Как варить толстый алюминий аргоном


пошаговая инструкция для начинающих, видео

Наиболее эффективным способом создания неразъемного соединения деталей, выполненных из алюминия и сплавов на основе данного металла, как показывает практика, является сварка алюминия аргоном. Любая технология сварки, предполагающая использование защитного газа, подразумевает применение специального оборудования, а также наличие у сварщика соответствующих знаний, квалификации и опыта выполнения подобных работ. Кроме того, необходимо обладать хотя бы начальными знаниями в области металловедения, чтобы понимать, какие процессы протекают в сварочной ванне.

Процесс аргонодуговой сварки алюминия

Какие свойства алюминия следует учитывать при его сварке

Разбираться в нюансах процессов, протекающих в структуре алюминия при выполнении с ним сварочных работ, особенно важно для начинающих сварщиков. Чтобы хорошо разбираться в этом, необходимо познакомиться с химическими свойствами, которыми обладает данный металл, отличающийся небольшим удельным весом, высокой прочностью и исключительной химической активностью.

Наиболее значимой характеристикой алюминия, о которой должны знать не только опытные, но и начинающие сварщики, является его способность быстро вступать в реакцию с кислородом, что приводит к образованию на поверхности металла тугоплавкой оксидной пленки. Что характерно, сам алюминий может плавиться при температуре 650 градусов, а чтобы расплавить оксидную пленку, покрывающую его поверхность, потребуется температура нагрева, превышающая 2000 градусов. Нерасплавленная оксидная пленка при сварке на постоянном токе может погружаться в расплавленный металл, тем самым ухудшая его внутреннюю структуру.

Схема аргонодуговой сварки

Еще одной особенностью, которую следует учитывать при выполнении сварки данного металла, является то, что он не меняет своего цвета в процессе нагревания. Из-за этого визуально определить степень нагрева соединяемых деталей достаточно сложно, что часто приводит к прожогам и утечке расплавленного металла в процессе выполнения сварочных работ.

Свойством алюминия, которое следует учитывать, если вы соберетесь варить детали из данного металла, является значительный коэффициент его объемной усадки, что нередко приводит к возникновению напряжений и деформаций внутри сформированного сварного шва и, как следствие, к образованию в нем трещин. Чтобы избежать таких неприятных последствий, необходимо выполнять модификацию сварного шва либо компенсировать усадку металла за счет большего расхода сварочной проволоки. 

Любая инструкция по сварке алюминия, а также сплавов на его основе предусматривает, что выполняющий ее специалист осведомлен о характеристиках данного металла, к которым следует отнести:

  • высокую химическую активность;
  • невысокую температуру плавления самого металла;
  • значительную объемную усадку.

Учитывая все вышеперечисленное, можно утверждать, что именно благодаря сварке алюминия аргоном получают качественные, красивые и надежные соединения деталей. А если использовать для выполнения такой сварки полуавтоматическое оборудование, то можно эффективно решить сразу две задачи: защитить зону сварки от вредного воздействия окружающей среды, а также компенсировать значительную усадку металла за счет постоянно подающейся сварочной проволоки.

Конечно, кроме данной технологии, существуют и другие методы соединения деталей из алюминия при помощи сварки, об особенностях использования которых должен знать каждый специалист.

Режимы аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов

Способы сварки алюминия

Кроме сварки, предполагающей использование аргона в качестве защитного газа, варить детали из алюминия можно и при помощи других технологий. Наиболее распространенными являются:

Первая из вышеперечисленных технологий сварки алюминия предполагает использование присадочной проволоки, подаваемой в сварочную зону, а также специального флюса, состоящего из фтористых и хлористых солей. Флюс, который вместе с присадочным прутком нагревается  пламенем газовой горелки, разъедает оксидную пленку и открывает доступ пламени к основному металлу, плавящемуся при достаточно невысокой температуре. После окончания сварочных работ, выполняемых по данной технологии, необходимо сразу промыть поверхности соединяемых деталей, чтобы смыть с них остатки едкого флюса. Большим преимуществом данной технологии является то, что при ее использовании обеспечивается минимальный расход присадочного материала.

Оборудование для полуавтоматической сварки в среде аргона

Для соединения алюминиевых деталей также может применяться электродуговой сварочный аппарат, специальные электроды из алюминия или присадочная проволока, на поверхность которой нанесена обмазка из флюса. Сварка при использовании такого аппарата выполняется постоянным током, подключенным с обратной полярностью.

Однако, как уже отмечено выше, наиболее качественное соединение позволяет получить аргонодуговая сварка алюминия. Нагрев соединяемых деталей при использовании данной технологии обеспечивается за счет электрической дуги, горящей между неплавким вольфрамовым электродом и соединяемыми заготовками. Формирование сварного шва происходит за счет использования проволоки из алюминия, подаваемой в зону горения дуги вручную или механическим способом – при сварке полуавтоматом.

Оборудование для ручной аргонодуговой сварки

Высокая температура, создаваемая при горении электрической дуги, позволяет разрушить оксидную пленку на поверхности соединяемых деталей, а чтобы алюминий не успел перейти в жидкую фазу и вытечь из зоны формируемого соединения, сварочный электрод перемещают с достаточно высокой скоростью. Большим преимуществом данного метода сварки является то, что электрод, изготовленный из тугоплавкого вольфрама, служит на протяжении длительного времени, а это позволяет экономить на расходных материалах.

Чтобы сварной шов, выполняемый полуавтоматом с использованием присадочной проволоки, обладал высоким качеством и надежностью, необходимо максимальное соответствие химического состава такой проволоки составу соединяемых заготовок.

Для выполнения сварки по данной технологии сегодня используются аппараты, вырабатывающие постоянный или импульсный ток, а также есть устройства, сварка на которых осуществляется переменным током.

Технология сварки с помощью аргона

Сварка аргоном, которая попадает под определение сварки в среде защитного газа, предполагает четкое следование инструкции, в которой оговорена последовательность действий, выполняемых специалистом. От того, насколько правильно будут выполнены все эти действия, зависит как качество формируемого соединения, так и расход материалов, которые стоят недешево. Если вы никогда не выполняли таких сварочных работ, то вам необходимо не только изучить пошаговые инструкции, но и внимательно просмотреть видео уроки, в которых подробно отражен весь технологический процесс.

Чтобы варить алюминий и сплавы на основе данного металла в среде аргона, необходим не только сам сварочный аппарат, но и дополнительное оборудование, обеспечивающее хранение и подачу расходных материалов. Естественно, техническое состояние такого оборудования и качество всех используемых материалов напрямую влияют на надежность формируемого соединения.

Для выполнения сварки аргоном деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла потребуется следующее оборудование:

  • источник электрического тока, к которому будет подключаться сварочный аппарат и все остальное оборудование;
  • баллон, в котором хранится защитный газ аргон;
  • механизм, отвечающий за подачу присадочной проволоки в зону выполнения сварки.

При выполнении сварки аргоном на крупных промышленных предприятиях защитный газ подается к сварочному аппарату по централизованной сети. Используемая на полуавтоматах сварочная проволока предварительно наматывается на специальные бобины, устанавливаемые на такой аппарат. Рабочие поверхности верстаков, на которых выполняются сварочные операции, согласно инструкции, должны быть изготовлены из нержавеющей стали.

Как подготовить к сварке соединяемые детали

На качество сварки аргоном алюминия оказывает влияние не только техническое состояние используемых полуавтоматов и других аппаратов, но и тщательность подготовки соединяемых заготовок.

Хорошо демонстрирует все этапы такой подготовки пошаговое видео ниже:

Для получения качественного соединения необходимо тщательно очистить соединяемые детали от грязи, жира и следов машинного масла. Для такой очистки лучше всего использовать любой растворитель. В случае, если толщина соединяемых листовых заготовок превышает 4 мм, необходимо выполнить разделку кромок, а саму сварку алюминия выполнять только встык. Чтобы удалить с поверхности заготовок тугоплавкую окисную пленку, место их соединения необходимо обработать при помощи напильника или щетки с металлическими ворсинками. Если место соединения имеет сложную конфигурацию, то такую зачистку можно выполнить при помощи шлифовальной машинки.

Некоторые особенности сварки аргоном

Сварка, выполняемая в среде аргона, имеет некоторые технологические особенности, о которых не всегда может рассказать обучающее видео. Как уже говорилось выше, для такой сварки, выполняемой полуавтоматом или с ручной подачей присадки, используются вольфрамовые электроды, диаметр которых выбирается в интервале 1,5–5,5 мм. Такой электрод, формирующий сварочную дугу, располагается под углом 80 градусов к поверхности соединяемых деталей. Если подача присадочной проволоки осуществляется не полуавтоматом, а вручную, то ее располагают под углом 90 градусов по отношению к электроду. Если вы внимательно посмотрите видео сварки алюминия аргоном, то обратите внимание, что присадочная проволока двигается впереди электрода.

Режимы сварки алюминия вольфрамовым электродом

Выполняя сварку аргоном, очень важно следить за тем, чтобы длина дуги находилась в пределах 3 мм. Характерной особенностью такой сварки является и то, что при ее выполнении присадочной проволокой не совершаются поперечные движения.

Сварка аргоном, если с ее помощью соединяются листы алюминия небольшой толщины, выполняется с подкладкой, в качестве которой можно использовать лист нержавеющей стали. Это позволяет улучшить отвод тепла из сварочной зоны, избежать прожогов и протеканий расплавленного металла. Применение подкладки, ко всему прочему, позволяет экономить энергию, так как такая сварка в среде аргона может выполняться с более высокой скоростью.

Плюсы и минусы сварки, выполняемой в среде аргона

Сварка аргоном деталей из алюминия и сплавов данного металла отличается рядом весомых преимуществ, если сравнивать ее с другими технологиями. При использовании этого метода соединяемые детали нагреваются очень незначительно, что особенно важно в тех случаях, когда необходимо варить заготовки сложной конфигурации. Соединение, получаемое при помощи сварки в среде аргона, отличается высокой прочностью и однородностью сварного шва, в котором отсутствуют поры, примеси и посторонние включения. Очень важно, что шов, получаемый при сварке аргоном, отличается однородной глубиной проплавления по всей своей длине.

Схема аргонной сварки с применением неплавящегося вольфрамового электрода

Естественно, имеет сварка алюминия аргоном и недостатки, о которых также следует знать. Основным из таких недостатков является использование сложного оборудования. Для обеспечения высокой эффективности сварочных операций и требуемого качества сварного шва необходимо, чтобы сам сварочный аппарат и все дополнительное оборудование были настроены правильно.

Одним из важнейших параметров, который следует правильно настраивать при выполнении сварки в среде аргона и других защитных газов,  является скорость, а также равномерность подачи присадочной проволоки. Если аппарат подачи будет настроен неправильно, то проволока в зону сварки будет поступать с перерывами, сварочная дуга будет прерываться, что в итоге приведет к повышенному расходу электроэнергии и аргона.

Сварка аргоном является достаточно непростым процессом, но, если соблюдать все инструкции и обладать соответствующей квалификацией, она позволит добиться хорошего результата.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

Безопасно ли использовать алюминиевую фольгу в кулинарии?

Алюминиевая фольга - обычное бытовое изделие, которое часто используют в кулинарии.

Некоторые утверждают, что использование алюминиевой фольги в кулинарии может привести к проникновению алюминия в пищу и поставить под угрозу ваше здоровье.

Однако другие говорят, что использовать его совершенно безопасно.

В этой статье исследуются риски, связанные с использованием алюминиевой фольги, и определяется, подходит ли она для повседневного использования.

Алюминиевая фольга, или оловянная фольга, представляет собой блестящий лист алюминиевого металла толщиной с бумагу.Это делается путем прокатки больших алюминиевых пластин до толщины менее 0,2 мм.

Используется в промышленности для различных целей, включая упаковку, изоляцию и транспортировку. Он также широко доступен в продуктовых магазинах для домашнего использования.

Дома люди используют алюминиевую фольгу для хранения продуктов, для покрытия поверхностей для выпечки и для упаковки продуктов, таких как мясо, чтобы предотвратить потерю влаги во время приготовления.

Люди могут также использовать алюминиевую фольгу для упаковки и защиты более нежных продуктов, например овощей, при их приготовлении на гриле.

Наконец, его можно использовать для облицовки противней для гриля, чтобы поддерживать порядок, и для мытья посуды или решеток гриля для удаления стойких пятен и остатков.

Краткое описание: Алюминиевая фольга - это тонкий универсальный металл, обычно используемый в домашних условиях, особенно в кулинарии.

Алюминий - один из самых распространенных металлов на Земле (1).

В своем естественном состоянии он связан с другими элементами, такими как фосфаты и сульфаты, в почве, камнях и глине.

Тем не менее, в небольших количествах он также содержится в воздухе, воде и в продуктах питания.

Фактически, он естественным образом встречается в большинстве пищевых продуктов, включая фрукты, овощи, мясо, рыбу, зерно и молочные продукты (2).

Некоторые продукты, такие как чайные листья, грибы, шпинат и редис, также с большей вероятностью поглощают и накапливают алюминий, чем другие продукты (2).

Кроме того, часть алюминия, который вы едите, поступает из обработанных пищевых добавок, таких как консерванты, красители, вещества, препятствующие слеживанию, и загустители.

Обратите внимание, что коммерчески производимые продукты, содержащие пищевые добавки, могут содержать больше алюминия, чем продукты домашнего приготовления (3, 4).

Фактическое количество алюминия, присутствующего в пище, которую вы едите, во многом зависит от следующих факторов:

  • Абсорбция: Насколько легко пища поглощает и удерживает алюминий
  • Почва: Содержание алюминия в почве пища была выращена в
  • Упаковка: Если пища была упакована и хранилась в алюминиевой упаковке
  • Добавки: Были ли в пищу добавлены определенные добавки во время обработки

Алюминий также попадает в организм с лекарствами, которые имеют высокий содержание алюминия, как и антациды.

Тем не менее, содержание алюминия в продуктах питания и лекарствах не считается проблемой, поскольку фактически абсорбируется лишь небольшое количество алюминия, который вы проглатываете.

Остальное выводится с фекалиями. Более того, у здоровых людей абсорбированный алюминий позже выводится с мочой (5, 6).

Как правило, небольшое количество алюминия, которое вы потребляете ежедневно, считается безопасным (2, 7, 8).

Резюме: Алюминий попадает в организм с пищей, водой и лекарствами.Однако большая часть алюминия, который вы проглатываете, выводится с фекалиями и мочой и не считается вредным.

Большая часть алюминия поступает с пищей.

Однако исследования показывают, что алюминиевая фольга, кухонная утварь и емкости могут выщелачивать алюминий в пищу (6, 9).

Это означает, что приготовление пищи с использованием алюминиевой фольги может увеличить содержание алюминия в вашем рационе. Количество алюминия, попадающего в пищу при приготовлении с использованием алюминиевой фольги, зависит от ряда факторов, например (6, 9):

  • Температура: Приготовление при более высоких температурах
  • Продукты: Приготовление в кислой среде продукты, такие как помидоры, капуста и ревень
  • Определенные ингредиенты: Использование соли и специй при приготовлении пищи

Однако количество, которое проникает в вашу пищу при приготовлении, может варьироваться.

Например, одно исследование показало, что приготовление красного мяса в алюминиевой фольге может увеличить содержание алюминия от 89% до 378% (10).

Такие исследования вызвали опасения, что регулярное использование алюминиевой фольги в кулинарии может нанести вред вашему здоровью (9). Однако в настоящее время нет убедительных доказательств, связывающих использование алюминиевой фольги с повышенным риском заболеваний (11).

Резюме: Приготовление с использованием алюминиевой фольги может увеличить количество алюминия в вашей пище.Однако эти количества очень малы и считаются исследователями безопасными.

Ежедневное воздействие алюминия через пищу и приготовление пищи считается безопасным.

Это связано с тем, что здоровые люди могут эффективно выводить небольшое количество алюминия, которое поглощает организм (12).

Тем не менее, диетический алюминий был предложен как потенциальный фактор развития болезни Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера - неврологическое заболевание, вызванное потерей клеток мозга.Люди с этим заболеванием испытывают потерю памяти и снижение функции мозга (13).

Причина болезни Альцгеймера неизвестна, но считается, что она вызвана сочетанием генетических факторов и факторов окружающей среды, которые со временем могут повредить мозг (14).

Высокий уровень алюминия был обнаружен в мозгу людей с болезнью Альцгеймера.

Однако, поскольку нет связи между людьми с высоким потреблением алюминия из-за лекарств, таких как антациды, и болезнью Альцгеймера, неясно, действительно ли пищевой алюминий является причиной болезни (6).

Возможно, что воздействие очень высоких уровней пищевого алюминия может способствовать развитию заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера (15, 16, 17).

Но точную роль алюминия в развитии и прогрессировании болезни Альцгеймера, если таковая имеется, еще предстоит определить.

В дополнение к его потенциальной роли в заболеваниях мозга, несколько исследований показали, что пищевой алюминий может быть экологическим фактором риска воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) (18, 19).

Несмотря на некоторые исследования в пробирках и на животных, которые указывают на корреляцию, ни одно исследование еще не выявило окончательной связи между потреблением алюминия и ВЗК (20, 21).

Резюме: Было высказано предположение, что высокий уровень пищевого алюминия является фактором, способствующим развитию болезни Альцгеймера и ВЗК. Однако его роль в этих условиях остается неясной.

Полностью исключить алюминий из своего рациона невозможно, но можно работать над его минимизацией.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) согласились, что уровни ниже 2 мг на 2.Вес тела 2 фунта (1 кг) в неделю вряд ли вызовет проблемы со здоровьем (22).

Европейское управление по безопасности пищевых продуктов использует более консервативную оценку: 1 мг на 2,2 фунта (1 кг) веса тела в неделю (2).

Однако предполагается, что большинство людей потребляют гораздо меньше (2, 7, 8). Вот несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы свести к минимуму ненужное воздействие алюминия при приготовлении пищи:

  • Избегайте приготовления при сильном нагревании: Готовьте продукты при более низких температурах, когда это возможно.
  • Используйте меньше алюминиевой фольги: Сократите использование алюминиевой фольги для приготовления пищи, особенно при приготовлении кислых продуктов, таких как помидоры или лимоны.
  • Используйте неалюминиевую посуду: Используйте неалюминиевую посуду для приготовления пищи, такую ​​как стеклянная или фарфоровая посуда и утварь.
  • Избегайте смешивания алюминиевой фольги и кислых продуктов: Избегайте контакта алюминиевой фольги или кухонной посуды с кислой пищей, такой как томатный соус или ревень (23).

Кроме того, поскольку промышленно обработанные пищевые продукты могут быть упакованы из алюминия или содержать пищевые добавки, которые его содержат, они могут иметь более высокий уровень алюминия, чем их домашние эквиваленты (3, 4).

Таким образом, употребление в основном домашних продуктов и сокращение потребления промышленных пищевых продуктов может помочь снизить потребление алюминия (2, 3, 8).

Резюме: Воздействие алюминия можно уменьшить, уменьшив потребление продуктов с высокой степенью переработки и уменьшив использование алюминиевой фольги и алюминиевых кухонных принадлежностей.

Алюминиевая фольга не считается опасной, но она может незначительно увеличить содержание алюминия в вашем рационе.

Если вас беспокоит количество алюминия в вашем рационе, возможно, вы захотите прекратить готовить с использованием алюминиевой фольги.

Однако количество алюминия, которое фольга вносит в ваш рацион, вероятно, незначительно.

Поскольку вы, вероятно, едите гораздо меньше алюминия, которое считается безопасным, удалять алюминиевую фольгу из готовки не нужно.

.

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 очистку от помидоров или яблок, а затем снова приправьте.
  • Не оставляйте его погружаться в мыльную воду.
  • Не используйте стальные губки для очистки.
  • Вы можете использовать неабразивные чистящие средства или пасту, приготовленную из 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. }?>.

Успешная сварка толстого алюминия с правильной подготовкой материала, выбором присадки и оборудованием

Начните с чистой основы и присадочного материала, чтобы избежать загрязнения водородом, вызывающего пористость сварного шва. Фото любезно предоставлено AlcoTec Wire Corp.

Алюминий - прочный. Он прокладывает себе путь в сварные изделия, традиционно заполненные сталью. Его преимущества, заключающиеся в высоком соотношении прочности и веса, коррозионной стойкости, отличных механических свойствах при низких температурах и возможности повторного использования, ставят его на первое место в списке материалов для изготовления, в том числе многих материалов, имеющих значительный объем.Два отраслевых эксперта делятся советами о том, как добиться превосходства при сварке толстого алюминия. Это действительно не так уж и сложно, просто немного другое.

Что такое толстое?

Карл Хоуз, инструктор по сварке в Школе сварки Линкольна в Кливленде, штат Огайо, определяет толщину как «когда вы начинаете получать от 3⁄16 до 1⁄4 дюйма толщины алюминия. Именно здесь вам нужно начать использовать тяжелое оборудование, особенно для производственной сварки ».

По словам Тома Бернса, директора по техническому обслуживанию AlcoTec Wire Corp., Траверс-Сити, штат Мичиган, толстый - термин относительный. «Хотя 1/2 дюйма и более обычно считается толстым алюминием, возможности оборудования, положение сварного шва, сплав, ручной или автоматический режим, а также необходимое количество проходов также являются факторами».

FABRICATOR: Что нужно знать об оборудовании?

Burns: Большинство людей рассматривают возможность использования механизированных систем и проволоки диаметром более 1⁄16 дюйма при проектировании или использовании толстого алюминия. Конечно, материалы, размер которых превышает 1 дюйм, требуют более крупной проволоки и оборудования, которое может выдерживать высокие силы тока и рабочие циклы, необходимые для этого типа сварки.

Hoes : Горелки GTAW [газовая вольфрамовая дуговая сварка] с водяным охлаждением и горелки GMAW [газовая дуговая сварка металла] должны рассматриваться для производственной сварки алюминия, когда сила тока превышает 150. Более легкие горелки GTAW с воздушным охлаждением, катушки GMAW и Двухтактные системы иногда могут работать при прерывистой сварке в этом диапазоне, но будут перегреваться при работе с более высокими токами и нагрузками. циклы, необходимые для производственной работы.

FABRICATOR: Как вы готовите основные материалы и присадочные материалы?

Ожоги: Материалы не должны содержать масел, смазок и влаги.Кромки должны быть более закругленными, чем у тонких материалов, чтобы предотвратить преждевременное плавление, которое вызывает отсутствие плавления (LOF) и непровар (LOP). Часто для получения хорошего сплавления у корня используются расширенные площадки, и бороздка может иметь U-образную форму.

Присадочные материалы обычно имеют толщину от 3⁄32 до 3⁄16 дюйма. Они требуют специального оборудования и обращения из-за упругости проволоки. При использовании проволоки большого диаметра обратите внимание на рабочий цикл и имейте в виду, что большая часть сварочного оборудования, такого как горелки и источники питания, рассчитана на использование CO2, а не аргона или смесей аргона и гелия, которые увеличивают тепло, выделяемое пистолетом, и снижают рабочий цикл.

Шланги: Удаление оксидов также имеет решающее значение. При хранении алюминия оксидный слой утолщается, поглощает водород и улавливает примеси, которые могут попасть в сварочную ванну. Водород, легко поглощаемый жидким алюминиевым металлом сварного шва, превращается в пористость при затвердевании сварного шва.

Удалить оксид чистой щеткой из нержавеющей стали. Будьте осторожны, не прилагайте слишком больших усилий при использовании электроинструмента. Электрическая щетка может врезаться в алюминий, перекатывать его и полировать, задерживая загрязнения под поверхностью.Используйте шлифовальные круги и шлифовальные диски, предназначенные для алюминия, чтобы минимизировать загрязнение. Обработка вместо шлифования может привести к более чистой поверхности, но удалите все охлаждающие или смазочные материалы перед сваркой. Краску и покрытия также необходимо удалить с места сварки. Перед чисткой очистите и обезжирьте ацетоном, нехлорированными очистителями тормозов или обезжиривающими средствами для цитрусовых, чтобы избежать распространения загрязнений. На рынке есть более сильные чистящие растворители, но будьте осторожны, чтобы использовать их безопасно.

Тросовый сварной шов может быть вызван потерей защитного газа. Фото любезно предоставлено AlcoTec Wire Corp.

Алюминиевые сварочные материалы следует хранить в надлежащих условиях, чтобы избежать загрязнения цеховой грязью и чрезмерного образования оксидов. Это особенно важно для расходных материалов GMAW, поскольку изолирующий оксидный слой может вызвать проблемы с электрическим контактом между алюминиевым электродом и медным контактным наконечником. Кроме того, большая площадь поверхности на проводах малого диаметра приводит к увеличению количества загрязняющих веществ. в наплавленный металл.Расходные детали для резки на нужную длину GTAW можно очистить, но с помощью проволоки GMAW это невозможно.

ФАБРИКАТОР: Что вызывает растрескивание? Что этому мешает?

Ожоги: Горячие или твердые трещины вызывают две причины. Первый связан со стрессом. Когда присадочный материал затвердевает при температуре, равной или ниже температуры основного материала, напряжение, вызванное усадкой металла, воздействует на расплавленную ванну или металл сварного шва и вызывает растрескивание. Второй вопрос больше касается химии.Сплавы, такие как серия 6ХХХ, которые имеют широкий Температурный диапазон ликвидуса / солидуса более склонен к растрескиванию. Разница температур создает мягкий диапазон во время затвердевания, образуя когерентные взаимосвязанные дендриты, которые приводят к пустотам между зернами. По мере расширения диапазона когерентности он становится более подверженным тому, что может напоминать микротрещины в сварном шве.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) - это, по сути, химическая проблема, при которой некоторые элементы сплава, часто ускоренные нагреванием, гальванически реагируют друг с другом.Это называется металлургической восприимчивостью. Атмосфера и температура окружающей среды способствуют этой реакции, которая может привести к отказу при добавлении напряжения.

Штыри: Когда в конце сварного шва быстро отключают силу тока, лужа быстро затвердевает и оставляет вогнутую кратер, которая разрывается и трескается при усадке. Некоторые усовершенствованные машины GMAW имеют функцию заполнения кратера, благодаря которой машина продолжает сварку при пониженном токе в течение определенного периода времени после отпускания спускового крючка.Это заполняет кратер и заканчивает сварку. с выпуклым валиком, не склонным к растрескиванию. При использовании оборудования без функции заполнения кратера сделайте двойной обратный ход в конце сварного шва, чтобы на сварном шве оставалась кратер. При ручной GTAW отключение тока ножной педалью и добавление немного дополнительного присадочного металла в конце сварного шва также могут заполнить кратер.

Сварные швы

TIG часто имеют тенденцию к растрескиванию при недостатке присадочного металла, особенно при работе со сплавами, чувствительными к трещинам, такими как серия 6XXX.Разбавьте в ванне присадочный металл, чтобы изменить химический состав сварного шва. Загрязнение лужи из-за недостаточного количества присадочного металла часто приводит к образованию трещин. Сплавы 6ХХХ никогда не следует сваривать автогенным способом (без присадки). Легированный кремнием 4XXX присадочный металл менее чувствителен к трещинам, чем обычно используемые сплавы 5ХХХ, но не должен использоваться со сплавами, которые содержат более 21⁄2% магния. Обычно используемый сплав 5052 - один из немногих в семействе легированных магнием, который можно сваривать с присадочными металлами 4XXX.

ИЗГОТОВИТЕЛЬ: Какие видимые признаки указывают на хорошую сварку? Плохой сварной шов?

Ожоги: Иногда красивый сварной шов не является хорошим швом. К сожалению, лучший способ оценить сварной шов - это разрезать его на части, посмотреть на глубину проплавления, сплавления и уровень пористости. Хотя мы не можем использовать этот метод без разрушения каждого сварного шва, использование известных правил сварки, таких как опубликованные CWB и AWS, и следование квалификационным процедурам увеличивают вероятность достижение качественных результатов.

Штыри: Посмотрите на форму борта. Хороший сварной шов будет от плоского до слегка выпуклого, без вогнутых форм или впадин между волнами или в кратере, и с хорошей размывкой на пальцах ног. Тщательно проверьте наличие трещин с помощью дефектоскопии красителя. Если сварные швы являются канатными или выпуклыми, это обычно указывает на то, что сварке и холодным процедурам было подведено недостаточно энергии, или они имеют малый использовалось оборудование. Часто это указывает на возможный LOF.

FABRICATOR: Как сварщик может минимизировать зону термического влияния (HAZ)?

Burns : больший диаметр проволоки, высокая скорость перемещения и меньшее количество проходов снижают HAZ.

Сапоги : высокие токи и добавка гелия к защитному газу добавляют энергии при сварке для увеличения скорости движения, что снижает HAZ. Используйте стрингеры, без плетения.

FABRICATOR: Как сварщику избежать проблем с подачей проволоки?

Ожоги: Сварка толстого материала проволокой большого диаметра может вызвать перегрев контактного наконечника, если сварочный пистолет или горелка недостаточно охлаждаются. Результатом может быть потеря контакта с проводом, а также чрезмерное скопление на выходе из контактного наконечника.Используйте подходящее оборудование.

Лапы: При проталкивании проволоки большего размера подавать легче, чем проволоки меньшего размера. Используйте алюминиевые контактные наконечники, размер которых немного больше, чтобы компенсировать расширение алюминиевой проволоки при нагревании. Убедитесь, что направляющая трубка сделана из пластика, а приводные ролики с U-образной канавкой отполированы, чтобы предотвратить повреждение проволоки. Тормоз должен быть достаточно ослаблен, чтобы рулон мог свободно вращаться без сброса проволоки. когда сварка прекращается. Натяжение приводных валков должно быть уменьшено по сравнению с тем, что используется для стали.

Использование слишком большого количества проволоки может привести к возникновению агрессивной сильной дуги, которая отталкивает защитный газ и выходит из лужи, создавая эффект капустного листа. Фото любезно предоставлено AlcoTec Wire Corp.

FABRICATOR: Как защитный газ влияет на толстый сварной шов?

Ожоги: При сварке толстого алюминия гелий часто добавляют к аргону для увеличения погонной энергии. Это может сделать сварной шов более плоским, увеличить глубину проплавления корня и уменьшить пористость.

Стыки : газовые смеси гелий / аргон, часто используемые при GTAW на материалах толщиной более 1⁄4 дюйма и GMAW на материалах толщиной более 1⁄2 дюйма, передают больше тепла сварному шву, чем аргон, что способствует сварке более толстых материалов. секции из алюминия. Более широкий профиль шарика в результате добавления гелия не такой глубокий посередине, но он затвердевает медленнее и позволяет некоторой части водорода стекать. ускользать, уменьшая пористость.

Убедитесь, что нет сквозняков или ветров, удаляющих газ из зоны сварки, утечек в системе, незакрепленных фитингов или скопившихся брызг в сопле.Проверить чистоту газа. Загрязненный газ действительно обнаруживается при сварке алюминия. Баки низкого давления, менее 500 фунтов, могут вызвать проблемы. Измените их.

ИЗГОТОВИТЕЛЬ: Какие дополнительные меры необходимо предпринять, чтобы обеспечить безопасную среду?

Ожоги : Помните, что для выполнения толстых сварных швов ток должен значительно увеличиваться. При таком увеличении силы тока тепло и свет, выделяемые как побочные продукты, могут привести к ожогам как от температуры, так и от ультрафиолета. Для обоих должна быть достаточная защита.

Мотыги : Необходимо принять дополнительные меры для защиты глаз, кожи и окружающего персонала. Окружающий персонал должен носить одобренные ANSI защитные очки с боковыми щитками, а также в качестве дополнительной защиты от УФ-излучения под капюшоном. Более высокий уровень озона возникает в результате сварки толстого алюминия и попадает в зону дыхания. Должна быть обеспечена соответствующая вентиляция. используется для поддержания уровня дыма в соответствии со стандартами OSHA, соблюдая осторожность, чтобы не выпускать защитный газ из сварного шва.Ссылка ANSI Z49.1.

,

Подготовка для алюминия GTAW

Даже если у вас есть опыт в сварке сталей, сварка алюминия может быть довольно сложной задачей. Оксидное покрытие алюминия, более высокая теплопроводность и более низкая точка плавления легко могут привести к проблемам при сварке, если вы не знаете, как подготовиться к сварке и настроить оборудование.

Хотя для соединения алюминия можно использовать множество процессов, наиболее применимым процессом для сварки более легких размеров и эстетически привлекательных сварных швов является дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде (GTAW).В этой статье исследуются правильные способы настройки сварочного оборудования для адаптации к процессу GTAW для алюминия, а также обсуждаются методы поиска и устранения неисправностей и решения распространенных сварочных проблем.

Преимущества и недостатки GTAW для алюминия

Есть преимущества и недостатки использования GTAW для алюминия. С другой стороны, GTAW обеспечивает высочайшее качество сварных швов и предлагает большую универсальность, что означает, что вы можете сваривать материалы различной толщины и геометрии швов.Также легко контролировать и сваривать вне позиции. Если в приложении предъявляются сложные требования к сварке или используются более тонкие материалы, обычно лучше всего подходит GTAW.

С другой стороны, GTAW - это относительно медленный процесс с низкой скоростью наплавки. Обычно он не используется для приложений большого объема. Кроме того, постоянная высокая частота, связанная с GTAW, может мешать работе роботов, компьютеров и другого чувствительного оборудования.

GTAW часто используется для таких применений, как алюминиевые велосипедные рамы, архитектурные компоненты, трубопроводы, инвалидные коляски и аэрокосмические работы.Он также используется для сварки кожухов двигателей коммерческих авиалиний, каркасов сидений и воздуховодов, а также для ремонта существующих компонентов, таких как головки цилиндров.

Полярность и источники энергии

Для большинства материалов, свариваемых GTAW, требуется постоянный ток, при этом вольфрамовый электрод заряжен отрицательно, а свариваемая деталь - положительно заряжена. Это называется прямой полярностью. В этом режиме большая часть энергии дуги уходит в заготовку, что обеспечивает наилучшее проплавление сварного шва. Таким способом можно сваривать алюминий, но это очень сложно.

Чаще всего при GTAW сваривают алюминий на переменном токе (AC). При сварке на переменном токе действие дуги, когда электрод положительный, а заготовка отрицательный, называемое обратной полярностью, разрушает оксид на поверхности алюминия, что значительно упрощает сварку. К сожалению, обратная полярность не обеспечивает хорошего проплавления шва. При обратной полярности большая часть энергии дуги уходит в вольфрамовый электрод и сварочную горелку. По этой причине для сварки на переменном токе необходимы вольфрамовые электроды большего диаметра и более мощные горелки, часто с водяным охлаждением.

Очищающее действие, создаваемое дугой с обратной полярностью, важно, но вы не хотите очищать больше, чем необходимо, поэтому производители оборудования создали контроль баланса. Ручка баланса находится на передней панели устройства и позволяет регулировать степень проникновения (отрицательный электрод) в зависимости от степени очистки (положительный электрод).

Как показывает практика, при больших токах требуется не столько чистка, сколько при малых токах. Некоторые машины даже предлагают функцию автобалансировки, которая имеет предварительно запрограммированный баланс в зависимости от используемого тока.

Хотя переключение на переменный ток звучит легко, возникает нестабильная дуга. Когда вы смотрите на синусоидальную волну, обратите внимание, что когда ток движется от положительного к отрицательному, а затем снова обратно, он должен пройти через нулевую точку. Когда напряжение проходит через нулевую точку, дуга может погаснуть или стать нестабильной.

Рисунок 1Объект

Чтобы исправить эту нестабильную дугу, производители сварочного оборудования наложили слаботочную высоковольтную радиочастоту поверх сварочного тока.Для большинства типов сварки эта высокая частота используется только для зажигания дуги, но для алюминия GTAW высокая частота присутствует постоянно и действует как вспомогательная дуга.

При выборе источника питания обычно лучше выбрать модель прямоугольной волны с более новой технологией, которая изменяет характеристики синусоидальной волны для создания более стабильной дуги (см. Рисунок 1 ). Кроме того, ищите функцию баланса, будь то ручная или автоматическая регулировка баланса.

Очистка заготовок

Для эффективной сварки алюминиевые заготовки должны быть чище, чем стальные.Первый шаг - удалить масла и смазки с заготовки, протерев область растворителем или промыв ее слабым щелочным раствором. Второй шаг - удалить все оксиды, что можно сделать проволочной щеткой из нержавеющей стали. Никогда не используйте одну и ту же щетку для обработки алюминия и стали, иначе она загрязняется.

Вам необходимо не только очистить поверхность перед началом сварки, но также удалить копоть или сажу между проходами сварки. Эта сажа представляет собой мелкие частицы оксида алюминия и оксида магния.Правильная сварка сведет к минимуму образование сажи.

Защитный газ

Обычно для GTAW алюминия предпочтительнее 100-процентный аргон, но при работе с более толстыми материалами, такими как 1/2 дюйма или больше, добавляйте гелий в диапазоне от 25 до 50 процентов. Гелий нагревает дугу и обеспечивает большее проникновение.

Электроды

Большинство операторов, выполняющих сварку с полярностью постоянного тока, привыкли использовать 2-процентный торированный электрод с острым концом.Но при сварке алюминия переменным током в вольфрам нагревается больше, и вольфрамовый наконечник быстро затупляется. Если острие затупится, использование торированных электродов с 2% -ным содержанием тора приводит к дуге, которая блуждает по тупому кончику.

Вместо этого начните с тупого наконечника и используйте электрод из чистого вольфрама или циркониевого вольфрама. (Циркониевый электрод пропускает больше тока, чем чистый вольфрам.) Для сварки на переменном токе рекомендуется использовать вольфрам большего диаметра (см. , рис. 2 ), потому что слишком маленький вольфрам выплескивается в сварной шов, создавая дефект.Рассмотрите возможность использования церированного или лантанового электрода. Оба типа электродов универсальны и могут использоваться для сварки на переменном или постоянном токе.

Горелки

Если сварка выполняется в легких условиях, требующих до 150 ампер, может быть достаточно горелки с воздушным охлаждением. Для работы с более высокой силой тока требуется горелка с водяным охлаждением, используемая с рециркулятором воды. Одна особенность хорошего фонарика - это гибкая головка, которая обеспечивает маневренность и позволяет работать в труднодоступных местах. Поскольку для сварки алюминия на переменном токе используется больше тепла, чем для сварки постоянным током, горелка, которая обычно используется для GTAW на постоянном токе, может не иметь достаточной мощности.

Присадочный металл

Как правило, присадочный металл добавляют в сварные швы, выполненные методом GTAW. Однако большинство алюминиевых сплавов, не поддающихся термической обработке, можно сваривать без добавления присадки. Это называется автогенным швом. Однако будьте осторожны, потому что, если вы попытаетесь сварить любой из термообрабатываемых сплавов, например 6061, без добавления присадочного металла, они потрескаются в процессе сварки (см. Рисунок 3 ).

Предупреждаем, что не все алюминиевые сплавы поддаются сварке. Убедитесь, что вы знаете, какой тип алюминиевого сплава вы свариваете, а затем обратитесь к таблице присадочных металлов.При обращении с присадочным металлом храните его сухим в герметичном контейнере, чтобы избежать загрязнения и накопления гидратированного оксида.

Рисунок 2Объект

По окончании сварки сварной шов должен быть светлым и блестящим без сажи (см. Рисунок 4 ). Примерно от 1/16 до 1/8 дюйма на каждой стороне сварного шва должна быть яркая полоса, что означает, что оксид был удален с этой области сварочной дугой. Если сварной шов черный, в процессе сварки произошла ошибка.В большинстве случаев это происходит из-за слишком длинной дуги или неправильного угла наклона резака.

Сварной шов также должен иметь отчетливую равномерную рябь на поверхности и должен быть гладким, хорошо переходящим в окружающее пространство. Помните, что у стали сварной шов такой же прочный, как и у основного; в алюминии это не всегда так.

Заключение

Даже если вы плохо знакомы с алюминиевой GTAW, вы можете уменьшить количество ошибок, которые вы делаете, освежив, как установить ток и подготовить заготовку; выбор подходящих газов, электродов и горелок; и прислушиваться к советам более опытных сварщиков.Со временем вы будете чувствовать себя при сварке алюминия так же уверенно, как при сварке стали.

,

Смотрите также