Как варить алюминий аргоном на постоянном токе


Сварка алюминия постоянным током в среде аргона

Существует несколько способов сварки, которые зависят не только от применяемой техники, но и от режимов, которые выставляет пользователь. Если рассматривать использование электросварки, то здесь может возникнуть несколько вариантов, которые зависят от рода тока. Сварка алюминия постоянным током является как раз одной из таких разновидностей. Она используется не так часто, как переменным током, но все же имеет ряд особенностей, которые определяются полярностью. Мастера отдают предпочтение переменному электричеству, так как оно сочетает в себе преимущества обоих полярностей.

Сварка алюминия на постоянном токе обратной полярности

Когда идет сварка алюминия постоянным током, то приходится выбирать, что более важно для сварочного процесса. Ведь свойства сваривания алюминия являются далеко не самыми лучшими, поэтому, следует подбирать подходящие условия, которые бы смогли удовлетворить технологические требования и обеспечили ровный и плотный сварочный шов алюминия. Основной проблемой этого формирования становится оксидная пленка, с которой не может справиться высокая температура сварки, так как она плавится при 2200 градусах Цельсия, а алюминий при 680. Обратная полярность постоянного тока помогает разрушить ее благодаря катодному распылению, которое отлично воздействует в сочетании с флюсами и предварительной обработкой.

Сварка алюминия аргоном постоянным током

Преимущества

  • При использовании постоянного тока прямой полярности получается стабильная дуга, которая помогает формировать качественный и ровный шов;
  • Если используется постоянный ток для сварки алюминия обратной полярности, то обеспечивается катодной распыление, уничтожающее оксидную пленку.

Недостатки

  • Приходится выбирать между стабильной дугой или разрушением оксидов;
  • Без разрушения оксидной пленки невозможно достичь высокого качества сварки, так как она обволакивает расплавленный металл, не давая ему нормально соединиться;
  • Сложно подобрать параметры оборудования для сваривания конкретной толщины металла при таком режиме работы.

Нюансы при сварке постоянным током

Перед тем как варить алюминий электросваркой требуется в первую очередь разобраться с параметрами оборудования. Специалисты не рекомендуют использовать постоянный ток прямой полярности, так как его недостатки перевешивают преимущества и сварка алюминия электродом с ним получается очень проблематичной. При обратной полярности удается побороть одну из главных проблем свариваемости алюминия, но это не единственная проблема, с которой приходится сталкиваться.

Ток для сварки алюминия

К прочим нюансам данного процесса можно отнести высокую текучесть металла в расплавленном состоянии, с которой не поможет справиться ни какой род тока, а лишь мастерство сварщика. Также стоит учитывать повышенную предрасположенность к напряжению, что предполагает подогрев металла и тщательную просушку электродов перед использованием. Здесь нужно учитывать низкую глубину проварки металла, так что при работе с толстыми заготовками может потребоваться дополнительная обработка кромок. В плане предварительной подготовки здесь также есть несколько нюансов, которые касаются очистки поверхности растворителями и простыми механическими способами, что должно увеличить качество соединения.

Сварка алюминия аргоном

Материалы и инструмент

  • Сварочный аппарат, без которого невозможна была бы электросварка алюминия электродом. Он подбирается в зависимости от способа, так как возможно еще применение газа;
  • Присадочный материал, в качестве которого могут выступать алюминиевые электроды или сварочная проволока;
  • Баллон с инертным газом, если используется сварка алюминия аргоном постоянным током.
  • Надежные шланги для соединения баллона с горелкой;
  • Горелка, которая рассчитана специально для аргонодуговой сварки;
  • Редуктор, чтобы изменять давление газа, подаваемое с баллона;
  • Манометр, чтобы следить за уровнем давления, с которым ведется работа.

Выбор материалов и оборудования

Электросварка алюминия на постоянном токе обратной полярности может проводиться стандартным методом, при использовании обычной электросварки и электродов, а также аргонодугового аппарата. Первый вариант более простой и дешевый, тогда как второй оказывается одним из самых надежных, но себестоимость процесса и его сложность становится выше. Поэтому, для обыкновенного соединения используются электросварку, тогда как при работе с ответственными сооружениями и деталями нужно применять только ТИГ вариант. В любом случае, при выборе аппарата нужно обращать внимание на широту его диапазона, а также плавность регулировки параметров.

С подбором расходного материала все проще, так как для электросварки нужны специальные электроды, которые предназначены для чистого металла или его определенного сплава, а для аргонодугового способа требуется сварочная проволока, состав которой бы максимально совпадал с составом свариваемого металла или его сплава.

Пошаговая инструкция

Сварка алюминия постоянным током в среде аргона предполагает следующий ряд действий:

  1. Подготовка металла, куда входит обработка кромок, механическая очистка и обработка растворителем, которым может стать ацетон или другая похожая жидкость;
  2. Далее следует расположить на поверхности сваривания флюс, который улучшит соединение;
  3. После этого можно приступать к настройке техники, в соответствии с заданным режимом;
  4. Далее уже идет сама сварка, во время которой следует провести шов по всей поверхности кромок;
  5. Дать остыть шву и проверить его качество каким-либо из доступных методов.

«Важно!

Процесс проходит преимущественно в нижнем положении, так как металл сильно растекается в горизонтальном или потолочном.»

Таблица режимов сварки алюминия постоянным током

Вид заготовки

Толщина свариваемой детали, мм

Электрод, мм

Сварочная проволока, мм

Величина тока, А

Расход газа, л/мин

При обработанных кромках

1
1,5
2

1
1,6-2
1,6-2

45…50
70…75
80-85

4-5
5-6
7-8

Односторонняя сварка встык без обработки кромок

2
3
4

1,5-2
3-4
3-4

1-2
2-3
2-3

55…75
100…120
120…150

5-6
7-8
8-10

Двусторонняя сварка встык без обработки кромок

4
5
6

3-4
4-5
4-5

3-4
3-4
3-4

120…180
200…250
240…270

7-8
8-10
8-10

Техника безопасности

Электросварка алюминия в домашних условиях и на производстве требует выполнение правил безопасности. Первым делом это касается использования защитной одежды и таких средств, как сварочная маска Хамелеон. Правила электробезопасности должны соблюдаться как на производстве, так и дома. Баллоны с газом должны находиться, как минимум на 5 метровом удалении от источника огня.

Кулинария из алюминия - оборудование и снаряжение

Более половины всей продаваемой сегодня посуды содержит алюминий. Это отличный металл для посуды, поскольку он быстро и равномерно проводит тепло, с ним легко обращаться и он относительно недорог по сравнению с другими материалами.

Обратной стороной алюминия является то, что это мягкий металл, поэтому он легко царапается и вмятин. Дно алюминиевой сковороды со временем может прогнуться, особенно если ее часто используют на сильном огне.

Он также может вступать в реакцию с некоторыми кислыми продуктами и фактически изменять их вкус.Все, что содержит яичные желтки, спаржу, яблоки или артишоки, может вызвать окисление. Это изменение цвета, обычно потемнение, вызванное кислотностью продуктов.

Есть способы избежать этого. Более дешевый вариант - поискать посуду с внутренним сердечником из алюминия и внешним покрытием из нержавеющей стали.

Чуть более дорогое решение проблемы - выбрать посуду из анодированного алюминия.

Что такое анодированный алюминий?

Алюминий имеет естественный слой оксида алюминия.Процесс анодирования увеличивает толщину этого слоя. Утолщение придает посуде более твердую, темную и непористую поверхность, которая не реагирует на кислоты. Это также означает, что он может нагреваться быстрее и достигать более высоких температур.

После анодирования алюминий будет более устойчивым к сколам, трещинам или отслаиванию. Однако его все же можно поцарапать. Если поверхность повреждена, анодированное покрытие потеряется в этом поврежденном месте.

Лист или литье?

Наиболее распространенные формы алюминия - анодированный, листовой или литой.

Листовой алюминий является наиболее распространенным. Металл прокатывается или штампуется для придания формы и чаще всего используется для изготовления противней и форм для выпечки, хотя из него можно делать кастрюли, пароварки, горшки для макарон и даже сковороды по низкой цене.

Поскольку он такой мягкий, его обычно смешивают с магнием, медью или бронзой, чтобы сделать его более прочным и долговечным.

Литой алюминий получают путем заливки нагретого расплавленного алюминия в форму. При этом в металле образуются микроскопические воздушные карманы.Это означает, что полученная посуда будет удерживать тепло дольше, чем листовая. Это также позволяет им быстро нагреваться, и им нужен только слабый источник тепла.

Однако они не так хороши для равномерного распределения тепла и к тому же довольно хрупкие. Если их уронить, они, вероятно, треснут. Литая алюминиевая посуда пористая и требует приправы.

Как мне его приправить?

  • Вымойте посуду горячей мыльной водой.
  • Высушите и тщательно смажьте растительным маслом. Самый простой способ - вылить масло на бумажное полотенце и хорошо нанести его на все поверхности.
  • Поместите посуду с хорошим покрытием в духовку при температуре 250 градусов и оставьте там на 2 часа.
  • Никогда не используйте мочалки или моющие средства для чистки литой посуды. Просто вытрите его влажной тканью.
  • Если еда начинает приставать к посуде, просто приправьте ее снова.

Как за ним ухаживать?
  • Повторное мытье в посудомоечной машине приведет к удалению любых приправ, может вызвать обесцвечивание и не рекомендуется.Удалите пятна, вскипятив что-нибудь кислое, например, помидоры или яблочную кожуру, а затем снова приправьте.
  • Не оставляйте его погружаться в мыльную воду.
  • Не используйте для очистки стальные губки.
  • Вы можете использовать неабразивные чистящие средства или пасту на основе пищевой соды и воды. обработайте любой из них нежной синтетической мочалкой, и ваш лист или алюминий будут сиять!

Это безопасно?

Многие люди боятся пользоваться алюминиевой посудой, поскольку считают, что она может вызвать болезнь Альцгеймера.

Еще в 1970-х годах некоторые исследователи в Канаде сообщили о том, что люди, умершие от болезни Альцгеймера, имели необычно высокий уровень алюминия в мозгу. Это вызвало споры - был ли алюминий причиной болезни Альцгеймера или ее результатом? Многие люди были встревожены этим и выбросили алюминиевую посуду.

Более поздние исследования, по-видимому, указывают на то, что повышенные уровни алюминия были вызваны самой болезнью Альцгеймера. Мозг, который уже пострадал от болезни Альцгеймера, допускает необычно высокие уровни алюминия.

Это несложно, так как алюминий есть везде. Наиболее распространенными элементами на Земле (в порядке их распространенности) являются кислород, кремний и алюминий. Он находится в воздухе, воде, почве и, следовательно, в растениях и животных, которых мы едим.

Может ли алюминиевая посуда навредить мне?

Текущие исследования показывают, что это безопасно использовать. Для сравнения: многие распространенные лекарства содержат алюминий.

  • Одна таблетка антацида может содержать более 50 миллиграммов алюминия.
  • Один аспирин может содержать от 10 до 20 миллиграммов.
  • Всемирная организация здравоохранения утверждает, что взрослый может безопасно потреблять более 50 миллиграммов алюминия каждый день. Люди в западном мире обычно потребляют около 10 миллиграммов в день, и только 2 из этих миллиграммов поступают с алюминиевой посудой.

Изделие предоставлено Only Cookware - ведущим ресурсом для кухонной посуды, посуды из нержавеющей стали и наборов посуды из чугуна. }?>.

Как сваривать алюминий с помощью аппарата для сварки проволокой

Предупреждение

Защита глаз и кожи очень важны при сварке, так как сильное тепло и свет, производимые сварщиком, могут вызвать серьезные ожоги кожи, а также повредить глаза.

При сварке алюминия проволокой всегда следует использовать средства защиты глаз.

Сварка алюминия может быть очень сложной задачей, поскольку металл быстро окисляется на открытом воздухе. Кроме того, окисление загрязняет сварной шов и в некоторых ситуациях может представлять опасность возгорания.Алюминий также является очень проводящим металлом, что может вызвать проблемы при сварке при более низком напряжении, поскольку тепло, выделяемое сварным швом, распространяется быстро и неравномерно. При использовании аппарата для сварки проволокой проблемы сварки алюминия возрастают, поскольку алюминиевая проволока склонна сминаться и гнуться. Таким образом, правильная подготовка является ключом к успешной сварке алюминия при использовании сварочного аппарата.

.

Процесс производства алюминия

АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Процесс придания алюминию необходимой формы. Этот процесс используется для изготовления подавляющее большинство алюминиевых изделий из оправ для очков, корпусов телефонов, фюзеляжей самолетов или космических кораблей тела.

Податливость алюминия означает, что его можно легко свернуть в тонкие листы.С этой целью алюминиевые сплавы отливаются в прямоугольные балки длиной до 9 метров, затем скатываются в листы, из которых алюминиевая фольга и банки для напитков производятся, а также детали кузовов автомобилей и множество других продуктов.

Процесс придания алюминию необходимой формы. Этот процесс используется для изготовления подавляющее большинство алюминиевых изделий из оправ для очков, корпусов телефонов, фюзеляжей самолетов или космических кораблей тела.

.

Впервые обработка тонкого алюминия методом GTAW

Рис. 1. Поскольку процесс GTAW не производит столько дыма, как другие сварочные процессы, для удаления дыма подходит базовая установка для удаления дыма.

Большинство сварщиков обучаются овладению процессом дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW), сначала соединяя вместе образцы углеродистой стали, а затем переходя к алюминиевым купонам, обычно толщиной около 0,125 дюйма. Вскоре они узнают, что алюминий с его низкой температурой плавления, более высокой теплопроводностью и более низкой устойчивостью к поверхностным загрязнениям создает другие проблемы, чем сварка на стали.

Когда работа требует тонкого алюминия, начиная с 0,060 дюйма и менее, сварка становится намного сложнее. Это просто не будет так снисходительно, как при работе с более толстым листом.

К счастью, базовые навыки моторики, полученные при работе с алюминиевым листом средней толщины в процессе GTAW, применимы и к сварке более тонких материалов. Это просто другой вид сварки, который, как и все остальное, требует практики. Эти советы могут облегчить переход сварщикам, впервые работающим с тонким алюминием.

Примите соответствующие меры безопасности

Этапы удаления дыма, которые предпринимаются в большинстве металлообрабатывающих и сварочных цехов для удаления сварочного дыма в соответствии с нормативными требованиями, подходят для GTAW. Фактически, процесс GTAW производит меньше дыма, чем другие процессы с открытой дугой (см. , рис. 1 ), включая газовую дугу, дугу в экранированном металлическом корпусе и дуговую сварку порошковой проволокой.

На поверхности это кажется огромным преимуществом для сварщика, потому что цех может легко соответствовать установленным правилам и требованиям, но более низкий уровень дыма означает, что ультрафиолетовые (УФ) лучи, возникающие в процессе дуговой сварки, что намного больше.Из-за этого, а также из-за отсутствия шлаковой системы УФ-свет, исходящий от процесса GTAW более интенсивный, чем при других сварочных процессах при том же уровне силы тока.

Поскольку искры и брызги сводятся к минимуму с помощью GTAW, возникает соблазн выполнять сварку, не защищая кожу от ожогов расплавленным металлом. Но сварщики должны знать об опасности незащищения открытых участков кожи от УФ-излучения, излучаемого во время процесса сварки (см. , рис. 2, ). Если сварщик не сделает этого, могут возникнуть ожоги и длительные повреждения кожи, аналогичные тем, которые связаны с солнечными ожогами. примите меры, чтобы закрыть открытые участки кожи.

Сварщикам необходимо выбрать правильный оттенок линз для своих шлемов для текущего уровня и используемого процесса. Поскольку дуга, связанная с GTAW, очень яркая, сварщику требуется более темный оттенок линз, чем может потребоваться для другого процесса сварки при том же уровне тока.

Руководства по выбору оттенка линз и другая важная информация по безопасности можно получить бесплатно, загрузив ANSI Z49.1, доступный в Американском обществе сварки (www.aws.org) или на веб-сайтах основных производителей сварочного оборудования.

Не бойтесь изменять настройки источника питания

Источник постоянного тока, используемый для процесса GTAW, также хорошо подходит для SMAW или сварки штангой, что делает его многопроцессорным. Фактически, сварщики часто использовали источники сварочного тока, разработанные для SMAW, для выполнения некоторых задач GTAW. При сварке алюминия, особенно тонкого алюминия, важно иметь под рукой машину, предназначенную для выполнения поставленных задач. Сварка алюминия обычно выполняется с помощью переменного тока и некоторого типа дистанционного управления, который позволяет сварщику регулировать ток во время сварки, иногда значительно ниже 10 ампер для некоторых материалов.

Эмпирическое правило при сварке тонкого алюминия - использовать ток около 1 А на каждые 0,001 дюйма толщины материала; это означает около 50 ампер для алюминия толщиной 0,050 дюйма. Это практическое правило является лишь ориентиром и регулируется многими другими факторами, такими как длина дуги, скорость перемещения, конфигурация соединения и количество окружающего металла, доступного для рассеивания тепла. Учитывая эту изменчивость в процессе сварщик должен будет прочитать лужу и при необходимости отрегулировать.

Рис. 2: Полная защита рук и тела необходима для защиты кожи от ожогов, вызванных сильной дугой GTAW.

Тонкие секции алюминия рассеивают тепло намного медленнее, чем более толстые секции, и имеют тенденцию насыщаться теплом намного быстрее. Если сварщик не произведет некоторых регулировок, чтобы сбалансировать силу тока и скорость движения, это может привести к проплавлению и чрезмерному провару. Увеличение скорости движения поможет снизить тепловложение, но это не всегда легко сделать на сложных деталях, требующих от сварщика переместить и изменить направление. Многие сварщики используют пульсирующий режим либо вручную с помощью дистанционного ручного или ножного управления, либо используя функции пульсации, доступные на некоторых машинах.Пульсация позволяет металлу немного остыть и замерзнуть между каждым добавлением присадочного металла и помогает сварщику определять лужу и при необходимости правильно регулировать ток.

В современных источниках питания GTAW часто используется технология прямоугольной формы переменного тока для сварки алюминия, что часто приводит к необходимости регулировки баланса. Контроль баланса регулирует процент времени, затрачиваемого на каждую половину цикла переменного тока. Большинство сварщиков любят устанавливать баланс, чтобы тратить больше времени на отрицательную половину цикла для большей части сварки алюминия.

Традиционные сварочные аппараты с трансформаторным выпрямителем могут быть настроены на отрицательное значение до 70 процентов, а инверторы - на отрицательное значение 85 или более. Это направляет больше тепла в работу, обеспечивая при этом адекватное удаление оксидов с поверхности алюминия - результат положительной части дуги. При сварке более тонких участков при более низком уровне тока сварщикам часто нравится чтобы добавить немного больше положительного баланса, чтобы помочь смачиванию лужи и удалению окислов.Они должны добавлять ровно столько позитива или чистящего средства, чтобы способствовать смачиванию, и не более того, так как это приведет к перегреву вольфрама и расширению дуги.

Со временем сварщики научатся настраивать баланс до оптимального значения для текущего тока и условий. Автоматические настройки баланса, доступные на некоторых машинах, позволяют установить оптимальную заводскую настройку баланса в зависимости от используемого тока.

Источники питания инвертора

также могут предлагать дополнительный элемент управления, который регулирует частоту переменного тока на более высокие или более низкие уровни, чем фиксированный выходной ток 50/60 Гц, используемый в традиционных трансформаторных машинах.Увеличение частоты, например 120 Гц или более, приведет к более сфокусированному конусу дуги, что может способствовать увеличению скорости движения, уменьшению размера сварного шва и меньшему тепловложению. Снижение частоты переменного тока создаст более широкую и мягкую дугу с меньшим проваром. В этих настройках участвует множество переменных, но с практикой и опытом сварщики могут достичь этих оптимальных настроек.

Обеспечение чистоты защитного газа

Для сварки тонкого алюминия предпочтительным защитным газом является аргон.В то время как использование более дорогой гелиевой смеси выгодно для получения большего количества тепла в толстые секции, сварщики не найдут никакой выгоды в использовании ее на тонких секциях. Менее дорогой аргон обеспечивает лучшее зажигание дуги, стабильность дуги и очистку от оксидов, а также позволяет использовать более низкие скорости потока.

Прежде всего, защитный газ, подаваемый на дугу, должен быть чистым, иначе даже самый талантливый сварщик получит плохие результаты. Сварщикам необходимо проверить этикетку на баллоне, чтобы убедиться, что у них правильный газ, а также проверить наличие утечек в системе, которые могут позволить воздуху попасть в систему.Они также должны проверить правильность расхода для используемого сопла. Слишком высокий расход Скорость может вызвать турбулентность и попадание окружающего воздуха в сварной шов.

Выберите правильный электрод

В то время как многие сварщики перешли на легированный вольфрам для сварки общего назначения, старый чистый вольфрам зеленого цвета по-прежнему хорошо работает при работе на слабом токе переменного тока при использовании традиционных трансформаторных выпрямителей. При затуплении вольфрама на конце образуется небольшой шарик, который обеспечивает сфокусированную стабильную дугу на уровнях тока, используемых для сварки тонкого алюминия.

Однако традиционный чистый вольфрам плохо работает с инверторными источниками сварочного тока. На этих станках лучше всего использовать легированный вольфрам, заточенный до затупления.

Хотя оксид тория вольфрам хорошо работает как с полярностью переменного, так и с постоянным током, проблемы со здоровьем, связанные с радиоактивным оксидом тория, привели к расширению использования альтернативных сплавов с редкоземельными элементами, таких как цирконий, церий и лантан. (Информацию о химическом составе вольфрамовых электродов см. На рисунке 3.Некоторые запатентованные электроды из трехкомпонентного сплава вольфрама также доступны от нескольких производителей, которые обеспечивают отличные характеристики.

Сварщики

должны обращаться к таблицам выбора вольфрама, чтобы выбрать правильный размер вольфрама для используемого тока. Слишком большой вольфрам вызовет нестабильную дугу при малых токах.

Выберите правильный присадочный металл

Обычно, когда сварщик наносит GTAW на алюминий, он будет использовать присадочный стержень, который на один размер больше, чем тот, который он обычно использовал бы для такой же толщины стали.Например, если сварщик использует 1/16 дюйма. присадочный стержень на 0,060 дюйма сталь, он может использовать 3/32 дюйма. присадочный стержень из алюминия той же толщины. Более толстый стержень помогает охладить лужу, если его добавить в процессе сварки. На С другой стороны, если сварщик слишком сильно подскакивает на размер присадочного стержня, ему придется использовать избыточный ток, чтобы заставить присадочный металл расплавиться.

Сварщики часто склонны сваривать тонкие алюминиевые кромочные, стыковые и угловые соединения без добавления присадочного металла.Некоторые из обычно свариваемых сплавов, такие как 6061 и 5052, растрескиваются или имеют тенденцию к растрескиванию, если им не хватает присадочного металла. Таблицы выбора присадочного металла от компаний по производству сварочного оборудования и расходных материалов могут помочь сварщикам выбрать подходящий присадочный пруток для обслуживания. условия и свариваемые сплавы.

Имейте в виду эти последние советы

Сварщики должны помнить об использовании высокой теплопроводности алюминия в своих интересах при ремонте отверстий в тонких алюминиевых деталях, таких как мембраны радиаторов и компоненты систем кондиционирования воздуха.Совет состоит в том, чтобы нанести валик по всему периметру отверстия, держась подальше от края, чтобы обеспечить теплопередачу во всех направлениях от сварного шва. Затем следует уменьшить ток, чтобы лужа могла остыть между добавками присадочного металла. После того, как отверстие окружено, сварщик может продолжать добавлять внутреннюю часть предыдущего валика, пока отверстие не закроется. Недорогой способ попрактиковаться в этой технике - пробить небольшое отверстие на дне пустой алюминиевой банки для напитков и приварить его.

Присадочные металлы 4XXX подходят для этого применения, если позволяют условия, поскольку они имеют немного более низкую температуру плавления, что способствует сварке тонких секций.

Вогнутые кратеры в конце сварных швов имеют тенденцию к растрескиванию в некоторых алюминиевых сплавах. В конце сварного шва всегда следует ослаблять ток и добавлять дополнительный присадочный металл, чтобы кратер стал выпуклым.

Эти рекомендации могут помочь сварщикам, не знакомым с использованием GTAW на тонком алюминии, обрести уверенность в себе, когда они приступят к изучению этого нового навыка.Но, в конце концов, все дело в времени дуги. Чем больше сварных швов наложено, тем лучше становится сварщик - даже при работе с непростыми материалами.

.

Смотрите также