Сварка алюминия аргонодуговым аппаратом: процессы и выбор оборудования

Алюминий является распространенным материалом для изготовления продукции в химической и пищевой промышленности. С ним часто сталкиваются при ремонте машин, судов и в авиации. Но качественно сваривать его умеют далеко не все. В этой статье я рассмотрю более детально процесс сварки алюминия в среде аргона и покажу, каким должно быть оборудование для качественного результата. Это поможет грамотно выбрать аппарат и увеличить прибыль производства. Любые вопросы по статье можете задать в комментариях.

Отличие сварки алюминия от черных металлов

Сперва расскажу, почему даже опытным сварщикам сварка алюминия дается труднее, чем углеродистой или малоуглеродистой стали. У черных металлов одинаковая температура плавления поверхности и внутреннего слоя. Выставив нужную силу тока, сварщик зажигает дугу и создает сварочную ванну, благодаря которой формируется шов. У алюминия и его сплавов (Al, AlMn, AlMg, AlSi) сверху всегда присутствует оксидная пленка с температурой плавления 2044 градуса. Сам же алюминий плавится уже при 660º С. В итоге, низкий сварочный ток не может расплавить оксидную пленку, а высокий сразу приводит к прожогам.

Кроме основной проблемы есть и другие сложности при сварке алюминия, о которых я подробнее написал во вводной статье к этой серии.

Области применения TIG-сварки алюминия

К приобретению оборудования для сварки алюминия методом ТИГ стоит присмотреться владельцам автомастерских. Нередко в них приходится сталкиваться с трещинами в поддонах картера ДВС, отбитых проушинах крепления коробки, стартера или генератора. Аргонодуговая сварка алюминия пригодится даже для восстановления герметичности блока охлаждения в двигателе, который «разорвало» от замерзшего антифриза.

Уверен, аппараты для TIG сварки окажутся полезными владельцам предприятий из пищевой или химической отрасли, где с их помощью совершается сваривание емкостей и коммуникаций. Поскольку в таких производствах используется много деталей из алюминия, обладающего антикоррозийными свойствами, сварочное оборудование поможет поддерживать их в исправном состоянии. Автомобиле- и самолетостроение тоже не обходится без оборудования для TIG сварки алюминия.

Преимущество TIG-сварки перед MIG

Отмечу, что сваривать алюминий можно и полуавтоматами, заправленными алюминиевой проволокой и оснащенными тефлоновым каналом, и механизмом подачи с 4-мя роликами. Почему же для предприятия стоит купить инвертор для аргонодуговой сварки алюминия, а не полуавтомат? Приобретение оборудования для ТИГ-сварки выгодно по следующим причинам:

• Стабильное горение дуги и ее контроль сварщиком. Она горит между электродом с диаметром 3.2 мм и изделием, а не между проволокой 1.0 мм, которая «гуляет» и разбрызгивает присадочный металл.
• Возможность создавать узкие, аккуратные швы.
• Сокращение последующей механической обработки.
• Сваривание тонких листов алюминия от 0.8 мм (обшивки катеров и лодок, кузовной ремонт иномарок и т. д.).

Поэтому, приобретая для своего производства аппараты для аргонодуговой сварки, Вы получаете расширенный диапазон по толщине свариваемых заготовок и сокращение времени на последующую зачистку шва и околошовной зоны. Благодаря первому преимуществу, предприятие сможет расширить ассортимент выпускаемой продукции и увеличить прибыль, а благодаря второму, компенсируются временные затраты на создание шва (MIG сварка позволяет быстрее наложить шов за счет автоматической подачи проволоки и быстрого ведения горелки).

Гарантирую, в будущем у нас будут тонны полезных материалов и инсайдов из мира промышленного оборудования — не забудь подписаться на рассылку, чтобы не пропустить!

Дмитрий Ягольник

Эксперт по сварочному оборудованию

Какими функциями должен обладать аппарат для сварки алюминия

Дуговая сварка алюминия в среде инертного газа регламентируется ГОСТом 14806-80, описывающим допустимые сечения материала и виды разделки кромок. ГОСТ 27580-88 разработан для указания, как сваривать детали из алюминия под острыми и тупыми углами. Во всех случаях применяется инверторный источник тока, горелка с вольфрамовым электродом, баллон с аргоном или гелием, присадочная проволока. Сварка ведется на обратной полярности.

Но не любой инвертор подойдет для сварки алюминия. Обратите внимание, какие функции должны быть в аппарате, чтобы с его помощью создавать прочные швы на этом «капризном» металле:

• Предварительная продувка газом. Подает инертный газ в зону еще до возбуждения дежурной дуги, чтобы вытеснить весь воздух. Необходимо время подачи не менее 2 с.
• Пост газ. Продолжает подавать газ после заварки кратера и выключения сварочного тока, чтобы охладить электрод и шов, а также помешать воздуху вступить в реакцию с еще не застывшей сварочной ванной. Желательно подавать газ до 6 с для лучшего качества шва.
• Переключение на переменный ток. На постоянном токе при обратной полярности быстро сгорает оксидная пленка, но высокая температура приводит к прожогам и даже оплавлению самого вольфрамового электрода. При прямой полярности дуга горит стабильно, но не может пробить оксидную пленку. Необходим именно переменный ток.
• Регулировка (снижение) силы тока до 10 А. Это обязательное условие для сварки тонких листов алюминия от 0.8 мм. Есть инверторы, у которых минимальный сварочный ток понижается только до 30-40 А, что не позволит работать с тонкими деталями.

Все эти функции имеются в моделях: TRITON ALUTIG 200P AC/DC, Fubag INTIG 200 AC/DC Pulse, ESAB Caddy Tig 2200i AC/DC и других.

Дмитрий Ягольник

Эксперт по сварочному оборудованию

Обзоры и практика применения оборудования,
инсайды производителей, новости!

Читайте бесплатно эксклюзивные материалы нашего блога.
Знания в 2021 году самый ценный из ресурсов!

Подписаться на материалы блога

Преимущества режима AC/DC и основные настройки

Здесь хочу предупредить, что не стоит экономить на приобретении аппарата ТИГ с вышеописанными функциями. Хотя все инверторы для ММА можно переделать под аргоновую сварку (устанавливается вентильная горелка, подача газа регулируется краном, можно понижать силу тока до нужного значения), но без переменного напряжения швы будут хуже. Такое соединение не пройдет проверку на дефектоскопе, не будет соответствовать сертификату и не сможет быть допущено к продаже. И даже если удастся добиться приемлемого качества швов (в случае неответственных конструкций), Вы сэкономите на оборудовании, но повысится время выполнения сварочных процессов, что сократит объем выпускаемой продукции и прибыль.

Поэтому для промышленной сварки алюминия в среде аргона необходимо искать аппараты с режимом AC/DC. Как я уже отмечал выше, при работе с постоянным током, материал либо быстро прогорает, либо не получается расплавить оксид. Переменный ток решает эту проблему чередованием полярностей, происходящих с частотой от 20 до 200 Гц. На прямой полярности хорошо формируется сварочная ванна, а на обратной осуществляется очистка верхнего слоя.

Сварщик может изменять настройки, влияя на баланс частоты перемены полярности от +30 до -50. Увеличивая амплитуду прямой полярности (преобладание «-» на электроде), получится повысить глубину провара, шов будет узкий и глубокий. Это подходит для ответственных соединений с разделкой кромок. Увеличение амплитуды обратной полярности (повышение «+» на электроде) содействует лучшему очищению поверхности, швы получаются широкими, но не глубокими. Такие настройки пригодятся при сварке сильно окисленного алюминия.

Как видите, преимуществ режима AC/DC сразу несколько:

• меньше греется вольфрамовый электрод (экономится расходник);
• сокращается количество затачиваний иглы;
• оксидная пленка разрушается, а основной металл сваривается без прожогов;
• можно создавать узкие швы с глубоким проваром;
• почти не требуется механическая зачистка;
• можно повышать силу тока без ущерба качеству швов.

Выгода оборудования с AC/DC режимом для малого и крупного бизнеса очевидна — сокращение времени на изготовление, повышенное качество швов, увеличение выпуска товаров, продукция высокого качества.

Что еще придумали для сварки алюминия?

Существуют еще некоторые функции, без которых можно вести сварку алюминия, но с ними гораздо удобнее работать или они еще больше облегчают процесс.

Pulse

Владельцам предприятий и технологам стоит обратить внимание на оборудование для аргонодуговой сварки с наличием импульсного режима (Pulse). Эта функция на переменном токе позволяет не только менять полярность, но и регулировать частоту и силу тока. Благодаря базовому току поддерживается электрическая дуга, а пиковый ток подается импульсом и содействует непрерывному накладыванию точечных капель присадочного металла от проволоки. Сварщик может настраивать амплитуду полярностей во время паузы и во время импульса.

Такая функция помогает сваривать алюминий еще более узкими, аккуратными швами, задействуя электрод меньшего диаметра, без снижения мощности ВАХ. Еще это сокращает тепловложение и не деформирует заготовку. Шов получается более ровным и не требует обработки. Дуга длиннее, и сварщику легче контролировать ее и вести беспрерывно. Повышается скорость сварки, а значит Ваше предприятие сможет выпускать больше изделий.

Synergic

Вторая важная функция для сварки алюминия — это синергетическое управление аппаратом. Хотя работать можно и без этого, но такое оснащение значительно упрощает подготовку оборудования, а потому стоит своих денег. Наличие Synergic означает, что в аппарате есть микропроцессоры с заложенными программами под сварку различных материалов. Там установлены параметры импульсов, сварочный ток, и другие характеристики. Сварщику остается только указать вид свариваемого металла, его толщину и тип используемого защитного газа. Оборудование само подберет оптимальные настройки для создания качественного шва.

Считаю, что такое оснащение особенно пригодится владельцам предприятий, где часто приходится сваривать аргонодуговой сваркой алюминий с сечением от 1.0 до 10.0 мм. Синергетическое управление сократит время подготовки при переходе с тонкого металла на толстый, что повысит общую производительность, а значит и доход.

HF TIG

Бесконтактный пождиг с применением высокочастотного тока помогает возбудить дугу, поднеся иглу на расстояние 5-7 мм от изделия. Это позволит точно начать шов и оставить меньше следов на металле, сокращая последующую зачистку. Вольфрамовый электрод в таком случае дольше сохраняет правильную заточку, не требуя от сварщика прерывания процесса и правки.

Регулировка тока с горелки и 4Т

Еще одна полезная функция — это дистанционная регулировка тока, как например у серии ESAB TIG SR. На горелке сварщик повышает или понижает количество ампер, нажимая на кнопку. Это удобно в случае работы на крупной алюминиевой конструкции, состоящей из деталей разной толщины. Настройка тока осуществляется на месте, подходить каждый раз к аппарату не нужно, что снова экономит время.

Эта же горелка поддерживает работу в режиме 4Т, когда для пуска сварочного тока достаточно нажать и отпустить кнопку. Последующее ведение шва не требует постоянной фиксации кнопки и меньше напрягает руку сварщика. Актуально при длительных швах на алюминии, повышает их качество и снижает утомляемость рабочего.

Память программ

Сварочный аппарат, например TRITON ALUTIG 200P AC/DC, может запоминать введенные настройки (до 10 вариантов, у других зависит от количества ячеек памяти) для работы с конкретным сплавом алюминия, сечением заготовки, степенью окисленности и т. д. Это удобно, если на производстве выполняется несколько базовых процессов по сварке. Переход с одного на другой займет 1 с по времени перенастройки аппарата.

Примеры оборудования для TIG-сварки алюминия

Далее опишу несколько моделей из разной ценовой категории для аргоно-дуговой сварки алюминия, на которые стоит обратить внимание при выборе оборудования:

• BRIMA TIG 250 AC/DC 220V — качественный аппарат для гаража или мастерской. Работает от 220 V. Есть цифровой дисплей, бесконтактный поджиг. Максимальная сила тока составляет 250 А. Водяное охлаждение содействует длительной работе. Есть регулировка баланса между положительной и отрицательной составляющей дуги.
• Сварог TECH TIG 315P AC/DC (E103) — относительно недорогая промышленная установка с питанием от 380 V, и рабочим током 10-315 А. Оснащена режимом Pulse.
• BlueWeld Best Tig 252 AC/DC HF/Lift VRD — еще одна модель средней ценовой категории на 380 V со сварочным током 10-250 А. Есть функция VRD для понижения холостого хода до 9-12 V там, где приходится варить в условиях сильной влажности или стоя на изделии. Спад сварочного тока регулируется по продолжительности.
• EWM Tetrix 230 AC/DC Comfort 2.0 puls 8P TM — премиальный инвертор для TIG сварки алюминия, который способен работать в суровых температурных условиях до -20 градусов. Функция ActiveArc обеспечивает надежное горение дуги. Водяное охлаждение горелки повышает производительность.
• KEMPPI MasterTig MLS 3003 ACDC — универсален по питанию (от 230 до 460 V). Есть функция Pulse. Может комбинировать постоянный и переменный ток (MIX TIG). Две панели на выбор. Товар включен в список оборудования «Газпром».
• Lincoln Electric Invertec V205-T AC/DC — автоматически распознает входящее напряжение 115/230 V. Регулировка частоты дуги на переменном токе. Компенсирует линейное напряжение при работе от генератора в полевых условиях.

Выбираем сварочные материалы правильно

Отмечу, что качественная аргоновая сварка алюминия даже с хорошим аппаратом не возможна без правильных расходных материалов. Для такого метода советую выбирать вольфрамовые электроды с оксидом лантана. Он может составлять от 15 до 20% в игле. Такие расходники выпускаются с синим или золотистым наконечником и обозначаются WL-20 и WL-15. Наличие оксида лантана в вольфраме обеспечивает мягкий поджиг и устойчивую дугу. Оптимальным диаметром для сварки алюминия считаю электрод 2.0-3.2 мм, который необходимо заточить под сферическую форму.

Для сварки понадобится алюминиевые присадочные прутки диаметром 1.0-1.2 мм. Подойдут товары с обозначением СвАМц, СвАК5, СвАМг, что выбирается в зависимости от вида сплава алюминия.

Итак, сваривать алюминий вольфрамовым электродом в среде аргона можно довольно качественно. Швы выдерживают нагрузку на разрыв и герметичны. Если нужна помощь в подборе инвертора для TIG сварки алюминия, то обратитесь к нам, и мы предоставим список моделей под описанные Вами конкретные задачи.

Дмитрий Ягольник

Эксперт по сварочному оборудованию