Jak gotować aluminium z argonem

Spawanie metali od dawna stosowane jest na całym świecie. Jeżeli spawanie konstrukcji stalowych nie powoduje problemów, to możliwość spawania aluminium jest wątpliwa dla wielu. Jednak wiele wątpliwości zniknie, jeśli zdecydujesz się na gotowanie aluminium z argonem.

Aparatura TIG do spawania łukowego argonem

Aparatura TIG do spawania łukowego argonem.

Aluminium jest rzeczywiście konkretnym materiałem i powoduje pewne dodatkowe wymagania. Liczne stopy aluminium, które są szeroko stosowane zarówno w produkcji, jak iw życiu codziennym, dodatkowo komplikują obraz. Pomimo pewnych trudności, problem gotowania aluminium z argonem jest dość łatwy do rozwiązania, nawet w warunkach domowych.

Konkretna praca

Spawanie łukiem argonowym

Proces spawania łukowego w argonie.

Jednym z głównych problemów podczas spawania aluminium jest jego szybkie utlenianie w powietrzu. Bardzo ogniotrwały tlenek glinu pojawia się na powierzchni aluminium (topi się w temperaturze powyżej 2000 ° C) i tworzy gęsty film. Przed filmem lub w jego trakcie film należy usunąć.

Narażenie na wysokie temperatury znacznie zmniejsza wytrzymałość mechaniczną aluminium, co może prowadzić do zniszczenia materiału w obszarach sąsiadujących ze spoiną. Ponadto, aluminium ma wysoką płynność stopu, co komplikuje jego zatrzymywanie w strefie spawania. Kolor aluminium nie zmienia się podczas ogrzewania, co nie pozwala na precyzyjne sterowanie strefą i stopień ogrzewania.

Aluminium ma zwiększony współczynnik rozszerzalności liniowej z niskim modułem sprężystości, co tłumaczy jego pragnienie odkształcenia. Aby wyeliminować ryzyko odkształceń w strefie zgrzewania, konieczne jest np. Wstępne podgrzanie.

Zwiększone przewodnictwo cieplne aluminium wymaga większej ilości ciepła do spawania, a zatem zwiększa się zużycie energii i moc źródła prądu. W przypadku aluminium, a zwłaszcza jego stopów z magnezem, w spoinie pojawia się porowatość wodoru. Podczas spawania istnieje wysokie ryzyko pękania na gorąco materiału spawanego wywołanego naprężeniami podczas jego krystalizacji.

Powrót do spisu treści

Spawanie argonem

Schemat ideowy spawania łukowego w argonie

Schemat ideowy spawania łukowego w argonie.

Dosyć skutecznym sposobem gotowania aluminium jest spawanie łukiem elektrycznym, topienie metalu w obojętnym środowisku. Obojętność środowiska w strefie spawania zapewniona jest przez dostarczanie argonu o wysokiej czystości. Dopuszcza się stosowanie mieszaniny argonu i helu. Takie środowisko pozwala chronić materiał spawany przed utlenianiem w podwyższonych temperaturach podczas spawania, ponieważ argon praktycznie nie wchodzi w wiązania chemiczne z innymi materiałami i jednocześnie wypiera powietrze ze strefy spawania.

Spawanie łukiem elektrycznym w argonie odbywa się za pomocą specjalnego narzędzia - palnika. Palnik zawiera kanał, przez który argon jest dostarczany do obszaru roboczego. Wewnątrz palnika znajduje się elektroda. Górna część palnika i elektroda są chłodzone cieczą. Jako elektrody można stosować elektrody topiące się i nie topiące się. W celu zapewnienia metalu spoiny za pomocą metalu stosuje się szpachlę lub drut, którego materiał, w stanie stopionym podczas ogrzewania, wypełnia objętość spoiny. Pręt jest podawany do strefy zgrzewania poza palnikiem.

Spawanie metalu odbywa się za pomocą łuku elektrycznego, który jest zapalany pomiędzy metalową powierzchnią a elektrodą. W celu zapalenia i konserwacji łuku elektrycznego na elektrodę nakładany jest prąd spawania o napięciu stałym lub przemiennym.

Powrót do spisu treści

Przygotowanie powierzchni

Schemat elektrody wolframowej spawanej argonem

Schemat spawania argonem z elektrodą wolframową.

Specyfika spawania aluminium jest warunkiem dokładnego przygotowania powierzchni przed rozpoczęciem pracy. Głównym zadaniem przygotowania jest zniszczenie filmu tlenkowego, co odbywa się w kilku etapach. Przede wszystkim powierzchnia jest oczyszczana z kurzu i brudu, a krawędzie połączonych półfabrykatów są czyszczone i lekko zaokrąglone na górze za pomocą pilnika.

W następnym etapie powierzchnię traktuje się rozpuszczalnikiem. W przypadku aluminium i jego stopów należy użyć rozpuszczalników organicznych lub alkalicznego roztworu o następującym składzie: 50 g fosforanu sodu, 50 g sody, 30 g ciekłego szkła krzemianowego na litr wody. Wskazane jest podgrzanie roztworu przed obróbką.

Po wyczyszczeniu rozpuszczalnikiem aluminium jest obrabiane za pomocą metalowej szczotki. Taka szczotka może być wykonana z drutu o średnicy 0,1-0,2 mm. Całą obróbkę powierzchni materiału należy zakończyć nie później niż 3 godziny przed rozpoczęciem pracy, aby uniknąć pojawienia się nowego filmu.

Powrót do spisu treści

Zastosowanie elektrod nieulegających zużyciu

Schemat spawania aluminium argonem

Schemat spawania argonem aluminium.

Aluminium można spawać przy użyciu elektrody, która nie topi się w strefie spawania. Taka elektroda zapewnia jedynie powstanie łuku elektrycznego między nią a powierzchnią przedmiotu obrabianego. Metal wypełniający spoinę jest utworzony przez stopienie drutu spawalniczego.

Najczęściej elektrody wolframowe są używane jako nie zużywające się podczas elektrod spawalniczych. Średnica takich elektrod wynosi 2-6 mm. Wlewki aluminiowe o grubości do 12 mm są gotowane za pomocą elektrod wolframowych.

Spawanie aluminium za pomocą elektrod wolframowych przeprowadza się zwykle na standardowych urządzeniach spawalniczych typu UDG, które zapewniają zasilanie prądem przemiennym o wymaganej sile. Urządzenie może dostarczać argon z prędkością do 15 l / min. Wielkość napięcia przemiennego w obwodzie spawania podczas stosowania argonu utrzymuje się na poziomie 15-20 V.

Aluminiowy stół wyboru drutu spawalniczego

Drut do wyboru stołu do spawania aluminium.

Jako materiał wypełniający stosuje się drut aluminiowy na bazie czystego aluminium typu AO lub HELL. Podczas pracy ze stopami aluminium stosuje się drut lub pręt o składzie zbliżonym lub zbliżonym do składu stopu. Tak więc, w przypadku stopów aluminiowo-magnezowych stosuje się dodatek z tego samego stopu o zawartości magnezu nieznacznie (do 1,5%) przekraczającej jego zawartość w samym stopie.

Tryb spawania aluminium z elektrodami wolframowymi zależy od średnicy elektrody i grubości aluminium. Możemy polecić niektóre specyficzne parametry procesu. Tak więc do spawania blach o grubości do 2 mm z elektrodą o średnicy 2 mm należy stosować druty o średnicy 2 mm, a natężenie prądu spawania powinno wynosić 50-70 A. 3 mm, prąd - 100-130 A, oraz z elektrodą o średnicy 4 mm, prąd wzrasta do 160-180 A. Spawanie aluminium o grubości 10 mm za pomocą 5 mm elektrody wymaga ustawienia siły prądu spawania na 220-300 A.

Aluminiowy system spawania gazowego

Schemat spawania gazowego aluminium.

Aluminium jest spawane za pomocą elektrod nieulegających zużyciu w jednym lub kilku przejściach, w zależności od grubości półfabrykatów. Jeśli grubość aluminium wynosi do 3 mm, proces spawania można przeprowadzić w jednym przejściu (pod warunkiem, że do zatrzymania stopu stosuje się okładzinę ceramiczną pod spoiną). Spawanie aluminium o grubości do 6 mm wymaga dwóch przejść. Spawanie o grubości większej niż 6 mm wymaga utworzenia skosów na krawędziach spawanych elementów i czterech przejść spawalniczych.

Zapłon łuku w argonie (szczególnie przy użyciu elektrod wolframowych) poprzez dotykanie metalowej powierzchni za pomocą elektrody nie jest używany. Najbardziej skuteczną metodą jest zastosowanie oscylatora, który dostarcza wysokiej częstotliwości impulsy wysokiego napięcia do elektrody. Impulsy te jonizują strefę łuku i zapewniają jej zapłon po przyłożeniu prądu spawania bez dotykania powierzchni metalu za pomocą elektrody. W przypadku braku oscylatora łuk może zostać zapalony tylko przez zwiększenie prądu spawania przy minimalnej szczelinie łuku.

Powrót do spisu treści

DC: zastosowanie elektrod topiących

Aluminiowy stół do spawania

Tryby zgrzewania stołowego aluminium.

Spawanie aluminium prądem stałym w argonie jest możliwe przy użyciu elektrod topiących. Takie elektrody pod działaniem łuku elektrycznego topią się i wypełniają przestrzeń między zgrzewanymi częściami. Zastosowanie dodatków w tym przypadku nie jest konieczne.

Podczas tworzenia łuku DC stosowane są falowniki spawalnicze, na przykład typu vd-200. Główną zaletą spawania prądem stałym jest stabilność łuku i możliwość płynnej regulacji prądu spawania. Łuk jest zapalany i utrzymywany przez stały prąd o odwrotnej polaryzacji. Taka polaryzacja zapewnia zniszczenie warstewki tlenkowej na powierzchni aluminium, co ma również wpływ na zaletę tej metody.

Ostatnio powlekane elektrody ozana-1 do technicznych elektrod aluminiowych i elektrod ozan-2 dla niektórych stopów aluminium są szeroko stosowane jako elektrody topiące.

Metoda spawania argonem za pomocą elektrody topiącej

Metoda spawania argonem za pomocą elektrody topiącej.

Elektrody te tworzą skład spoiny, zbliżony do samego materiału. Zużycie elektrod takich jak "ozan" wynosi średnio 2-2,2 kg na kilogram metalu spoiny. Z innych elektrod ulegających zużyciu, elektrody OK96.10 z powłoką z soli alkalicznych do aluminium technicznego, jak również elektrody OK96.20 do stopów, włącznie z elektrodami OK96.20. stopy aluminiowo-magnezowe.

Elektrody topiące do aluminium mają wysoką higroskopijność, więc przed użyciem wymagają suszenia w temperaturze do 150 ° C przez co najmniej pół godziny. Ponadto ich stosowanie po suszeniu powinno być nie więcej niż jeden dzień.

Tryb zależy od średnicy elektrod i grubości metalu. Podczas spawania aluminium o grubości do 10 mm należy postępować zgodnie z następującymi zaleceniami: gdy średnica elektrody wynosi 3 mm, siła prądu stałego jest ustawiona w zakresie 60-90 A, o średnicy 4 mm - 90-125 A, i o średnicy 5 mm - 120-150 A. Podczas spawania przemieszczenie elektrody w kierunku poprzecznym powinno być minimalne.

Aby utworzyć wysokiej jakości metalową strukturę w strefie spawania, krawędzie i sąsiadujące obszary części aluminiowych muszą być wstępnie nagrzane, na przykład za pomocą palnika gazowego.

Temperaturę ogrzewania dobiera się z uwzględnieniem gatunku materiału i grubości. Średnio wymagane jest ogrzewanie do 400 stopni. Po zakończeniu procesu spawania należy zapewnić wolne chłodzenie spoiny.

Powrót do spisu treści

Dodatkowe zalecenia

Jakość spoiny poprawia się podczas dodatkowej obróbki krawędzi połączonych wykrojów. Podczas spawania aluminium o grubości mniejszej niż 5 mm obróbka krawędzi zwykle nie jest wykonywana. W przypadku spawania aluminium o grubości 5-10 mm zalecane jest przeszlifowanie górnej krawędzi, tworząc spoinę w kształcie litery V. Podczas pracy z metalem o grubości większej niż 10 mm często stosuje się obróbkę krawędzi w kształcie litery X, tj. fazka usunięta, góra i dół. Ponadto spoina jest utworzona po obu stronach przedmiotu obrabianego.

Spawanie aluminium jest zalecane tylko tyłek. Tego typu związki, takie jak nakładające się lub w kształcie litery T, stwarzają niebezpieczeństwo akumulacji żużlu w szczelinach, co spowoduje zwiększoną korozję sąsiednich obszarów metalowych.

Po utworzeniu spoiny należy starannie oczyścić z żużla. Nawet niewielka pozostałość prowadzi do chemicznych interakcji, które niszczą metal. Żużel usuwa się przez mycie gorącą wodą i mechaniczne czyszczenie za pomocą metalowej szczotki.

Podczas pracy należy kontrolować nadchodzący argon. Zatrzymanie przepływu jest nieprawidłowe.

Powrót do spisu treści

Niezbędne narzędzie

Podczas spawania aluminium potrzebne jest następujące narzędzie:

  • gaz palnikowy lub palnik;
  • Bułgarski;
  • plik;
  • koło emery;
  • młot;
  • dłuto;
  • szczypce;
  • śrubokręt;
  • metalowa szczotka;
  • zacisk;
  • klucze.

Spawanie łukiem elektrycznym w argonie wykazało jego skuteczność w spawaniu aluminium i jego stopów. W ten sposób można gotować aluminium w warunkach domowych z dostępnością sprzętu i pewnych umiejętności.

Dodaj komentarz