Мы доставляем заказы во все регионы России
Открыть полный каталог
Я и мои коллеги получаем много вопросов относительно выбора оборудования и технологии сварки алюминия и его сплавов (дюраль, силумин). Нередко даже у профессиональных сварщиков встречаются трудности, когда они пытаются использовать свой предыдущий опыт при сварке Al. Лично мой первый шов на алюминии состоял из отдельно вплавленных капель, диаметром 3-12 мм, и был «страшненький». Но дело поправимо. Здесь я опишу существующие методы сварки алюминия и поделюсь советами по выбору оборудования и материалов. Уверен, это пригодится как частным мастерам, так и собственникам бизнеса/технологам, чтобы подобрать товары для использования в гараже или профессиональной деятельности.
В чем сложность сварки алюминия?
Почему сварить алюминий (Al, AlMn, AlMg, AlSi) сложнее, чем обычную или даже легированную сталь? Дело в разнице температур, необходимых для расплавления оксидной верхней пленки и сварки самого металла. У верхнего слоя температура плавления 2044 градуса, а у алюминия и его сплавов — 660º С. Установив низкую силу тока, Вы не проплавите оксидную пленку. Высокий показатель ампер приводит к сильному расплавлению основного металла и прожогам.
Обратите внимание, что алюминий обладает повышенным показателем теплопроводности. В результате околошовная зона сильно нагревается и деформируется. Швы часто дают усадку. Если Вы задержите горелку долго на одном месте, то наплавленный металл просто провалится. Выделение водорода содействует образованию пор и утрате герметичности.
Еще хочу отметить, что алюминий обладает повышенной текучестью, и сварщику трудно контролировать сварочную ванну. Часто шов получается с наплывами и неравномерной шириной.
Области применения сварки алюминия
На описываемые далее технологии и соответствующее оборудование рекомендую обратить внимание технологов и владельцев предприятий из следующих отраслей:
- автомастерские (сварка поддонов картера, блоков ДВС, МКПП, АКПП, деталей кузова некоторых иномарок);
- пищевая промышленность (емкости и резервуары);
- самолетостроение;
- автомобилестроение;
- химическая промышленность (емкости, фильтры, коллекторы, патрубки, фланцы).
В быту, по-моему мнению, сварка алюминия чаще всего требуется для ремонта машин своими руками. Неудачный наезд на бордюр машиной без защиты днища, приводит к разбиванию картера ДВС или коробки. Антифриз с недостаточной плотностью при сильном морозе может замерзнуть и разорвать блок охлаждения. С помощью сварки алюминия можно заделать трещину и сэкономить крупную сумму на покупке новой детали.
Гарантирую, в будущем у нас будут тонны полезных материалов и инсайдов из мира промышленного оборудования — не забудь подписаться на рассылку, чтобы не пропустить!
Способы сварки алюминия, их плюсы и минусы
Существует всего три способа сварки алюминия. Представляю их краткое описание с характеристиками, а также преимущества и недостатки. Более подробно о каждом методе я напишу в других статьях этого цикла.
ММА
Сварка алюминия при помощи инвертора с постоянным током и покрытыми электродами. Отдельного ГОСТа для этого метода не существует, поскольку он не применяется в промышленности и отличается низким качеством швов. Обратите внимание, что полярность здесь обязательно обратная. На прямой Вы не сможете даже нормально распалить электрод. Последние имеют специальное обозначение и содержат сердечник Al в сочетании с кремнием и другими добавками. Сила тока устанавливается из расчета 30 А на каждый мм толщины свариваемого материала. При сечении заготовки свыше 5 мм необходима разделка кромок. Заметьте, что дугу следует вести беспрерывно и быстро. Прерывание сварки приводит к застыванию шлака и созданию диэлектрической преграды.
Среди преимуществ этого метода сварки алюминия:
- относительная дешевизна оборудования и материалов;
- возможность работы в полевых условиях от генератора;
- повышенная мобильность сварщика (легче транспортировать необходимое оборудование).
К недостаткам отнесу низкое качество самого шва. Он будет неоднородным, потребуется долгая механическая обработка для придания формы, в структуре шва присутствует много пор. Еще одна проблема — этот способ подойдет для толщины металла от 4 мм.
Думаю, такой метод стоит применять лишь эпизодически и только для неответственных конструкций, где не требуется высокое сопротивление на разрыв или герметичность. Если Вам требуется сваривать алюминий раз в пол года, то можно обойтись обычным инвертором и покрытыми электродами (РДС). Так Вы сэкономите средства производства. При более частой работе с алюминием, Вы намучаетесь, поэтому лучше обратить внимание на другие методы.
TIG
Технология регламентируется ГОСТом 14806-80, где описаны виды подготовки кромок и допустимые сечения заготовок, а также ГОСТ 27580-88, содержащий типы соединений под острыми и тупыми углами.
Метод подразумевает сварку алюминия вольфрамовым неплавящимся электродом в среде инертного газа (аргона). Источником тока выступает инвертор. Сам ток допускается как постоянный, так и переменный, обратной полярности, но, хочу отметить, что на переменном токе швы получаются гораздо лучше. Поэтому искать нужно именно инвертор AC/DC. Метод сварки алюминия на постоянном токе мы не рекомендуем. Или у вас получались довольно неплохие швы даже при постоянном напряжении? Предлагаю написать об этом в комментариях.
Сварка ведется с наклоненной горелкой под углом 45-80 градусов, которая следует за присадочной проволокой. Сила тока подбирается по толщине материала из расчета 25 А на каждый 1 мм. Расход газа — 10 л/мин. Обратите внимание, что при этом методе обязательна предварительная продувка газом в течение 2 с и пост газ с интервалом до 6 с. Чтобы растянуть ширину шва, допускаются легкие поперечные движения горелкой.
К преимуществам такого метода я отношу:
- достаточную плотность шва;
- отсутствие пор;
- наличие хоть какой-то чешуйчатости и правильной формы;
- сокращение последующей механической обработки.
Но из-за диэлектрической оксидной пленки и брызг алюминия быстро тупится и запачкивается вольфрамовая игла, которую приходится затачивать перед началом каждого шва (придавать полукруглую форму, убирая крупную каплю на конце). Стоимость сварки возрастает из-за необходимости в инертном газе. Для предотвращения провалов разогретого металла, нужно использовать подложку из более толстого железа, которая будет отводить лишнее тепло и служить опорой.
Технологам я рекомендую присмотреться к инверторам TIG с функциями предварительной продувки и пост газа, а также возможностью понижения ампер до 10. Это позволит заниматься изготовлением деталей из алюминия с толщиной от 0.8 мм и расширить ассортимент выпускаемой продукции. Еще подбирайте оборудование с импульсным режимом, например Сварог Real TIG 200 P AC/DC, которое обеспечивает минимальное тепловложение. Тогда тонкие конструкции будут меньше деформироваться и прогорать, а значит сократится время последующей обработки и рихтовки, что повысит производительность и прибыль предприятия.
Отмечу, что практически все инверторы ММА могут производить сварку TIG, если их доукомплектовать вентильной горелкой. Но использовать такой «универсальный» аппарат на производстве, где требуется качественная сварка алюминия, не мудро. Оборудование будет работать только на постоянном токе, швы получатся с порами, увеличится время зачистки, а значит экономия выйдет сомнительная.
MIG
Этот метод описан в тех же ГОСТах 14806-80 и 27580-88, подразумевающих любую дуговую сварку алюминия в среде инертных газов. Допускается соединение металлов сечением от 0.8 до 50 мм. Сварка при помощи полуавтомата проводится на оборудовании с импульсным режимом. Благодаря импульсу с высоким током тугоплавкий оксидный слой быстро прожигается, а последующее падение напряжения содействует нормальному формированию шва и отсутствию перегревов. Полуавтоматы с двойным импульсом обеспечивают еще меньшее разбрызгивание металла.
Плюсом данного метода считаю:
- скорость сварки;
- возможность второй рукой поддерживать заготовку;
- хорошую видимость происходящего в сварочной ванне.
К минусам отнесу дороговизну оборудования и расходных материалов. Еще держать горелку нужно почти вертикально по отношению к плоскости, поскольку алюминиевая проволока сильно «гуляет» и присадочный металл разбрызгивается. При переоборудовании полуавтомата со сварки углеродистой или нержавеющей стали на алюминий (если приходится чередовать процессы), нужно заменить не только проволоку, но сменить металлический направляющий канал в горелке на тефлоновый, что затрачивает время.
Возможно Вы нашли для себя оптимальный угол удержания горелки, при котором удается сохранить ширину шва до 7-9 мм. Можете поделиться в комментариях своими навыками?
Для технологов и руководителей предприятия отмечу, что не стоит скупиться на приобретение промышленного полуавтомата, если на производстве регулярно приходится сваривать алюминиевые фланцы, емкости или конструкции. Это оборудование дает беспрерывные швы, что повышает прочность соединения и скорость выполнения. На последующую обработку уходит меньше времени. Ваша продукция получается качественнее, чем у конкурентов с инверторами TIG, а, следовательно, спрос будет выше.
Чтобы еще лучше оптимизировать процесс, рекомендую для промышленных целей приобретать полуавтоматы с двойным импульсом и синергетическим управлением, как например KEMPPI Kempact Pulse 3000. Двойной импульс обеспечивает надежную герметичность шва. Первая «встряска» повышенным током удаляет из сварочной ванны пузырьки, делая ее более плотной. Второй импульс не дает образоваться кратеру в уже застывающем металле и содействует мелкой чешуйчастости поверхности, т. е. более привлекательному товарному виду.
С таким оборудованием Вам не придется тратить время на переделки протекающих швов, что снова повышает производительность и увеличивает прибыль. Синергетическое управление позволяет установить режим нажатием одной кнопки, основываясь на толщине и виде металла, а также диаметре проволоки. Это особенно выгодно, если на производстве работают с материалами разного сечения.
Варианты оборудования для каждого метода
Далее представлю примеры оборудования для каждого метода сварки алюминия. Я выбрал специально товары из разных ценовых категорий, чтобы информация оказалась полезной как для частных сварщиков, так и для крупных предприятий и мастерских.
| Ручная дуговая сварка (ММА) | ||
|---|---|---|
 | АВРОРА Вектор 2000 — бытовой инвертор для сварки углеродистой стали. Периодически им получится сварить алюминий покрытыми электродами, но только для неответственных конструкций. Сила тока составляет 200 А. Холостой ход 70 V обеспечит легкий поджиг дуги. Вес корпуса 3 кг упрощает перестановку оборудования или транспортировку. По сути, здесь можно использовать любой инвертор с показателем сварочного тока 200 А. | |
 | Серьезной разницы при сварке алюминия методом ММА более дорогим инвертором Вы не почувствуете, поэтому зачем переплачивать. Если есть финансовая возможность, то лучше обратите внимание на инверторы TIG с возможностью работы на переменном токе. | |
| Аргонодуговая сварка (TIG) | ||
| | BRIMA TIG 200 AC/DC — отличный вариант для небольшой мастерской или частного гаража. Подключается к сети 220 V и выдает силу тока от 5 до 200 А. Есть функция Arc Force, цифровой дисплей для удобства настройки. Бесконтактный поджиг продлевает ресурс вольфрамового электрода. Ток можно менять с постоянного на переменный. Регулируется время предварительной и пост продувки газом. | |
| | Fubag INTIG 200 AC/DC Pulse — инвертор ТИГ с диапазоном сварочного тока 5-200 А. Есть функция пульса для сварки тонких деталей. Сила тока регулируется с горелки. Поддерживает режимы 2Т и 4Т. Система Protec защищает от высоких скачков напряжения. | |
 | ESAB Origo Tig 3000i AC/DC, TA24 AC/DC — промышленный аппарат для сварки алюминия с питанием 380 V. Максимальная сила тока составляет 300 А, разрешая варить с ПВ 30%. При показателе 200 А ПВ составляет 100%. Можно регулировать время нарастания и падения тока. Отличается быстрым зажиганием дуги и ее стабильным горением. Полярность переключается тумблером, а не перестановкой проводов. Функция Qwave дает низкое разбрызгивание металла и тихую работу. | |
| Полуавтоматическая сварка (MIG) | ||
| | Сварог MIG 200 REAL (N24002) Black — полуавтомат для сварки алюминия по доступной цене. Питается от однофазной сети 220 V и не «боится» просадок до 160 V. Сварочный ток имеет диапазон 30-200 А. Поддерживает работу с проволокой, диаметром 0.6-1.0 мм. Подающий механизм состоит из двух роликов. Есть функции прогона и дожигания сварочной проволоки. Кроме MIG поддерживает режим ММА. | |
| | EWM Picomig 185 D3 puls — компактный аппарат с импульсом, работающий от напряжения 220 V. Имеет диапазон тока 5-180 А. Отличается прочным корпусом и защитой от капель воды IP23, подходящими для жестких строительных условий. Механизм подачи состоит из 4-х роликов. TRITON ALUMIG 250P Dpulse Synergic 380v — относительно недорогой китайский полуавтомат, способный выдавать двойной импульс. Здесь уже есть синергетическое управление. | |
| | KEMPPI Kempact Pulse 3000 — профессиональный полуавтомат для сварки алюминия. Питается от сети 400 V и выдает силу тока 250 А. Поддерживает работу с проволокой по алюминию, диаметром 0.9-1.2 мм и катушками до 300 мм. Механизм подачи содержит 4 ролика. Есть импульс и двойной импульс. Синергетическое управление упрощает выбор настроек. Память на 100 ячеек для работы с разнородными материалами. | |
Подбор сварочных материалов для работы с алюминием
Если Вы уже определились, каким методом будете сваривать алюминий (в зависимости от требований к качеству шва и выносливости конструкции), то обратите внимание на расходные материалы, которые Вам понадобятся:
- Для РДС сварки алюминия с низким тепловложением используйте покрытые электроды Castolin EutecTrode 2101 S d2,5. У них стабильная дуга с достаточным перемешиванием, минимальное разбрызгивание. Предел прочности наплавленного металла составляет 170 МПа. Хочу отметить, что Межгосметиз ОЗР-1М d3,0 тоже хорошо зарекомендовали себя при ММА сварке алюминия, особенно корневых швов.
- ТИГ сварка алюминия выполняется при помощи вольфрамовых электродов WL-20 и WL-15. Они имеют синий и золотистый наконечник соответственно. В состав стержня входит оксид лантана (20 или 15%). Расходный материал отличается устойчивой дугой и легким повторным поджигом, а также долговечностью. Для сварки на переменном токе потребуется сферическая форма заточки электрода. Оптимальный диаметр иглы 2.0-3.2 мм.
- Для сварки алюминия полуавтоматом нужна проволока с меньшим диаметром, чем проходное отверстие в сопле, поскольку при нагреве алюминий расширяется. Среди индексов проволоки подойдут СвАМц, СвАМг5, СвАМг6, СвАК5. Все зависит от сплава алюминия (с марганцем, с кремнием и т. д.). Эта же проволока используется в качестве присадки при ТИГ методе.
В заключении предупрежу, что поначалу первые швы будут получаться кривыми, бугристыми и с прожогами. Но не отчаивайтесь. Алюминий так «встречает» всех сварщиков. Систематические тренировки на качественном оборудовании с применением подходящих материалов помогут быстро повысить качество швов на этом капризном металле. Для консультации по выбору оборудования для бытового или промышленного использования, обращайтесь к нам на почту.
