Выбираем сварочный инвертор для сварки алюминия

Выбираем сварочный инвертор для сварки алюминия

Как правило, для сварки конструкций и деталей из алюминия чаще всего используется специальное оборудование и особые технологии. Сваривать же при помощи ручной дуговой сварки довольно-таки непросто. Но иногда это бывает необходимо, и мы поможем вам разобраться, как сваривать алюминиевые конструкции электродами.

При выполнении работ с алюминием применимы в основном такие типы сварки:

• ММА (ручная дуговая сварка алюминия (см. электроды по алюминию));
• MIG (полуавтоматическая сварка алюминия);
• TIG (сварка алюминия в аргоновой среде с употреблением проволоки присадочной).

Мы не будем затрагивать тему агронодуговой сварки или применении вольфрамовых электродов. Ниже пойдёт речь об проведении сварочных работ простыми ручными покрытыми электродами дуговой сварки.

Сварка алюминия электродами (MMA)

MMA (Manual Metal Arc) — ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Этот способ далеко не самый эффективный при работе с алюминиевыми изделиями. Недостатки ручной дуговой сварки:

• сложно сделать ровный шов;
• шов может быть пористым и не очень прочным;
• при плавлении электрода наблюдается сильное разбрызгивание;
• тяжело очищать шов от шлаков.

И всё же, несмотря на перечисленные недостатки, бывают ситуации, когда без ручной дуговой сварки не обойтись. Сварка способом MMA может осуществляться для соединения алюминиевых конструкций, которые не несут ответственной нагрузки. Минимальная толщина металла должна быть не меньше толщины электрода (4 мм).

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами пригодится в домашних условиях, когда нет возможности использовать громоздкое и дорогостоящее оборудование.

Сварка инвертором

Почему, если уж нет вариантов кроме MMA, то тогда рекомендуется сварка алюминия инвертором? Хоть и сварка алюминия электродами — довольно-таки сложный процесс, есть способ немного облегчить себе жизнь. Алюминий относится к плохо свариваемым металлам, поэтому для достижения ровного и качественного шва следует использовать инвертор.

Конечно, существует другая техника, которая может применяться при ручной дуговой сварке: выпрямители, трансформаторы или генераторы. Однако инвертор является наиболее выгодным вариантом, благодаря следующим преимуществам:

• Высокий КПД — до 95% и выше. Высокочастотный импульсный полупроводниковый преобразователь позволяет полностью исключить индуктивные потери.
• Эффективный расход электроэнергии. Преобразователь автоматически отключается, когда прекращается работа.
• Защита от нестабильной электрической сети. Инвертор выдаёт нужное напряжение независимо от просадок в сети. Импульсный преобразователь автоматически подстраивается под входное напряжение и обеспечивает требуемые выходные параметры.
• Точная регулировка сварочного тока. Сила тока, необходимая для конкретных сварочных работ, напрямую зависит от толщины используемых электродов. Ручка регулятора инвертора позволяет установить нужное значение перед началом работ.
• Быстрый поджиг дуги. Достаточно легко ударить электродом по детали. Инвертор обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.
• Удобно использовать в домашних условиях. Инверторы, как правило, имеют компактные габариты. Для сравнения — сварочный трансформатор мощность 8 кВт весит более 40 кг, в то время как инвертор такой же мощности — менее 5 кг.

Выбор расходных материалов для сварки

Чтобы варить алюминий инвертором без аргона применяются электроды, сделанные из близкого по составу материала. Их покрытие при нагреве создает газовую среду, которая препятствует проникновению воздуха в зону сварки. Лучшими отечественными признаны марки ОЗА, ОЗР, ОЗАНА. Аналоги зарубежного производства OK 96.20, OK 96.40, Kobatek-213 лучше по качеству, но стоят дороже.

Аргонодуговая сварка выполняется неплавящимися электродами из вольфрама. Для создания шва используют присадочную проволоку диаметром от 2 до 5 мм. В составе популярных марок АО, АД, АК содержится много магния.

Чтобы сваривать алюминий инверторным полуавтоматом используется присадочная проволока диаметром от 0,8 до 1 мм в катушках по 0,5 кг. Большей популярностью пользуются марки ER 4043 и ER 5356, сделанные из сплава кремния с алюминием. Св-АК 5 и Св-АМг из алюминия с магнием применяются реже.

Особенности технологии

Рассмотрим особенности технологии сварки электродами по алюминию. Ручная дуговая сварка алюминия — не самый удобный процесс, поэтому важно знать и учитывать некоторые особенности проведения сварки.

• Выбор электродов.

Прежде всего нужно подобрать подходящий тип электродов. Дело в том, что некоторые марки имеют покрытие, предназначенное только для работы со сплавами алюминия. Другие же используются исключительно для сварки чистого алюминия. Поэтому этот параметр следует учитывать. Производители электродов указывают назначение конкретной марки, так что вы сможете без проблем выбрать подходящую.

Химические свойства алюминия

Для алюминия характерна высокая растворимость водорода в жидкой форме при низкой растворимости в точке кристаллизации. Это напрямую влияет на качество сварочных работ. Если даже в металле шва растворится небольшое количество водорода, шов может стать пористым, так как водород будет стремиться выйти наружу.

Ещё одно важное химическое свойство алюминия — окисление. Соединение с кислородом создаёт оксид алюминия, который образует своеобразную плёнку на поверхности металла. С одной стороны, оксидная плёнка надёжно защищает металл от коррозии. С другой же, становится препятствием для проведения сварочных работ. При том, что алюминий плавится уже при 660.3оС, температура плавления оксидной плёнки — 2037оС.

Механические свойства алюминия

Прочность, упругость и удлинение сварного шва зависят от вида сплава, из которого изготовлены детали, а также от состава электрода. Прочность сварного соединения будет достаточно слабой в сплавах холодной закалки. Чтобы добиться хорошей прочности шва в термостойких сплавах, необходимо большее время термической обработки и медленное охлаждение.
ВАЖНО! Алюминий имеет хорошую теплопроводность, поэтому при проведении сварочных работ рекомендуется использовать теплоотводящие подкладки. Это поможет сохранить остальные части заготовок от усадок и деформаций.

Использование легирующих компонентов

Для улучшения качеств сварного шва в составе электродов по алюминию могут использоваться следующие легирующие добавки:

• Марганец (Mn) — повышает коррозийную стойкость.
• Кремний (Si) — уменьшает плавление алюминия, улучшает текучесть и свариваемость.
• Магний (Mg) — придаёт металлу отличную свариваемость и хорошую прочность. В сочетании с кремнием формирует термостойкий сплав.

Электроды ОК AlMn1 (96.20) с марганцем в составе

Правила при сваривании алюминия инвертором

Существует ряд правил для получения качественного результата при сварке алюминия инвертором:

1. Для оптимального процесса рекомендуется использовать электроды из вольфрама. При этом особое внимание стоит уделить размеру наконечника и составу электрода, так как эти факторы влияют на качество выполняемых соединений.
2. Предварительный прогрев алюминиевых деталей позволит сократить последствия деформаций в районе сварного шва от воздействия высоких температур. При этом температура подогрева прямо пропорциональна размерам свариваемых деталей. Если конструкция большая, то может быть нагрет только локальный участок сварки.
3. Сваривать алюминиевые элементы необходимо под защитой инертных газов (аргон, аргон+гелий);
4. Сварочные манипуляции при работе с алюминием проводятся только с использованием тока обратной полярности. Такой выбор обусловлен возможностью разрушения образующейся оксидной пленки катодным распылением.

Какие электроды лучше

Несколько слов о том, какие электроды лучше для сварки алюминиевыми электродами. Для ручной дуговой сварки алюминиевых конструкций часто используются расходники от марки «Озана-2». Среди достоинств электродов этой марки:

• обеспечивают стабильное горение дуги;
• хорошо формируется шов в любом положении (в том числе и в вертикальном);
• шлаковые образования на рабочей поверхности легко отделяются;
• сварочный шов имеет хорошие механические свойства.

Также широкое распространение получили электроды шведского . Расходники с щелочно-солевым покрытием оптимально подходят для сваривания конструкций из технического алюминия, а также алюминиевых сплавов с марганцем или магнием.

Подробнее о выборе электродов для сварки алюминия вы можете почитать здесь. [ads-pc-3][ads-mob-3]

Достоинства

• Если точно соблюдать всю технологию работы, то в итоге шов получится ровным и качественным, а металл сможет выдерживать большие нагрузки, при этом весить совсем немного.
• Для осуществления сварки дюралюминия существует несколько способов (аргоновая сварка, сварка полуавтоматом), вы можете подобрать наиболее оптимальный вариант, учитывая все факторы и условия выполнения работы.
• Найти электроды несложно, поскольку многие хорошо взаимодействуют с таким сплавом. Например: ОЗА-1, ОК96.20, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2,
• Любую проблему, возникающую в процессе сварки можно решить, но лучше доверить работу опытному специалисту.

Читать также: Лучшие перфораторы для работы отзывы рейтинг

Трудности процесса

Рассмотрим сложности процесса сварки электродом по алюминию. Сложность ручной сварки алюминиевых конструкций во многом обусловлена свойствами данного металла. Ниже приведём примеры основных проблем, которые могут возникнуть в процессе сварки.

1. Высокая текучесть металла. Расплавленный алюминий тяжело контролировать. При значительном перегреве поведение металла становится в какой-то степени непредсказуемым. Расплав может разрушить слой твёрдого металла, находящийся под ним, и вытечь через трещину. Для решения этой проблемы рекомендуется использовать прокладки из керамики или тугоплавкой стали.
2. Окисляемость алюминия. Основная проблема алюминиевых изделий. Соединяясь с кислородом, молекулы металла формируют плотную оксидную плёнку. Она прочнее самого металла и плавится только при очень высокой температуре. Ещё один минус — плёнка является диэлектриком, поэтому тяжело поджечь дугу. Для решения этой проблемы нужно тщательно очищать рабочую поверхность металла перед сваркой.
3. Высокий коэффициент линейного расширения. Алюминий достаточно хрупкий и обладает малой упругостью. При сильном нагреве металла зона сварки давит на остальную часть конструкции, что может стать причиной появления трещин или деформации плоских поверхностей. Чтобы этого избежать, нужно контролировать температуру сварки. А лучше — предварительно прогревать деталь до 200-250оС.
4. При застывании металл шва может кристаллизоваться и появляются горячие трещины. Поэтому желательно добавлять специальный присадочный материал. Особенно это необходимо в случаях, когда несколько швов находятся на небольшом расстоянии друг от друга.

Полезное видео

Посмотрите ролик, где умелец рассуждает о том, что сварка электродом алюминия – это не лучшее решение и демонстрирует процесс наглядно, с пояснениями.

Как варить правильно: техника, этапы и нюансы

Сейчас разберёмся, как сваривать алюминиевые конструкции при помощи обычных покрытых электродов, и что для этого потребуется.

Первый этап: подготовительный

Перед началом сварки необходимо провести подготовительные работы по очистке поверхности от загрязнений и оксидной плёнки. Это нужно для того, чтобы обеспечить хорошую свариваемость металла и формирование качественного шва. Последовательность действий:

Сварка алюминия инвертором — насколько реально?

Металлы и Сплавы

В быту постоянно сталкиваемся с алюминиевыми изделиями. Это достаточно мягкий металл, поэтому повреждения на нем появляются с завидной регулярностью. Эти повреждения можно и нужно ремонтировать. Для этого лучше всего подойдет сварочный инвертор, приобрести который можно где угодно.

Сварка алюминия инвертором может быть выполнена даже самостоятельно, если имеется дополнительное оборудование. Практика свидетельствует, что можно варить даже тонкие изделия из алюминия.

Какое оборудование необходимо для сварки алюминия?

Процесс сварки алюминия обязательно должен проходить в среде инертных газов. Это вызывает необходимость приобретения специальной приставки для инвертора, позволяющей проводить аргонодуговую сварку.

Электроды также подойдут не всякие. Необходимы неплавящиеся электроды, желательно вольфрамовые. В состав таких электродов входят соли некоторых щелочных металлов. Эти соли предотвращают окисление алюминия и повышают устойчивость горения дуги.

Для присадочного материала используется проволока марок АД, АО, АК. Диаметр проволоки берется в пределах от 2 до 5 мм.

В качестве защитного газа применяют либо аргон, либо гелий. Можно взять их смесь. Ну и непосредственно сварочный инвертор для сварки алюминия.

Подготовка алюминия к сварке

Алюминий окисляется при взаимодействии с кислородом. Его поверхность покрывает оксидная пленка, препятствующая сварочным работам. Эту пленку до начала работ необходимо удалить при помощи химических или механических средств. Вполне подойдет наждачная бумага или абразивный круг. После снятия пленки сварочные работы желательно провести в течение ближайших 8 часов, пока на поверхности алюминия не образовалась новая пленка.

Сварка алюминия электродом инвертором

Сварку проводят переменным током. Силу тока регулируют в зависимости от состава алюминиевого сплава и толщины свариваемых деталей. Однако сила тока будет больше, нежели при сварке стальных деталей.

В начале работы рекомендуется нагреть хотя бы немного свариваемые изделия. Так как алюминий обладает высокой теплопроводностью, сварной шов необходимо делать не спеша, это обеспечит максимальную глубину его провара.

Инертный газ подается под высоким давлением на сварной шов, окружая собой электрод. Между электродом и алюминием возникает электрическая дуга, приводящая к наполнению сварочной ванны. В сварочную ванну утапливается присадочная проволока.

После полного заполнения сварочной ванны электрическая дуга разрывается, но инертный газ еще несколько секунд должен поступать к месту сварки. Это предотвратит образование в сварном шве дефектов.

Прочность алюминия невысока, да еще и снижается в процессе нагрева. В результате этого сварной шов может деформироваться при остывании, потрескаться, а сама алюминиевая деталь вполне может деформироваться. Особенно, если ее толщина незначительна.

В целом, сварка алюминия может быть произведена вполне успешно при условии соблюдения всех технологических особенностей сварки алюминия.

Сварка алюминия

Сварка алюминия — сварка заготовок из алюминия или его сплавов.

Содержание

Свариваемость [ править | править код ]

Особенности сварки алюминия и его сплавов связана с физическими и химическими свойства металла. Алюминий имеет малый удельный вес — 2,7 г/см 3 , высокую электро- и теплопроводность, на его поверхности есть окисная плёнка, имеющая высокую температуру плавления 2050 °C, температура же плавления самого алюминия — около 660 °C. Сплавы алюминия с марганцем, кремнием, магнием и медью обладают большей прочностью, чем сам алюминий.

Тугоплавкая плёнка на каплях расплавленного металла, препятствует сплавлению металла, поэтому при сварке необходима защита от воздуха. Такой защитой может быть сварка алюминия в среде с аргоном.

Значительная жидкотекучесть алюминия затрудняет управление сварочной ванной. Для быстрейшего охлаждения металла необходимо использование теплоотводящих подкладок.

Сварочное соединение алюминия и его сплавов склонно к образованию кристаллизационных трещин, что обусловлено растворением в металле водорода. В сплавах алюминия трещины возникают из-за повышенного содержания кремния. Металл обладает большой усадкой, что является причиной деформаций при остывании заготовок.

Значительная теплопроводность алюминия требует применения сварочного тока, превосходящего в несколько раз ток при сварке сталей [1] .

Способы сварки [ править | править код ]

Сварка алюминия производится с разрушением оксидной плёнки (очистка и обезжиривание) на его поверхности и защитой с помощью инертных газов. Перед сваркой металл подогревают. Подогрев металла проводится до температуры 250—300 °C для заготовок средних толщин, и до 400 °C — для толстых. Распространены следующие способы сварки:

• сварка вольфрамовым электродом в инертных газах (режим AC TIG);
• сварка полуавтоматами в среде инертных газов и автоматизированной подачей проволоки (режим DC MIG);
• сварка покрытыми плавящимися электродами без использования защитного газа (режим MMA).

Сразу после детали промываются водой, а со шва удаляется шлак.

Разнородная сварка [ править | править код ]

Алюминий можно сваривать с другими металлами. Особенности разнородной сварки металлов заключается в различии их температуры плавления, плотности, в коэффициентах линейного расширения. Процесс затруднён свойствами самого алюминия.

Сварка стали с алюминием и его сплавами выполняется аргонодуговой сваркой с вольфрамовым электродом. Перед сваркой кромки металлов очищаются и на них наносятся активирующее покрытие. Наиболее дешёвое из них — цинковое. В качестве присадочного материала используется проволока марки АД1 из чистого алюминия с присадкой кремния.

Особенностью сварки алюминия со сталью является расположение сварочной дуги:при сварке встык дуга ведётся по кромке алюминиевой детали, а присадка ведётся по кромке стальной детали. При этом жидкий алюминий натекает на поверхность стали, покрытой цинком.

Алюминий и его сплавы при домашней сварке

В сварочном деле принято разделять металлы и сплавы в зависимости от их рабочих характеристик. Например, алюминий относится к трудносвариваемой разновидности металлов.

Сварочный шов на алюминии

По этой причине про сварку алюминия инвертором в домашних условиях можно сказать, что она обладает специфическим сочетанием особенностей. Стоит повнимательнее рассмотреть их заранее, чтобы в процессе работы не возникли непредвиденные сложности.

Принципиальных отличий при сварке в домашних условиях по большому счету нет — требования к технике безопасности, оборудованию и техпроцессу выдвигаются такие же, как и в промышленных условиях.

Главное, на что стоит обратить внимание в целях обеспечения безопасности — токсичные газы, которые образуются при работе со стандартными электродами. Следует позаботиться о том, чтобы эффективно нейтрализовать их.

Капризы алюминия при сварке в домашних условиях

Инвертор для сварки алюминия

Для работ с алюминием требуется достаточно высокая квалификация, которая хоть и приходит с опытом, но должна сопровождаться определенными навыками.

Это касается даже наиболее простых манипуляций со сваркой — во всем нужна хорошая теоретическая база и наличие практического опыта. Оплавление, образование сквозных отверстий, и другие неприятные эффекты — вот основные «подводные камни», которые нужно предотвращать. Для этого требуется не только повышенное внимание, но и понимание процессов температурного расширения, знание свойств и особенностей металла, а также способность грамотно подобрать электроды.

Список важнейших параметров

Алюминий — металл очень распространенный в самых различных сферах человеческой деятельности. Также активно используются его сплавы. Это обусловлено набором его физических свойств и химических характеристик.

Алюминий — один из самых распространенных металлов

Какие основные трудности возникают во время сварочных работ, связанных с этим металлом? Причины легко понять, если разобраться с главными свойствами.

Значительный уровень текучести

При воздействии высоких температур алюминий резко теряет прочность, что приводит к разрушению уже расплавленным металлом нерасплавленного. Нередко происходит так, что расплавленный металл вытекает через шов. Сложность контроля за процессом сварки в домашних условиях усугубляется тем, что алюминий не изменяет свой цвет при нагревании. Для сохранения формы сварочной ванны опытные сварщики применяют специальные керамические (или сделанные из иного металла) подкладки.

Появление оксидной пленки

Кислород имеет очень характерное воздействие на алюминий — он очень быстро покрывает его специфической оксидной пленкой, в результате чего поверхность металла приобретает гораздо более высокий уровень тугоплавкости и плотности. Кроме того, оксид мешает превращению металла в монолитный шов.

Сварка аргоном предотвращает попадание воздуха

Как не допустить появление оксидной пленки? Сварочную зону нужно защитить от контакта с воздухом. Это достигается при использовании аргоновой сварки. Кроме того, оксид можно удалить путем катодного распыления.

Еще одна отличительная особенность алюминия — обладая весьма высоким коэффициентом линейного расширения, он обладает достаточно низким модулем упругости. Из-за этого нередко происходит деформация конструкции, которую требуется сварить. Как понизить вероятность деформации? Для этого применяются разнообразные технологические приемы, т.е. электросварка в режиме оптимальном режиме, или подогрев.

Во время сварки алюминия в домашних условиях (и не только в домашних) появляется пористость в сплавах, содержащих этот металл. Почему так получается? Ответ прост: различные соединения металла имеют в своем составе водород, который выделяется через образующиеся в процессе нагрева поры. Кроме того, если в составе имеется значительное содержание кремния, то существует высокая вероятность появления кристаллизационных трещин, которые хоть и имеют малые размеры, но способны в значительной степени ослабить сварочный шов.

Еще одна особенность алюминия — большая теплопроводность. Вот почему для сварочного процесса не обойтись без мощных источников тока.

Дополнительная опасность, поджидающая тех, кто занимается сваркой алюминия домашних условиях — образование горячих трещин. Появляются они в результате специфических процессов, которые протекают внутри раскаленного металла, когда он начинает застывать. Как снизить до минимума риск появления трещин? Нужно применять особые модификаторы, добавляемые непосредственно в сварной шов. Еще один метод подстраховки — не располагать швы слишком близко друг к другу.

Как производить сварку алюминия инвертором в домашних условиях?

На практике часто возникает ситуация, когда нужно выполнить сварочные работы по алюминиевым сплавам, марка которых неизвестна. Возможно ли такое без специальных вспомогательных материалов и особых режимов сварки? Если как следует подготовиться, то это осуществимо.

Сварочный инвентарь

Во-первых, нужно грамотно выбрать сварочное оборудование. Лучше всего для алюминия и его сплавов подходит инверторный аппарат: он обеспечивает стабильную дугу, быстрый розжиг, высокий уровень аккуратности шва, а также стабильные токи.

Какой именно инвертор больше всего подходит для такого вида работ? Принципиальной разницы нет — подойдет любой. Стоит учесть другой фактор: в гораздо большей степени на результат влияет грамотный выбор электродов.

Для сварки алюминия инвертором в домашних условиях необходимо иметь следующее:

• специальные электроды, которые хорошо подходят для алюминия (они имеют маркировку ОЗР, ОЗР-2, или ОЗАНА, ОЗАНА-1, ОЗА, ОЗА-1);
• печь, в которой можно прокалить электроды — это делается перед тем, как использовать их.

Ключевые правила сварки при работе с алюминием и его сплавами

Зачистка поверхности алюминия перед свариванием

Обработать поверхность металла

Рекомендуется удалить с поверхности металла грязь, а затем обезжирить ее ацетоном, авиационным бензином или уайт-спиритом. Для уничтожения оксидной пленки можно использовать напильник, наждачную бумагу или абразив.

Разделка кромок

При толщине металла от 4 мм или более производится разделка кромок. При использовании покрытых электродов разрешается обработка металла, имеющего толщину до 20 мм, без разделки кромок.

Защита от перегрева

Чтобы предотвратить деформацию металла, можно использовать приставку для сварочного аппарата инверторного типа.

Использование инвертора при сварке алюминия в домашних условиях

Аргоновая среда помогает защититься от кислородного воздействия. Также может использоваться смесь аргона с гелием. Эта смесь помогает толстым слоям металла.

Сварка с использованием аргоновой дуги может производиться только при переменном токе. В этом случае инертный газ подается через горелку, а расходным материалом является присадочная проволока.

Электроды для алюминия имеют специальное покрытие

Когда газ выходит из сопла и обволакивает электрод, расплавленный металл образует сварочную ванну с жидким алюминием. Затем туда попадает присадочная проволока. Рекомендуется подбирать проволоку такой же марки, как и основная деталь, которую нужно сварить (например, при диаметре алюминия от 2 до 5 мм лучше брать проволоку марки АО, АК или АД).

Шов накладывается постепенно и неторопливо, деталь проваривается достаточно глубоко. Нельзя прекращать подачу инертного газа сразу же по завершению шва — рекомендуется подождать несколько секунд, чтобы шов не деформировался или не растрескался.

Присадочный пруток и электрод не должны двигаться поперек — присадочный пруток должен идти впереди горелки. Можно прогреть деталь как до, так и после сварочных работ.

Видео: Аргонодуговая сварка алюминия