Сварка алюминия в домашних условиях

Возможные проблемы

Сварка алюминия (Al) в бытовых условиях – дело непростое, но и не очень сложное. В промышленности для этого применяют аргон – благодаря газовой защите, металл не окисляется, шов получается прочным. Дома недостаточно опытный сварщик может совершить ошибки:

• Прожог металла. На поверхности данного материала образовывается пленка оксида Al. Она тугоплавкая, для разрушения требуется 1400 град С. Тогда как сам алюминий плавится при 660 град С. Прожечь деталь очень легко!
• Шов получается с порами. Могут быть кристаллизационные трещины. Это из-за того, что алюминий содержит водород и кремний. Если режим выставлен неправильно, то брак определяется только после застывания шва.
• Необходимо использовать подкладки для отвода тепла, иначе Al растекается из зоны сварки.
• В конце шва образуется кратер, для ликвидации которого нужен определенный опыт работы.
• При застывании, соединенные поверхности деформируются, т.к. усадка слишком большая.

Подготовка к работе

Заготовку из алюминия надо очистить от старой краски и лака, а также от загрязнений. Лучше всего взять для этого щетку по металлу. Потом поверхность обрабатывают растворителем. Затем наносят проникающий раствор – с его помощью определяют целостность материала.

Для стравливания с поверхности оксидной пленки, деталь смачивают на 2 минуты раствором щелочи (5%), подогретым до 60-70 град С. После чего – промывают водой, сначала горячей, потом холодной. После этого заготовку кладут в нагретую до такого же состояния азотную кислоту (20%) на 6 или 7 минут. И снова ополаскивают водой, только наоборот, холодной, а потом горячей. Высушивают в течение 2-3 часов. При работе с плавящимся электродом, его тоже надо обработать указанным способом.

Кромки разделываются, в зависимости от технологии сварки. Если планируется горячее соединение электродами с обмазкой, то торцы до 1,5 мм толщиной отбортовываются. Если больше 20 мм – выполняется разделка. С другими электродами – больше 4 мм. При сварке шовным способом, соединяемые поверхности толщиной до 4 мм хорошо подгоняются друг к дружке. При 0,04-6,0 мм применяется точечный способ. Зазор в этом случае должен быть не более 0,3 мм.

Если подготовка сделана правильно, а режим работы выбран грамотно, то варить Al можно любым аппаратом: полуавтоматом, трансформатором, инвертором, с аргоном или без него.

Сварка алюминия

Сварка аргоном

При использовании в качестве защиты аргона, выделяют два основных способа.

Неплавящимися электродами

Данная технология чаще применяется, когда надо заделать трещину. Либо предстоит работа в вертикальной плоскости или на потолке. Хотя это не обязательно, ограничений по пространственному положению нет. Т.к. аргон тяжелее воздуха, то его можно смешивать с гелием (кроме горизонтальных швов).

Сила тока выставляется из расчета: диаметр электрода (мм) * коэффициент (от 30 до 45). 4-мм стержни берутся для листов Al толщиной до 6 мм. Для более толстых заготовок нужны 6-мм электроды. За 1 мин сварки потребляется 6-16 л. аргона. Если пруток сделан из вольфрама, то его ведут на максимальной скорости за проволочной присадкой.

Полуавтоматом с присадочной проволокой

Инверторный полуавтомат с проволочной присадкой 1,2-1,6 мм лучше подходит для листов Al толщиной от 3 мм. Желательно, чтобы температура плавления проволоки максимально приближалась к аналогичному параметру алюминия (660 град С).

Горелка с тефлоновой направляющей при данной технологии перемещается справа налево, проволока подается автоматически. От сопла до сварочной ванны выдерживается расстояние около 10-15 мм, от вертикали горелка отклоняется на 10-20 град. При соблюдении таких параметров, газ расходуется экономно, металл хорошо проваривается.

Сварка Al без защитного газа

Указанный метод подходит для домашних умельцев, не имеющих газосварочного оборудования, или не привычных варить металл в защитной среде. Прочность шва в данном случае получается ничем не хуже, по сравнению с аргоновой технологией.

Для горячего соединения Al без аргона нужны специальные электроды: Nobitec 412, TBW Harasil NC12 и др. Их потребуется немало, потому что расход для алюминия получается в 3 раза больше, чем для стали. Они дорогие, но общая стоимость работы меньше, чем при использовании аргона.

Перед сваркой, заготовку рекомендуется прогреть до 150-200 град С. Работают на токе 70-100 А, короткой дугой. Стержень держат под углом 90 град. После наложения шва, сбивают молотком окалину, зачищают щеткой по металлу место соединения.

Советы по сварке Al в домашних условиях

При зачистке поверхностей, нельзя пользоваться наждачкой и прочими абразивами. Чтобы не появлялись горячие трещины, непосредственно перед сваркой заготовки надо прогреть. Перед электросваркой, сплавы на основе алюминия рекомендуется укрепить нагартовкой (наклепом). В промышленности слой доводят до 40% объема, в домашних условиях – намного меньше.

Алюминий варят на DC обратной полярности. Переменный ток (AC) использовать тоже можно, если в схеме есть балластный реостат и осциллятор. Для недопущения кратеров, лучше сначала потренироваться на бросовых кусках алюминия. Для заварки «ямы», над ней формируют купол. Тогда в месте кратера не будет трещины после остывания.

Поскольку электрод гигроскопичный, то перед сваркой его желательно прокалить. При работе полуавтоматом с алюминиевой проволокой, ее вылет должен быть на 15-20% больше, чем у присадок из черных металлов. Если для сварки используется плавящийся стержень с обмазкой, и в процессе работы оборвалась дуга, то продолжение шва делается с нахлестом на 1 см.

Оптимальные параметры окружающей среды: температура воздуха 18-22 град С, относительная влажность около 70%.

Сварка алюминия в быту – это не редкость. Она выполняется без больших проблем – надо только учитывать особенности металла и работать согласно рекомендациям.