Как сварить алюминий в домашних условиях?

Прочные алюминиевые сплавы уже вошли во все сферы хозяйственной деятельности человека. Эти материалы часто используются, ломаются и нуждаются в ремонте. Кроме того, из них собирают и новые конструкции. Поэтому очень актуальна тема сварки алюминия дома, аппаратами различных видов, которые имеются у многих мастеров. Чтобы сваривать алюминиевые сплавы, нужно иметь в виду определённые особенности, которые важно учитывать в работе, и наша задача рассмотреть подробно технологию этого процесса, необходимую аппаратуру и оснастку. Эту тему мы и постараемся внимательно изучить.

Разновидности сплавов алюминия

В чистом виде алюминий не используется, он выпускается в виде сплавов с разными физико-химическими свойствами и используется везде, где важен небольшой вес и хорошие прочностные качества. Эти сплавы на воздухе очень быстро окисляются и образуют тугоплавкую, оксидную плёнку на поверхности заготовки. Поэтому варка алюминия в домашних условиях требует особого подхода к процедуре соединения деталей. Прочный оксидный слой плавится при температуре более 2000^о, а сами сплавы имеют температуру плавления около 600^о и их разные виды отличаются различной свариваемостью.

Понять, как варить алюминий с наилучшими результатами, можно, ознакомившись с видами сплавов, которые создают металлурги и придают им определённые качества. Материал отличается по прочности, весовым параметрам и способности переносить многократные нагрузки. Сплавы алюминия состоит из нескольких химических элементов, в разных сочетаниях, и состоят из следующих разновидностей:

• сплав АМц, состоящий из марганцевых примесей и алюминия, сваривается хорошо;
• без ограничений сваривается алюмомагниевый сплав АМг3, а, ограниченно свариваемыми разновидностями, являются сплавы АМг1, АМг5 и АМг6;
• силумин имеет алюмокремниевый состав марок Ал2, Ал4 и Ал9 с ограниченной свариваемостью;
• марки В95, АВ и АК, термоуплотняемые сплавы с трудной свариваемостью;
• дюралюминий марки Д16 и Д1, сплав алюминия с медью, трудно свариваемый.

При ремонте изделий из алюминия, довольно трудно бывает определить, к какому именно сплаву относится деталь, но приложить к этому нужно все возможные усилия. От параметра свариваемости зависит оптимальный подбор электродов, сварочной проволоки и силы выходного тока.

Виды сварки для алюминиевых сплавов

Сложный химический состав сплавов, а также окисный, тугоплавкий слой не даёт возможности соединять, свариваемые заготовки и ремонтируемые изделия, традиционным способом. Поэтому особенности сварки  диктуют применение специальных электродов, проволоки и среды защитных газов, препятствующих окислению. Большое влияние на качество шва оказывает толщина заготовок, и необходимо отметить, что алюминий обладает значительным коэффициентом расширения и высокой теплопроводностью, что ведёт к деформации шва, при нарушении технологии. Наиболее популярными методами работ по свариванию сплавов алюминия, являются следующие виды:

• сварка методом ММА покрытыми плавящимися электродами, постоянным током обратной полярности, без защитного газа;
• метод АС TIG с использованием вольфрамового, тугоплавкого электрода в инертной среде, переменным высокочастотным током;
• сварка MIG, с применением полуавтоматической подачи алюминиевой проволоки, горелкой в защитной среде аргона или его смеси с СО₂.

Наиболее применимым методом сварки в домашних условиях является ММА, но тонкого шва, применяя этот способ, добиться будет трудно. Кроме того, работе предшествует определённый подготовительный процесс обработки заготовок и прокаливания электродов, и может понадобиться неоднократный проход довольно дорогими электродами. Мало подходит для тонкостенных заготовок, а для значительной толщины требует обработки кромок.

Для работы с тонкостенными заготовками и выполнения более качественного шва больше подходит метод TIG. Аппараты ММА+TIG стоят сравнительно недорого и позволяют существенно расширить диапазон доступных работ. Так называемая аргонодуговая сварка алюминия выполняется с использованием тугоплавкого, вольфрамового электрода и горелки, в которую подаётся инертный газ.

Полуавтоматическая MIG сварка подразумевает регулируемую, автоматическую подачу проволоки, которая одновременно служит электродом, в сварочную ванночку и среду инертного газа. Метод делает возможным добиться весьма хорошего качества, но требует квалификации и дороже, чем предыдущие способы.

Сварка алюминия: необходимое оборудование

Для недорогой сварки методом ММА потребуется сварочный аппарат, лучше всего инверторного типа. Он более лёгкий, чем понижающий трансформатор, и обладает расширенным спектром регулировок. Понадобятся следующие инструменты и материалы, а именно:

1. инверторный аппарат ММА;
2. специальные, покрытые электроды для сварки сплавов алюминия;
3. кабели заземления и с держателем электродов;
4. сварочная маска;
5. напильник и металлическая щётка;
6. растворитель и флюс;
7. болгарка и молоток для снятия кромок и зачистки от шлака готового шва.

Поскольку у заготовок высокая теплопроводность, возможно, понадобятся подкладки под обратную сторону шва, а снятие кромок зависит от толщины металла и производится по мере необходимости. При ремонте, заварить дефект удастся после особо тщательной очистки места, предполагаемой сварки.
сод
Работа аргонной сваркой потребует наличие более дорогостоящего оборудования и ручной подачи сварочной и присадочной проволоки. Кроме того, необходимо наличие защитной среды аргона, гелия или смеси газов, но результат оправдывает ожидания. Методом TIG можно производить сварку разнообразных металлов, различной толщины и для этого понадобятся:

• инверторный сварочный аппарат ММА+TIG;
• еврорукав для подачи газа;
• горелка с держателем вольфрамового электрода;
• редуктор с манометрами для подачи смеси газов;
• соединительные шланги;
• алюминиевая сварочная проволока с присадками или флюс;
• сварочная маска и краги.

Работа производится путём расплавления импульсным высокочастотным током оксидного слоя и получения сварочной ванночки, в которую поступательно, вручную подаётся проволока. Защитное облако газа подаётся к ванночке чуть раньше процесса сварки, что обеспечивает защиту от агрессивной кислородной среды.

Для метода МИГ понадобится устройство регулируемой, автоматической подачи проволоки и горелка другой конструкции, обеспечивающая продвижение плавящегося элемента к месту соединения металла.

Технология сварочного процесса

В домашних условиях наиболее востребованы ремонтные работы алюминиевых изделий или соединение некрупных заготовок, поэтому технология сварки алюминия с использованием методов ММА и TIG, будет наиболее подходящей. Постоянным током обратной полярности свариваются заготовки толщиной 5−7 мм, но для деталей большей толщины потребуется технологическая подготовка. Сварка алюминия методом ММА состоит из следующих операций:

• тщательная механическая очистка поверхности заготовок от оксидного, тугоплавкого слоя;
• обезжиривание поверхности с помощью растворителей;
• кромки деталей толщиной более 5 мм снять под углом от 45^о до 65^о для получения более прочного, однородного шва;
• перед работой нужно прокалить электроды по алюминию, поскольку их покрытие является гигроскопичным;
• свариваемые детали прогреваются до 250^оС, с целью более эффективного расплавления оксидного слоя;
• сварка алюминия ведётся током обратной полярности, сила которого зависит от толщины заготовок, параметров шва и состава сплава.

Работа методом TIG в домашних условиях обходится несколько дороже, но качество шва несравненно лучше. Технология процесса заключается в выполнении следующих операций:

• в аппарате должен присутствовать осциллятор, улучшающий параметры сварки и расплавление тугоплавкого окисного слоя;
• неплавящийся вольфрамовый электрод, выставляется на 5−6 мм от наконечника, чтобы избежать перерасхода дорогого газа;
• аргон подаётся с расходом 5−8 литров в минуту, в зависимости от толщины заготовок, затем с задержкой подаётся напряжение;
• после получения сварочной ванночки поступательно плавится сварочная проволока.

Сварка сплава ведётся импульсным переменным током и позволяет соединять тонкостенные заготовки, а в случае возникновения затруднений необходимо обратиться за консультацией к специалистам.

Заключение

Мы рассказали о технологии сварки алюминия в домашних условиях с применением инвертора. Этот процесс требует осторожности и соблюдения правил техники безопасности. Если позволяют финансовые возможности, лучше приобретать аппарат ММА+TIG, который даёт больше простора для сварки самых разнообразных металлов, в том числе и алюминиевых сплавов. Выбор за вами.