Spawanie aluminium: warunki, wyposażenie, opis krok po kroku i zalecenia

Aluminium jest jednym z najczęstszych metali nieżelaznych, który jest stosowany nie tylko w zakładach przemysłowych, ale także w warunkach życia. Jednak stopy aluminium są niewątpliwie uważane za problematyczne metale do spawania.

Cechy połączenia części aluminiowych często powodują pewne trudności dla początkujących spawaczy. Ale jeśli dokładnie przestudiujesz warunki spawania aluminium, niezbędny sprzęt, a także zalecenia doświadczonych specjalistów i krok po kroku opis procesu technologicznego, możesz samodzielnie wykonywać spawanie stopów aluminium w domu.

Cechy połączenia produktów aluminiowych

Wiele cech metali nieżelaznych uniemożliwia utworzenie mocnego i niezawodnego złącza. Spawanie aluminium i jego stopów nie stanowi wyjątku, ważne jest również wzięcie pod uwagę całej gamy specjalnych właściwości tego materiału.

Główne cechy niezawodnego połączenia części aluminiowych to:

1. Temperatura topnienia samego metalu wynosi 660 ℃, natomiast folia tlenkowa, która jest zawsze obecna podczas procesu spawania, topi się w temperaturze około 2000.
2. Poważnym problemem jest tworzenie jeziorka spawalniczego, ponieważ aluminium w stanie stopionym ma dużą płynność. Dlatego spawanie aluminium w domu wymaga użycia specjalnych narzędzi, które mogą skutecznie usuwać ciepło ze strefy połączenia.
3. Folia tlenkowa natychmiast pokrywa kropelki stopionego metalu i znacznie zapobiega tworzeniu niezawodnego, stałego spoiny. Aby temu zapobiec, w procesie zgrzewania aluminium i jego stopów konieczne jest stosowanie gazu ochronnego, który otacza strefę zgrzewaną i zapobiega oddziaływaniu metalu z powietrzem.
4. Rozpuszczony wodór, który jest zawarty w składzie chemicznym stopów aluminium, ma skłonność do ucieczki do atmosfery. Proces ten prowadzi do powstawania pęknięć krystalizacyjnych i porów powietrza podczas spawania.
5. Proces łączenia materiału musi odbywać się przy dużych wartościach prądu, ponieważ ma on wysokie przewodnictwo cieplne.
6. Wysoki współczynnik rozszerzalności liniowej przyczynia się do znacznego skurczu metalu podczas krzepnięcia.
7. Sposób wykonywania spawania aluminium i sposób łączenia są bardzo trudne, ponieważ trudno jest wizualnie określić gatunek metalu.

Trudności z spawaniem

Podczas operacji zgrzewania każdy metal znacznie się nagrzewa i jest w stanie zmienić jego kolor. Jest to właściwość zachowania miedzi lub żelaza, która pomaga doświadczonemu spawaczowi określić jakość łączonego szwu i dokonać niezbędnych regulacji temperatury ogrzewania. W przypadku aluminium kolor nie zmienia się pod wpływem wysokiej temperatury, co uniemożliwia nawet doświadczonemu specjaliście ocenę rezultatu pracy.

Obecność tlenków na ich powierzchni, które prowadzą do intensywnego tworzenia się gazu i sprawiają, że związek jest porowaty, ma negatywny wpływ na warunki spawania aluminium.

Ponieważ aluminium jest szybko podgrzewane, konieczne jest ciągłe monitorowanie czasu trwania efektów termicznych na spawanych powierzchniach. Przekroczenie czasu nagrzewania prowadzi do wystąpienia pęknięć i deformacji produktu.

Zalety i wady związku glinu

Pomimo wszystkich trudności związanych z procesem spawania aluminium w domu, istnieją pewne zalety takiego związku. Należą do nich:

• znaczne oszczędności w inwestycjach finansowych, jeśli posiadasz niezbędny sprzęt;
• możliwość korzystania z dodatkowych improwizowanych urządzeń;
• szybka realizacja połączenia, którą łatwo kontrolować;
• drobne wymagania jakościowe szew spawalniczy.

Oprócz zalet, istnieją pewne wady spawania aluminium:

• złożoność wykorzystania zaawansowanych technologii w domu nie pozwala na uzyskanie połączeń wysokiej jakości;
• duże problemy z właściwym wyborem materiału wypełniającego;
• przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa jest utrudnione przez równoczesne korzystanie z gazu i energii elektrycznej;
• trudność w stworzeniu właściwych warunków do przechowywania elektrod;
• metody kontroli jakości połączenia są trudne na wiele sposobów.

Proces spawania

Podczas pracy z metalami nieżelaznymi, w szczególności z produktami aluminiowymi, spawacz musi ściśle realizować główne etapy procesu spawania, które obejmują:

1. Etap przygotowawczy czyszczenia powierzchni łączonych części.
2. Rozgrzewać spoinę do temperatury 150.
3. Ustawienie maszyny do spawania aluminium w optymalny sposób działania.
4. Etap ekscytowania łuku zależy całkowicie od metody spawania.
5. Utworzenie jeziorka spawalniczego musi odbyć się kilka sekund przed połączeniem. Wizualnie w strefie grzewczej powinien pojawić się punkt lustra.
6. Części są spawane po wprowadzeniu materiału wypełniacza do jeziorka spawalniczego.
7. Spawanie łukiem aluminiowym odbywa się za pomocą prądu stałego o odwrotnej polaryzacji.

Mechaniczna metoda czyszczenia powierzchni

Wstępne przygotowanie spawanych krawędzi jest gwarancją niezawodnego i wysokiej jakości połączenia części aluminiowych.

Czyszczenie mechaniczne odbywa się za pomocą:

• scraber;
• drobnoziarnisty papier ścierny;
• specjalne szczotki druciane wykonane z metalu.

Używanie papieru ściernego w wielu przypadkach prowadzi do zanieczyszczenia powierzchni małymi wiórami, więc ta metoda może być stosowana tylko w nieprzewidzianych sytuacjach. Najskuteczniejsze zastosowanie specjalnych szczotek wykonanych z drutu ze stali nierdzewnej o średnicy do 0,15 mm. Najważniejsze, że szczotka została zaprojektowana wyłącznie do czyszczenia aluminium, ponieważ cząstki innego materiału znacznie zmniejszają wytrzymałość spoiny.

Nie zaleca się stosowania różnych dysz do wiertarek lub szlifierek, ponieważ przyczyniają się one do przenikania tlenu do złącza.

Chemiczna metoda czyszczenia

Możesz zniszczyć film tlenkowy w sposób chemiczny. W tym celu powierzchnia spawanych części musi zostać poddana obróbce o następującym składzie:

• 50 gramów technicznego sody kaustycznej;
• 45 gramów fluorku sodu;
• jeden litr wody.

Ta kompozycja musi być wykonana wytrawianie metali w ciągu jednej minuty. Materiały chemicznie oczyszczone są chronione przed filmem tlenkowym przez 3-4 dni, a pręt wypełniacza również powinien być poddany obróbce.

Po wytrawieniu części przemywa się wodą i powierzchnię klaruje się kwasem azotowym (2 minuty).

Metody spawania wyrobów aluminiowych

Proces spawania aluminium jest wykonywany przy użyciu różnych urządzeń i kompozycji zaprojektowanych przede wszystkim w celu ochrony miejsca spawania przed szkodliwym działaniem filmu tlenkowego. Takimi środkami ochronnymi są nieaktywne gazy i strumienie.

Metody związków glinu zależą od zastosowania składników ochronnych:

1. Spawanie elektrod za pomocą ochronnego gazu nieaktywnego (spawanie TIG).
   
2. Połączenie za pomocą półautomatycznego urządzenia do spawania aluminium w strefie gazu obojętnego z automatycznym podawaniem drutu spawalniczego (technologia MIG).
3. Zastosowanie topliwych elektrod ze sproszkowanym topnikiem bez użycia ochrony gazowej (spawanie MMA).

Cechy półautomatycznego spawania

Pomimo wysokiej wydajności metoda ta nie jest często stosowana w domu. Wynika to z dość wysokiej ceny spawania aluminium, a raczej z samego wyposażenia.

Podczas pracy z półautomatyczną maszyną palnik porusza się ręcznie, ale drut napełniający jest podawany automatycznie. Zgrzewarka do spawania aluminium metodą półautomatyczną jest skonfigurowana do pracy z prądem stałym o odwrotnej polaryzacji.

Wybór trybów spawania za pomocą półautomatycznego, nie wyposażonego w dodatkowe funkcje, odbywa się głównie empirycznie, więc ta metoda przedstawia pewną złożoność dla początkujących spawaczy.

Szczególną uwagę należy zwrócić na podajnik, ponieważ prędkość podawania drutu o niskiej prędkości podawania prowadzi do częstej wymiany końcówki.

Elektroda spawalnicza w gazie ochronnym

To rodzaj spawania najbardziej popularny w domu, ponieważ jego wytrzymałość pozwala na tworzenie wielu wzorów stopów aluminium. Do połączenia części wykorzystywane są specjalne elektrody do spawania aluminium, które są prętami wolframowymi o średnicy 1,6-5 mm i punkcie topnienia 3000. W procesie takie pręty ledwo się zużywają, ale są wykorzystywane głównie do generowania łuku elektrycznego.

Materiałem do wykonania spoiny jest pręt aluminiowy wypełniacz. Argon lub hel są stosowane jako gaz ochronny. Moc łuku elektrycznego jest wykonywana przez spawarkę z prądem zmiennym.

Szybkość spawania zależy od przepływu gazu osłonowego. Jeśli dopływ mieszanki gazowej jest duży, do strefy spawania może dostać się powietrze, co negatywnie wpływa na jakość połączenia. Dopływ gazu należy włączyć na cztery sekundy przed zapłonem łuku elektrycznego i wyłączyć siedem sekund po jego wyłączeniu. Takie działania całkowicie ochronią miejsce kontaktu części przed wnikaniem powietrza.

Elektroda spawalnicza bez gazu

Według doświadczonych spawaczy, podczas pracy z elektrodą bez warstwy gazu ochronnego wynik spawania może okazać się nie gorszy niż związek wykorzystujący argon. To prawda, że ​​początkujący eksperci wskazują na niektóre z głównych wad tej metody: znaczne rozpryski metali podczas procesu spawania, niskiej jakości spoiny, słabe usuwanie żużla, co prowadzi do powstawania rdzy.

Ten rodzaj łączenia aluminium i jego stopów służy do tworzenia metalowych konstrukcji o grubości co najmniej 4 mm. Aby uzyskać wysokiej jakości połączenie, konieczne będzie wstępne podgrzanie spoiny do 350-400.

Pod koniec procesu spawania należy wyczyścić szew gorącą wodą i metalową szczotką.

Zalecenia specjalistów

Po przygotowaniu powierzchni istnieją pewne zasady, które mają zastosowanie do każdej metody łączenia. Doświadczeni spawacze zalecają:

• wszystkie operacje są wykonywane od prawej do lewej;
• materiał wypełniacza w skrócie, ruchy posuwisto-zwrotne;
• długość łuku elektrycznego wytrzymująca w zakresie 1,5-2,5 mm;
• elektrodę należy umieścić pod kątem prostym do drutu;
• Nie zezwalaj na ruchy poprzeczne elektrody.

Oczywiście, proces spawania aluminium stwarza pewne trudności dla początkujących spawaczy, ale jeśli ostrożnie i dokładnie wykonasz wszystkie operacje technologiczne, możesz uzyskać niezawodne i trwałe połączenie tego kapryśnego metalu. Co najważniejsze, nie zapomnij o przestrzeganiu środków bezpieczeństwa, ponieważ zdrowie jest najdroższe.