществлять на начало сварочной ванны под углом в 15 градусов, используя легкие прикосновения так, чтобы сварочный шов получился равномерным и немного ребристым.

Не стоит приступать к выполнению чистовых сварочных работ без наличия должного опыта в сварке алюминиевых изделий. Сначала потренируйтесь и приобретите необходимые навыки и опыт. Для этого вы можете посмотреть видео, где наглядно показано как правильно сварить алюминий с помощью инвертора:

Если у вас есть свой особый опыт в этой теме, то поделитесь им в блоке комментариев.

Сварка алюминия инвертором

На производстве или ремонтных сервисах алюминий и его сплавы соединяются аргоновой сваркой на переменном токе. Так легко устраняются трещины и создаются прочные швы. Но в бытовой среде наличие аргонового аппарата редкость. Если возникла необходимость выполнить шов на этом капризном металле, то сварка алюминия в домашних условиях инвертором — оптимальное решение проблемы. Что нужно учесть при такой работе? Какие выбрать электроды и настройки аппарата? Как правильно варить алюминий?

Важные нюансы

Не каждый сварщик, умеющий работать инвертором, сможет заварить трещину на алюминиевом изделии или соединить две части в одно целое. Это обусловлено специфичными характеристиками данного металла при высоких температурах. Чтобы успешно справляться с подобными задачами в домашних условиях, важно знать основные нюансы работы с алюминием, которые не возникают на низколегированных сталях.

Например, чтобы заварить алюминиевый бак, обязательно необходимо подкладывать подложку из неплавящегося материала под место горения дуги. Это требование связано с высокой текучестью жидкого металла. Свариваемый материал, если его стенка около 5 мм, быстро проплавляется, и сварочная ванна легко может вытечь наружу с обратной стороны изделия. Подложки могут быть из керамики или графита. Они поддерживают целостность нижней стороны материала, и предупреждают прожоги и вытекания жидкого металла.

Исходя из этих свойств алюминия, все швы желательно выполнять в нижнем положении. Даже если свариваемая конструкция большая, стоит ее перевернуть. Вертикальные швы чреваты стеканием расплавленного металла без формирования шва. Их можно выполнить только короткой дугой с прерывистым ведением.

Сварка алюминия инвертором осложнена гигроскопичностью материала. Он накапливает влагу из окружающего воздуха, а при нагреве начинает испарять ее. Сварочный процесс характеризуется частыми брызгами расплавленного алюминия ввиду попадания воды в зону ведения шва. Поэтому, приступая к работе в бытовых условиях, следует прогреть материал паяльной лампой или ацетиленовой горелкой до 160-190 градусов. Так можно удалить лишнюю влагу и обеспечить беспрепятственную сварку.

Отличительной чертой алюминия является оксидная пленка образующаяся на его поверхности при воздействии кислорода. Она осложняет процесс формирования сварочной ванны и наложение шва тем, что плавится при температуре 2000 градусов, а основной металл приобретает текучесть уже после 500 градусов. Чтобы избежать такого перепада и сразу получить сварочную ванну, требуется зачистка места поджига электрода от оксидной пленки. Последующее удаление оксида будет происходить под действием температуры и дополнительных элементов в обмазке электрода.

Электроды для сварки алюминия

Чтобы успешно сварить алюминиевые детали дома инвертором, важно правильно подобрать расходные материалы. Они выпускаются с составом стержня оптимально соответствующим основному металлу, и обеспечивающим сохранение антикоррозионных свойств. Из распространенных марок подойдут:

Все эти расходные материалы обладают гигроскопичностью, поэтому перед выполнением сварки требуется их просушка при 200 градусах. Работу следует провести в течение суток после прокалки. Более длительный интервал требует повторной сушки. В домашних условиях это можно сделать в духовке или на печи для твердого топлива.

Большинство марок электродов для алюминия разработано под сварку в нижнем положении. Поэтому, если необходимо проложить вертикальный шов, необходимо внимательно изучить характеристики на упаковке. При прерывании сварки на кончике электрода будет образовываться белая капля. Это щелочь, которую добавляют в обмазку для разъедания оксида. Чтобы повторно разжечь дугу требуется сколоть белый налет, поскольку он является диэлектриком.

Инвертор для сварки

Инвертор для сварки алюминия можно использовать как самый дешевый, так и самый дорогой. Любая модель справится с этим заданием. Чаше всего устанавливается полярность, у которой «+» находится в руках сварщика, а «-» крепится на свариваемое изделие. Но могут быть и отличия, о которых тоже нужно читать на купленной пачке электродов.

В зависимости от толщины свариваемого материала устанавливаются следующие параметры:

Толщина стенки, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
2	50-60	2.5
3 — 4	80-90	3.2
5 — 6	90-140	4

Как варить

В домашних условиях процесс сваривания алюминия имеет несколько пошаговых действий:

1. В случае толщины стенки более 5 мм следует выполнить разделку кромок. Болгаркой делается косой срез верхнего угла кромки каждой из свариваемых частей. Градус образованного скоса может варьировать от 45 до 60. Чем толще пластины, тем больше может быть градус скоса. Это позволит создать широкий шов, хорошо связывающий обе стороны.
2. Для пластин от 5 мм и тоньше необходима подложка из неплавящегося материала (графит, керамика). Это предупредит протекание жидкого алюминия.
3. Следующим шагом является прогрев изделия. Можно воспользоваться паяльной лампой. Если габариты свариваемых частей из алюминия малы, то подойдет и покупной баллончик с газом. Поскольку не у всех дома найдется аппарат для измерения температуры материалов, определять результат придется визуально. Когда на поверхности прогретого изделия отсутствуют капли влаги, то это означает готовность материала под сварку.
4. Сразу требуется очистить зону начала соединения от оксидной пленки, поэтому под рукой должна находиться щетка по металлу.
5. Теперь можно приступать к сварке. Накладываются прихватки для фиксации сторон. Шов ведется электродом, расположенным перпендикулярно изделию. Сохраняется короткая дуга для четкого воздействия на место соединения.
6. После первого прохода следует отбить шлак и убедиться в качестве шва. Он будет таким же светлым, как и основной металл. Должны отсутствовать поры и непроваренные участки.
7. Если изделие толстое необходимо выполнить второй проход. Здесь колебательные движения могут быть пошире. Так, можно хорошо заполнить место соединения и связать стороны.

Стоит отметить, что электроды плавятся очень быстро. Тем, кто привык работать инвертором на низколегированной стали нужно попрактиковаться на черновом изделии из алюминия, чтобы привыкнуть к сохранению короткой дуги.

Сварить алюминий инвертором дома не сложно. Приложенное видео подтверждает простоту манипуляций и качество результата. Но чтобы все получилось правильно, следует применять вышеизложенные советы и попрактиковаться.

Техника сварки инвертором алюминия электродами в домашних условиях

Высокая прочность, малый удельный вес и доступная цена сделали алюминий одним из самых популярных металлов. Его используют везде: от авиакосмической отрасли до производства домашней утвари. Ремонт алюминиевых изделий и создание собственных конструкций в мастерской на дому затруднены рядом особенностей металла. Сварка алюминия электродом в домашних условиях инвертором – один из способов преодоления этих сложностей, не требующий дорогостоящего оборудования и высокой квалификации работника.

Особенности работы

Температура плавления металла 660 о С. При нагреве атомы вступают в реакцию с кислородом, образуя слой тугоплавкого оксида алюминия с температурой плавления свыше 2200 о С. Этот слой препятствует полноценному формированию шва.

Алюминий обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. На практике это означает, что для прогрева металла заготовки, особенно при большой толщине, придется использовать большие значения рабочего тока.

Металл и его сплавы характеризуются также высокой текучестью, затрудняющей работу в ряде сварочных положений.

Чтобы предотвратить контакт расплава и кислорода воздуха, используют сварку в газовой среде. В рабочую зону подают гелий, аргон или его смеси, вытесняющие воздух и создающие защитное облако. Этот способ требует дорогостоящего оборудования и постоянной подачи газа. Он экономически эффективен при больших объемах работ.

Для ограниченных объемов работы на дому подойдет ручная электродная сварка постоянным током. Для этого производятся электроды с покрытием, оптимизированные для применения с теплопроводящими материалами.

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

Чтобы получать прочные и долговечные соединения, необходимо знать и учитывать следующие моменты:

• изделия из алюминиевых сплавов всегда покрыты слоем тугоплавких оксидов;
• перед началом сварки этот слой следует снять с помощью механической зачистки или протравливания;
• оксидный слой быстро восстанавливается на воздухе, поэтому обработку нужно проводить непосредственно перед сваркой;
• цвет алюминиевой заготовки при нагреве практически не меняется, следить за температурой визуально не удастся;
• при нагреве снижается прочность изделия, это может привести к появлению микродефектов в ходе кристаллизации.

Учет этих особенностей позволяет избегнуть типовых ошибок, когда нужно заварить алюминиевые заготовки на дому.

Можно ли инвертором?

Как варить алюминий инвертором и можно ли вообще это сделать? Такая возможность существует. Использование электродов с обмазкой дает возможность работать с использованием обычных инверторов средней мощности бытового класса. Разумеется, такими устройствами можно сваривать только заготовки толщиной 3-4 мм. Для более толстых потребуется мощные полупрофессиональные инверторы.

Специфика

Сам инвертор, применяемый для сварки алюминиевых заготовок, может быть начального уровня, бытового класса. Решающее значение играет подготовка поверхности, подбор сварочных материалов и тщательное соблюдение технологии.

Электроды серий ОЗ обладают отличными эксплуатационными качествами. Но проявляются эти качества только при низкой влажности материала обмазки. Поэтому до применения их обязательно нужно прокалить при температуре 120-140 о С в течение 40 минут. После прокаливания электроды нужно хранить в печи или в специальном герметичном футляре.

В ходе работы нужно соблюдать внимательность и осторожность. Высокая текучесть расплава и его тенденция к образованию брызг не позволяет работать в вертикальном и потолочном положениях. И в нижнем сварочном положении рекомендуется использовать подкладные пластины, чтобы предотвратить протечку расплава.

Во избежание температурных деформаций в ходе затвердевания швы нужно стараться по возможности размещать дальше друг от друга.

Каким должен быть аппарат?

Особо специфических условий к аппарату не предъявляется. Он должен поддерживать рабочий ток, достаточный для выбранной толщины заготовки и диаметра электрода. Рабочее напряжение выставляется в районе 22-24 вольт.

Аппарат должен поддерживать режим обратной полярности.

Большой запас по току приводит к росту габаритов, веса и повышенному расходу электроэнергии.

Если планы на сварку алюминия большие и такие работы планируется выполнять постоянно, то лучше сразу приобрести устройство, поддерживающий режим TIG, или сварку неплавким электродом в аргоновой или гелиевой защитной атмосфере. Электрод может быть из вольфрама или графита. Такой полуавтомат позволяет варить и обычными стержневыми плавкими электродами без подачи газа.

Электроды

Наиболее популярными электродами, применяемыми по алюминию для инверторной сварки, являются изделия следующих серий:

1. ОЗА-1. Служит для сварки чисто алюминиевых заготовок. Перед сваркой требуется снять оксидный слой и подогреть поверхность для ее осушения.
2. ОЗА-2. Применяется для наплавных работ кремниево-алюминиевыми сплавами. а также для ремонта брака отливок.
3. ОЗАНА-1. Для чисто алюминиевых деталей толще 10 мм. Прогревать их необходимо до 400 о С.
4. ОЗАНА-2. Модификация для сварки алюминиевых сплавов.
5. ОКБ96.20. Для работы по алюминиевым сплавам, легированным Mn, Mg и Si. Применим и по дюралюминию.

Техника сварки покрытыми

Сварка деталей из алюминия инвертором проводятся с использованием тока обратной полярности, в нижнем сварочном положении. Это обуславливается высокой текучестью расплава и необходимостью поддерживать высокую скорость движения электрода

Электрод следует подносить перпендикулярно линии шва либо с небольшим наклоном назад. Траектория движения- прямая, без поперечных качаний.

Рабочие режимы для сварки алюминиевых деталей разной толщины.

Содержащиеся в составе обмазки вещества повышают сопротивление материала сварочной ванны прохождению тока, это осложняет повторный розжиг электродуги.

Если дуга погасла, следует снять слой шлака с кратера и с кончика стержня, отступить на 1 см назад. Остаток шва и кратер должны вариться повторно, чтобы не возникла пористость.

По окончании шва его поверхность зачищается от шлаков и промывается водой.

Правила подготовки и проведение

Сваривать ответственные соединения алюминиевых заготовок лучше всего методом аргонодуговой сварки. Метод с использованием инвертора и стержневых плавких электродов позволяет получить качество, достаточное для домашнего ремонта или конструирования. Как сварить заготовки из алюминия в домашних условиях инвертором?

Прочность и долговечность шва во многом определяется качеством и тщательностью подготовительных работ. Они призваны удалить слой оксидов с высокой температурой плавления, покрывающий любую деталь из алюминия или его сплавов при контакте с воздухом.

Работы выполняются в такой последовательности:

• зачистить область шва и околошовную область с помощью проволочной щетки или угловой шлифмашины;
• для зачистки можно применить и химический способ, обработав поверхность реагентом;
• прокалить электроды, чтобы избавиться от влажности обмазки;
• при необходимости прогреть заготовки;
• рука с горелкой должна двигаться с постоянной скоростью по прямой траектории, без поперечных качаний.

По окончании шва его следует зачистить от слоя шлака, тщательно промыть водой и просушить. Это снижает риск возникновения и распространения коррозии.

Заключение

Сварка алюминия электродом с обмазкой — доступный и несложный метод, применимый в домашних условиях. Для этого необходимо использовать инвертор, качественные электроды и соблюдать технологию.