Электроды по алюминию для дуговой сварки

Какие электроды использовать для сварки алюминия ?

Ручная дуговая сварка для соединения двух алюминиевых заготовок используется не часто. Но это самый дешевый и простой вариант, поэтому электроды по алюминию с обмазкой применяют в небольших мастерских или в полевых условиях, где нет возможности использовать другой более дорогой вид сварки, требующий наличие сложного оборудования. В состав обмазки таких электродов входят фториды или хлориды щелочноземельных металлов, которые вступая в соединение с оксидом алюминия, превращаются в газы и шлаки. Оксид алюминия – это тугоплавкая пленка, которая всегда находится на поверхности алюминиевых деталей.

Дуговую сварку можно использовать для соединения алюминиевых заготовок толщиною не меньше 4 мм. При этом диаметр используемых электродов составляет 4-5 мм, меньше не стоит, потому что скорость плавления стержня электрода в три раза быстрее, чем у стального, отсюда и трудности сварочного процесса. Они могут привести к непровариванию металла на всю глубину сварочного шва.

Чаще всего электроды с покрытием используются для сваривания чистого алюминия, или его сплавов с добавлением кремния или марганца, при этом их процентное содержание не должно превышать 5%.

Характеристики электродов для алюминия

Список сварочных электродов, с помощью которых можно варить алюминиевые сплавы или чистый металл, не так уж и много.

ОЗАНА

Здесь две позиции:

• ОЗАНА-1, с помощью этих электродов можно варить чистый алюминий марки А0-А3. Шов получается ровным и аккуратным, коррозионная стойкость его высокая. Если варить детали толщиной до 10 мм, то подогревать электроды не надо. В остальных случаях прокалка обязательна до температуры 200С в течение получаса. Особое внимание чистоте соединяемых кромок. Сварка производится переменным током обратной полярности. Обмазка – солевая. Варить можно в нижнем положении и в вертикальном.
• ОЗАНА-2. Применяется для сваривания только алюминиевых сплавов. Все остальные характеристики и условия проводимого процесса точно такие же, как и у предыдущего вида.

Эта разновидность электродов используется для сваривания, как чистого алюминия, так и сплавов. При этом толщина соединяемых деталей – 3-16 мм. В основе расходника лежит металлический стержень, покрытый соляной обмазкой. Режим работы:

• Ток – постоянный;
• Полярность – обратная;
• Положение – нижнее и вертикальное;
• Предварительный подогрев сварочного элемента или свариваемых поверхностей до +250С;
• Обязательная зачистка кромок до металлического блеска.

В настоящее время производители предлагают электроды диаметром 4; 5 и 6 мм.

Данный вид применяется для сваривания заготовок из деформируемых и литейных сплавов алюминия. Все остальные позиции, а это режим сварки, способы подготовки в точности повторяют марку ОЗА. Единственное отличие – это положение электрода. Оно может быть только нижним и верхним (потолочным).

Электроды от шведской компании ESAB

Шведы предлагают марку электродов ОК, специально для сваривания и наплавки алюминиевых деталей в среде защитного инертного газа аргона. Здесь несколько позиций.

• ОК 96.10. Отличительной чертой этой модели является новая обмазка, сделанная из солей фтора и хлора, как композитный материал. Именно такая обмазка позволяет держать сварную дугу в стабильном состоянии, разбрызгивание металла практически отсутствует, шлаки легко отделяются от поверхности сварочного шва. Сам шов очень ровный и аккуратный. Предназначен электрод для сваривания чистого алюминия. Нагрев расходника не обязателен, но предпочтителен. От этого качество шва не меняется, но нагрев уменьшает расход электродов. Сильно зачищать кромки нет необходимости, надо их просто промыть горячей водой. Обмазка – щелочно-солевая.
• ОК 96.20. Используют его, если сборная конструкция или детали не подвергаются большим нагрузкам, то есть, требование к ним минимальные. Сваривать можно только сплавы, в которых присутствует магний или марганец, их содержание не должно превышает 3%. Покрытие стержня – солевое. Положение сварки – любое. По всем остальным позициям полное совпадение с предыдущим видом.
• ОК 96.50. Применяется только для соединения сплавов алюминия (марганцевых, магниевых и медных). Стержень электрода изготовлен тоже из сплава: алюминия и марганца, поэтому можно его использовать в качестве присадочного прутка в автогенной сварке. Обмазка – щелочно-солевая.

Все перечисленные виды можно отнести к категории – электроды для сварки алюминия инвертором. Но этот металл и его сплавы можно соединять и неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде инертного газа. Для этого необходимо использовать присадочную проволоку. Она может быть алюминиевой или циркониевой. Марка таких электродов – ЭВЧ.

Полезные советы

Новичкам иногда сложно сделать выбор, потому что в алюминиевых сплавах присутствуют разные компоненты, от которых зависит качество конечного результата соединения. Поэтому стоит прислушаться к рекомендациям профессионалов.

• Хорошо, если электрод по своему составу точно подходил под состав сплава. Многие производители это указывают на упаковке или в маркировке, что облегчает процесс подбора.
• Выбор толщины расходника также является немаловажным. Нельзя варить толстым электродом тонкие детали. Это гарантия появления прожога основного металла.
• Нельзя в сварке использовать расходники, которые просушивались дважды или трижды. У них снижено качество.
• Предварительная обработка кромок сваривания – обязательное условие. Надо из зачистить сначала металлической щеткой, а затем обработать растворителем. Только таким образом можно удалить оксидное покрытие.
• Новичку не стоит браться за тонкие заготовки, лучше опыта набираться на толстых деталях. Все дело в скорости сварочного процесса. Он проходит быстро, так что прожечь тонкий металл несложно. Плюс появляется вероятность образования толстого сварного шва за счет большой текучести алюминия.
• Чем толще металл свариваемых изделий, тем длительнее процесс прокалки электродов.
• Варить лучше при умеренных токах, что позволит хорошо проплавить основной металл.
• Если варятся толстые детали, то оптимальный вариант – это локальный нагрев по участкам. Закончили сварку, удалили своими руками шлак, промыли шов горячей водой и зачистили его металлической щеткой. Переходите к следующему участку.
• При дуговой сварке необходимо точно подобрать величину сварочного тока. Здесь можно использовать вот такое соотношение: на один миллиметр толщины свариваемых деталей применять ток силой 25-30 ампер. К примеру, если толщина заготовок равна 5 мм, то для их соединения необходим ток, равный 150 амперам.

Любой сварщик скажет, что варить алюминиевые сплавы достаточно сложно. У каждого свой опыт, который набит большим количеством испорченных стыков. И все дело в текучести металла и оксидной пленке, которая является тугоплавким материалом. Поэтому у данного процесса свой собственный технологический подход.

Электроды по алюминию для дуговой сварки — виды и особенности применения

Скрепление (раскрой) металлов производится различными способами. Наиболее эффективная технология – с помощью сварочного аппарата. Применительно к алюминию эта работа существенно осложняется, и в первую очередь, из-за быстрого образования толстого слоя оксида на поверхностях деталей. Процесс этот происходит беспрерывно, что и затрудняет сплавление образцов.

Какие электроды следует использовать для дуговой сварки алюминия, как добиться качественного шва, что учесть – об этом и не только подробно расскажет предлагаемая статья.

Типы электродов

Вольфрамовые

1. ОЗА-1 (ОЗАНА-1). Используются при работе с алюминием, характеризующимся технической чистотой. Особенности сварки – обратная полярность постоянного тока, предварительный нагрев металла.

1. ОЗА-2 (ОЗАНА-2). Эти модификации сварочных стержней применяется в основном для наплавки деталей, а также для обработки бракованных участков (их заваривания). По отзывам профессионалов, прежде чем приступать к работе, эти электроды необходимо прокалить.

1. УАНА. Электроды, которыми производится сваривание сплавов на основе алюминия:

первая серия (УАНА-1) – для марок АД (0, 00, 1); вторая (УАНА-2) – для АД31 (33, 35), АЛ9 (11, 34); третья (УАНА-3) – для АЛ2 (4, 30); четвертая (УАНА-4) – для марок сплавов ММ, АМЦ, АМцС; пятая (УАНА-5) – Амг (2 – 5); шестая (УАНА-6) – для сплавов Амг (3 – 6), а также чистого алюминия.

Угольные

Об их особенностях и специфике ведения сварки подробно рассказывается здесь.

Графитовые

Для сваривания алюминия и сплавов из него они используются гораздо реже, и в основном специалистами. Они нашли более широкое применение в промышленности, а для ручной дуговой сварки – лишь при работе с медными проводами.

Рекомендация по выбору диаметра электродов

Он зависит в основном от силы тока, и приведенными данными можно руководствоваться при ручной аргонодуговой сварке. Для нее целесообразно выбирать вольфрамовые электроды или их лантанируемую модификацию сечением от 0,8 до 8 мм, в зависимости от силы тока (А).

до 10 А – 1 мм; 20±10 – 2; 30±10 – 3; 60±20 – 4; 80±20 – 5; 105±25 – 6.

Более толстыми электродами работают лишь профессионалы.

Практические рекомендации по дуговой сварке алюминия

Первичная зачистка образца делается с помощью органических растворителей (РС 1 или 2, уайт-спирит, ацетон технический). С их помощью легко удаляется грязь, а также производится обезжиривание поверхностей. Для снятия оксидной пленки с алюминия используются щетки с металлическими ворсинками. Их толщина – до 0,1 мм. После этого производится повторная обработка образца растворителем. Для дуговой сварки алюминия лучше использовать сварочный аппарат инверторного типа. Ток – постоянный, полярность – обратная. Ориентировочные данные по выбору сечения стержней приведены выше. Просушка электродов ведется при температуре 210±10 ºС. Ее продолжительность – не менее 2-х часов. Для получения качественного шва алюминий или его сплав подогревается до 280 – 420 ºС. Такой диапазон объясняется тем, что температура подбирается в зависимости от толщины заготовки. Чем она больше, тем интенсивнее должен быть разогрев образца. Если он характеризуется значительными габаритами, то практикуется точечный (локальный) нагрев, в области рабочей зоны. На последнем этапе производится удаление шлака, после чего шов поливается горячей водой, и далее он обрабатывается все той же металлической щеткой.

В статье изложена общая (ознакомительная) информация по электродам по алюминию. Дуговая сварка ведется по нескольким технологиям – при помощи автомата или вручную, в облаке инертного газа (аргон или его смесь с гелием). Как разновидность последнего способа – сварка плазменная. Только зная и учитывая все нюансы предстоящей работы, можно правильно подобрать оптимальный тип электрода и его диаметр.

Какие электроды применять для сварки алюминия

Интересуетесь, какие существуют электроды по алюминию для электродуговой сварки и в среде защитных газов? Расскажем про промышленные и самодельные стержни!

Какими электродами сваривают алюминий

Плавящиеся покрытые стержни:

• ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2;
• ОЗА-1 — ОЗА-2;
• УАНА;
• Capilla ALU 60/12 Si;
• Aluminil Si 12;
• EAL 4047;
• ALUMIN-351N;
• ZELLER 480;
• ОЗР — ОЗР-2 использовать лучше для резки металла.

1) ОЗАНА-1, ОЗА-1, ESAB 96.10 применяются для наплавки и сварки чистых сплавов алюминия с предварительным нагревом металла. Процесс происходит на постоянном токе обратной полярности. Шов имеет коррозийную стойкость.

2) ОЗАНА-2, ОЗА-2, ESAB 96.50 сваривают сплавы кремнистые (силумин), АЛ4, АЛ9, АЛ11, пригодны для литья. Постоянный ток обратной полярности. Стержни нуждаются в прокалке, а металл в подогреве.

3) УАНА (солевое покрытие) для алюминиевых литейных сплавов АД00, АД0, АД1, АД, АМц.

Режимы эксплуатации УАНА

4) Capilla ALU 60/12 Si спецпокрытие для соединения алюминиево-кремниевых сплавов (Al-Si, Al-Mg-Si, Al-Si-Mg-Cu). Цена 2 350 рублей за упаковку 2 кг, диаметр стержней 2,5 мм.

Capilla ALU 60/12 Si

5) Электроды для алюминия Aluminil Si 12 со специальным белым покрытием для соединения деталей, где требуется совпадение цвета. Ремонтируют трубы, окна, мебель, детали автомобилей. Литые сплавы с содержанием Si-а до 12% — AlSi 12 (Cu), AlSi 10 Mg (Cu), AlSi 6 Cu 4. Металл толще 15 мм подогревают перед сваркой от 150 °C до 250 °C.

Характеристики Aluminil Si 12

6) EAL 4047 для соединения алюминиевых сплавов:

• Al Si 12 (алюминий-кремний);
• Al Si 12 (Cu);
• Al Si 10 Mg (алюминий-магний-кремний);
• Al Si 10 Mg (Cu);
• Al Si 6 Cu 4.

7) ALUMIN-351N для восстановления турбин, штреков, крышек, поршней, труб толщиной более 2 мм. Свариваемые материалы:

• Al Si 5 Mg (3.2341);
• Al Si 10 Mg (3.2381);
• Al Si 10 Mg (Cu) (3.2381);
• Al Si 12 (3.2581);
• Al Si 12 (Cu) (3.2583);
• Al Si 11;
• Al Si 9 M g;
• Al Si 9 Cu 3;
• Al Si 7 M g;
• Al Si 6 Cu 4.

8) ZELLER 480 с улучшенным покрытием для электродуговой сварки и наплавки алюминия, силумина, дюралюминия. Применяется для устранения дефектов литья и ремонта блоков двигателей, картеров и т.п.

9) ОЗР-1 и ОЗР-2 для резки на повышенных режимах с наклоном стержня в противоположную сторону. Движения электрода возвратно-поступательные: сверху-вниз или вперед-обратно. Прокалка изделий 1 час, при температуре 170 градусов.

Электроды алюминиевые быстро поглощают влагу, хранить их лучше в сухих местах.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия (неплавящиеся):

• WP с зеленным наконечником;
• WZ-8 с белой маркировкой;
• WL-15 (цвет золотистый);
• WL-20 (маркировка синяя),

Для полуавтоматов применяют проволоку MAL 4047, ER 4043, ER 5183, ER 5356.

Цена на стержни описанные выше приличная и домашние «кулибины» делают самодельные электроды для сварки алюминия. В домашних условиях, сделать своими руками стержни — не сложно. Рецепт изготовления прост:

• взять алюминиевую проволоку 3-4 мм, порезать на куски 300-350 мм, зачистить шкуркой;
• измельчить мел, соединить с жидким стеклом (силикатный клей), перемешать до состояния пасты;
• нанести смесь на приготовленные куски слоем 2 мм, просушить.

Проволока погружается в раствор обмазки вертикально, с оставленным чистым концом длиной 30 мм. Самодельные стержни подвешиваются для просушки.

Как варить алюминий электродом

Алюминиевые сплавы имеют различную свариваемость, из-за присутствия в них легирующих элементов разной концентрации. Таблица поможет определить легко и трудносвариваемые группы материалов.

При толщине металла более 5 мм, сварка алюминия электродом выполняется с разделкой кромок. V-образная канавка делается со скосом 45-60 градусов, а технологический зазор между заготовками 1-2.5 мм, исходя от толщины свариваемых элементов.

Изделия подвергаемые сварке нуждаются в просушке (подстраховка от пористости шва), а электроды в прокалке по инструкции завода-изготовителя.

Подготовленные кромки обезжириваются ацетоном или растворителем.

Электросварка алюминия электродом выполняется под прямым углом (без наклона стержня), короткой дугой.

У толстого металла, место соединения подогревается до температуры 150-200 градусов.

Технология выполняется инвертором на постоянном токе обратной полярности (положительный полюс на электроде, отрицательный на детали).

Необходимые сварочные принадлежности:

• источник тока для ручной дуговой сварки;
• металлическая щетка для очистки оксидной пленки;
• молоток для удаления шлаковой корки;
• сварочный щеток;
• электроды;
• краги.

Если у кого нет, чего-либо из описанного оборудования, то поспешите в магазин за покупками.

Описание процесса

Возьмем для примера, материал толщиной 10 мм. Нарезаем кромки под углом 45 градусов. Газовой горелкой делаем просушку и подогрев кромок деталей, предварительно обезжирив их.

Газом греем изделие до 200 градусов

С помощью зажимных приспособлений устанавливаем пластины с зазором 1 мм и щеткой удаляем оксидную пленку.

Абразивный инструмент нельзя применять, частицы абразива попадут в вязкий слой алюминиевого сплава и вызовут дефекты сварного шва.

После зачистки выполняем сварку сухим электрод, диаметром 3 мм. После каждого прохода, удаляем шлак молотком. Соединение по шлаку не допускается.

При соблюдении технологических рекомендаций, получается прочное соединение.

Видео:

Выбор электродов для сварки изделий из алюминия, их особенности и характеристики

Сваривание элементов из легкоплавких металлов по трудоемкости можно сравнить с тугоплавкими. На первые и вторые оказывают влияние не только внутренние, но и внешние факторы.

Электроды для алюминия включает различные добавочные материалы, что упрощает работу с этим цветным металлом, создают дополнительную защиту.

Но и они не в состоянии избавить сварщика от всех предварительных аспектов, которые необходимо решить перед началом операции сварки.

Стержни по алюминию имеют широкое хождение не только на промышленных предприятиях, но и бытовых условиях — гараже, загородном доме, небольшой ремонтной мастерской.

Однако используя их дома для соединения деталей инвертором, можно столкнуться с определенными трудностями. И только правильно подобранный наплавочный материал и предварительная подготовка поможет качественно соединить конструкцию.

Технические особенности электродов

Толщина соединяемых деталей ограничена диаметром стержня, который, в основном, колеблется от 4 до 5 мм. Операции с более тонкими электродами сопряжены с трудностями в силу повышенной скорости плавления стержня.

Последний расплавляется в три раза быстрее стального. Исходя из этого, рекомендуется сваривать алюминиевые детали толщиной не менее 4 мм. Выпускаемая длина 3-х миллиметровых стержней — 22-30 см, 4-5 — 35-45 см.

Основными трудностями, которые возникают во время сварочного процесса алюминия, являются следующие факторы:

• оксидная пленка — формируется на поверхности стыкуемых элементов, причем температура плавления первой, более чем в три раза выше расплава самого алюминия — 2 000° C;
• быстрое окисление металла приводит к образованию тугоплавкой пленки, что усложняет получение цельного шва;
• чтобы предупредить растекание металла, следует применять теплопроводящие подкладки;
• присутствие в алюминиевых сплавах кремния способствует формированию кристаллизационных трещин;
• при случайной остановке операции на конце электрода и сварочной ванны возникает слой шлака, усложняющий повторное разжигание дуги;
• вследствие высокого показателя линейного расширения, происходит деформирование сварочного валика при его затвердевании.

Операции сварки с алюминием потребует повышения силы тока в 1,5 раза, по сравнению с другими металлами.

Выполнение сварки

Для качественного соединения деталей необходимо выполнить предварительную зачистку их поверхности от всевозможных загрязнений и оксидов, подготовить стыки. Дома этому будут способствовать различные растворители, на производстве — щелочные ванны.

Среди первых практикуются уайт-спирит, технический ацетон, растворители на основе ксилола и уайт-спирита — PC-1, PC-2. Щелочная ванна допускает нахождение детали в составе не больше 5 мин.

Щелочную ванну можно приготовить самостоятельно, для этого понадобится:

• вода — 1 л;
• кальцинированная сода — 50 г;
• технический трехзамещенный фосфорнокислый натрий — 50 г;
• силикатный клей — 30 г.

Для улучшения очистки, щелочную жидкость необходимо подогреть до температуры 65°. После извлечения алюминиевой заготовки из ванны, нужно очистить предназначенные для соединения торцы специально предназначенной для этого металлической щеткой, с тонкой щетиной либо напильником.

Ручной труд вполне заменит шлифовальная машина. После очистки, элементы следует еще раз очистить растворителем.

Подготовки перед сваркой потребуют и токопроводящие стержни для сварочной операции. Для получения качественного валика, электроды необходимо два часа выдержать в печи при температуре не менее 200° C.

Операция сварки предполагает использование постоянного тока обратной полярности, с величиной до 30 A на каждый миллиметр диаметра сварочного стержня. Повысит качество соединения, предварительный разогрев деталей до 300-400°.

Величина нагрева прямо пропорциональна толщине соединяемых конструкций. Однако если обработке подлежат крупногабаритные детали, нагреваются только предполагаемые для сварки торцы.

Обеспечить получение качественного валика помогут следующие операции:

• шов освобождается от сформировавшейся корки шлака;
• валик поливается горячей водой;
• очищается металлической щеткой.

Предупредить проявление коробления и кристаллизационных дефектов при сварке поможет медленное остывание сварного валика.

Выбор электрода

Выбирая токопроводящие стержни для сварки алюминия, необходимо обратить внимание на такие аспекты:

1. Состав электрода должен соответствовать сплаву соединяемых элементов. Информация о первом указывается производителем на упаковке, сертификате.
2. Толщина расходного материала не должна превышать толщину обрабатываемой детали больше чем на 1 мм. Нарушение правила приведет к прожогу элемента.
3. Просушенные более раза сварочные стержни снижают прочность полученного валика. Сварка выполняется угольными, графитовыми либо вольфрамовыми электродами, что определяется способом операции.

Для сварочных операций с алюминием используется несколько видов стержней. Основными из них являются следующие группы:

• щелочно-солевая — OK 96.10, 20, 50, предназначены для алюминия и его технической категории, из-за повышенной гигроскопичности нуждаются в защите от влажности;
• OЗAHA — обеспечивают хороший показатель свариваемости и полученного валика на разных сплавах металла, можно варить не только горизонтальные, но и вертикальные швы;
• OЗA — CвA1, 3, 5, 10, для чистого алюминия и сплава с кремнием;
• УAHA — сплавов алюминия;
• вольфрамовые — с использованием регулируемой защитной атмосферы.

Главным минусом последних считается тяжелый розжиг дуги.

Для несложных операций сварки электроды по алюминию можно изготовить собственными силами.

Это потребует следующих расходных материалов:

1. Алюминиевая проволока длиной ± 30 см, диаметром — 3-4 мм;
2. Обмазка, приготовленная из толченого мела и жидкого стекла.

Пастообразную смесь нанести равномерно на проволоку слоем 1-2 мм. После просыхания электрод готов к использованию.