Сварка алюминия и его сплавов – довольно непростая в решении задача. Ведь из-за повышенной текучести алюминиевого расплава крайне сложно контролировать сварочную ванну, а высокая теплопроводность алюминия может легко привести к деформации свариваемых деталей. Но главная проблема, затрудняющая процесс сварки, – это наличие на поверхности алюминиевых изделий оксидной пленки, которая возникает при реакции алюминия с кислородом. О том, как слой оксида мешает сварке, и как устранить помеху, мы и расскажем в этой статье. Но сначала перечислим способы, которыми осуществляется сварка алюминия.

Способы сварки алюминия

Алюминий относится к тем металлам, которые широко используются в качестве конструкционных материалов, применяемых для изготовления деталей приборов, машин и сооружений. В процессе производства таких изделий заготовки из алюминиевых сплавов подвергаются различным видам обработки, в том числе и сварке. Для создания неразъемных соединений алюминиевых деталей применяется электродуговая сварка. Напомним, что она реализуется тремя способами:

• аргонодуговым (TIG); 
• полуавтоматическим (MIG);
• ручным дуговым (MMA).

Подробно эти виды сварочных процессов мы опишем в другой статье. Сейчас же только скажем, что любым из перечисленных вариантов можно воспользоваться для сварки алюминия и его сплавов. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы и по-разному решает задачи преодоления создаваемых оксидом алюминия проблем. А к главной из них мы сейчас и перейдем.

Проблема сварки алюминия – в его оксиде

На первый взгляд кажется, что сварка алюминия не должна вызывать никаких проблем. Ведь температура плавления 13-го элемента таблицы Менделеева составляет всего 660 °C, в то время как у стали, например, это свойство проявляется в температурном диапазоне от 1450 до 1520 °C. Но тут есть один нюанс, связанный с высокой химической активностью алюминия. При реакции с кислородом его поверхность покрывается тонкой и одновременно очень прочной пленкой из оксида алюминия. Пока она присутствует на деталях, приварить их друг к другу не получится. Ведь температура плавления оксида алюминия составляет 2044 °C. И если нагреть свариваемые изделия до этого значения, то, они, во-первых, потеряют форму, а во-вторых, давно расплавившийся и перегретый алюминий просто растечется после прорыва оксидной пленки. Как же тогда варят алюминий? С помощью физики и химии, конечно. Давайте начнем с первой.

Сварка алюминия и катодное распыление

Известно, что в газовой среде ток течет от «плюса» к «минусу». При этом положительно заряженные частицы «атакуют» поверхность с отрицательным зарядом, выбивая с нее атомы. И если во время сварки электрод будет подключен к «плюсу», а свариваемые алюминиевые детали к «минусу», то возникший между ними ток станет разрушать поверхность обрабатываемых металлических изделий, уничтожая тем самым оксидный слой. Это физическое явление называется катодным распылением, и возникает оно при сварке алюминия способами TIG и MIG. Расскажем об этих видах создания неразъемных соединений чуть подробнее.

Сварка алюминия аргоном

Широко распространенный способ соединения алюминиевых деталей – аргонодуговая сварка (TIG). Она осуществляется на переменном токе, когда «плюс» и «минус» меняются местами по нескольку десятков раз в секунду. На «плюсе» энергии всегда больше, поэтому, когда электрод становится положительным, а деталь – отрицательной, преимущественно происходит разрушение оксидного слоя (это то самое катодное распыление). Но при смене знаков местами энергетическая мощь перемещается на свариваемое изделие, и оно уже начинает плавиться по-настоящему.  

На аппаратах, с помощью которых ведется TIG-сварка алюминия, баланс переменного тока можно регулировать в зависимости от степени загрязненности алюминиевых деталей окислами. Так, для грязного алюминия можно усилить эффект очистки, а для чистого увеличить глубину провара.

При выборе аппарата TIG-сварки в первую очередь следует обращать внимание на диапазон рабочей силы тока. Так, чтобы иметь возможность сваривать заготовки большой толщины, понадобится устройство, способное выдавать не менее 200 А. Для работы же с тонкими алюминиевыми листами потребуется модель с функцией импульса – такая, как, например, UNO TIG 200 AC/DC PULSE, позволяющая качественно соединять и тонкие, и толстые металлические изделия.

Сварка алюминия полуавтоматом

Особенность MIG-сварки заключается в автоматической подаче проволоки в дугу, где она плавится, играя таким образом сразу две роли – электрода и присадочного материала. Чтобы варить алюминий полуавтоматом, нужно подключить кабель массы к «минусу», а провод с горелкой – к «плюсу». Тогда поверхность металла будет очищаться от оксидной пленки, и процесс сварки пойдет как надо.

Используя полуавтомат, можно получить надежный и красивый шов, но есть одна проблема. Она связана с высокой пластичностью алюминия. Выполненная из этого материала проволока, применяемая для сварки изделий из алюминиевых сплавов, – довольно мягкое изделие. Поэтому она легко может застрять в подающем механизме аппарата, нарушив тем самым сварочный процесс.

Для минимизации риска возникновения проблемы с подачей проволоки понадобится полуавтомат, адаптированный под сварку алюминия. Примером такого устройства может служить аппарат UNO MIG 207 LCD с расширенной системой синергетического управления, тефлоновым каналом, особым подающим роликом и специальным наконечником на горелку, облегчающими процесс сварки алюминиевых сплавов.

Отличные результаты работы с алюминием показывают также полуавтоматы с 4-роликовым подающим механизмом и мощным двигателем, каковые имеются, например, у модели SAGGIO MIG 200-S. Такие аппараты обеспечивают максимально стабильную подачу проволоки.

Для достижения наилучших результатов в деле сварки алюминиевых заготовок стоит использовать аппарат с импульсом. А еще лучше – с двойным импульсом, как у полуавтомата INVERMIG 240 DP, поскольку в таком режиме получается наиболее качественный и эстетичный шов.

Сварка алюминия электродом

В рамках ручной дуговой сварки реализуется химический метод удаления слоя оксида алюминия. Очистка свариваемой поверхности от окисла происходит за счет воздействия на него входящих в состав покрытия электрода веществ, быстро разъедающих оксидную пленку.

Следует сказать, что сварка алюминия электродами – процесс, в ходе которого не так-то просто получить качественное соединение. Основная проблема заключается в образовании во время сварочных работ агрессивного шлака, который, если не удалить его со шва полностью, приведет к коррозии изделия.  

Тем не менее MMA – вполне рабочий способ сварки алюминия, с помощью которого можно создать надежное соединение. Но для этого требуется обладать очень хорошими навыками, а также использовать наиболее подходящий для сварки алюминия аппарат – инвертор с функциями Hot Start и Arc Force. Примером такого оборудования может служить небольшой по весу и габаритам «ручник» с синергетическим управлением UNO MMA 200 SYN.

Где купить аппарат для сварки алюминия

Собираетесь освоить сварку алюминия? Не бойтесь начинать! Да, металл этот не без капризов. Но ведь существует современное качественное оборудование, которое позволяет решать задачи по сварке алюминиевых изделий без особых проблем. Так что заходите в каталог продукции известного бренда FoxWeld, где представлен широкий спектр устройств для сварки алюминия, и выбирайте. А если у вас возникнут вопросы, вы всегда сможете позвонить в компанию FoxWeld по бесплатному телефону +7 (800) 250-78-85 и проконсультироваться с нашими специалистами.

Товары на сайте по теме