Сварка алюминия электродом в домашних условиях с помощью инвертора

Осциллятор для сварки алюминия

Основное предназначение осциллятора – создавать большую разницу потенциалов на разнополярных элементах. За счет этого в момент, когда подносим электрод к свариваемому металлу, дуга воспламеняется бесконтактным способом, уже на достаточном расстоянии. Таким образом исключается прикосновение электродом свариваемой детали.

Если представить развернутую диаграмму переменного тока в виде графика синусоидального типа, то при смене полярности график пересекает нулевые значения. При значениях тока близких к нулю сварка алюминия происходить не может. Осциллятор применяется для того, чтобы в эти моменты давать дополнительный высоковольтный импульс заданной амплитуды, тем самым происходит компенсация малых значений тока. Сварочный процесс сохраняет свою стабильность. Процесс генерирования импульсов синхронизируются с основной синусоидой. Современные осцилляторы способны генерировать высокочастотные импульсы в 500кГц.

Внимание покупателей подшипниковУважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Каким должен быть инвертор, используемый для сварки алюминия

Для сварки алюминия могут быть использованы инверторы различных модификаций, но, если вы только определяетесь с выбором такого оборудования, то оптимальным будет отдать предпочтение моделям, конструкция которых допускает возможность подключения специальной приставки для подачи защитного газа (аргона).

Аппарат для аргонодуговой сварки Кедр TIG-259P

Варить данный металл в домашних условиях можно и электродом, но, если к качеству формируемого соединения предъявляются высокие требования, лучше использовать полуавтоматическую сварку или выполнять сварочные работы при помощи неплавящегося электрода, который изготавливается из вольфрама, и присадочного прутка.

Использование для соединения алюминиевых деталей инвертора, в отличие от применения сварочных аппаратов другого типа, предоставляет массу преимуществ, к основным из которых следует отнести:

быстрое зажигание сварочной дуги, а также ее стабильное горение;
получение качественного, красивого и надежного сварного шва;
возможность выполнять сварку листового материала небольшой толщины;
универсальность, дающую возможность применять инвертор для сварки с использованием как обычных, так и неплавящихся электродов.

https://youtube.com/watch?v=DdeJovXL5PQ

В маркировке инверторов, которые могут совмещаться с приставкой для подачи защитного газа, присутствует обозначение TIG. От обычных моделей такие инверторы отличает наличие в их конструкции осциллятора, формирующего импульсы напряжения высокой частоты, что облегчает зажигание дуги. Кроме того, в конструкции таких устройств предусмотрено наличие вентиля, регулирующего поток защитного газа, подаваемого в зону сварки.

Виды электродов для алюминия

ОЗА произведены из алюминиевой проволоки и используются для чистого алюминия и алюминиевых сплавов с кремнием.

Особенности сварки алюминия аргонодуговой сваркой.

ОЗА – 1 подходят практически для любых алюминиевых сплавов и наплавок. Это плавящиеся электроды по алюминию из металлического стержня и соляным покрытием. Диаметр может быть самым разным. В работе нужно использовать постоянный ток обратной полярности. Применяются для заготовок с толщиной кромок в диапазоне от 3-х до 16-ти мм. Предварительный нагрев деталей до температуры 250 – 400°С обязателен. Расход ОЗА – 1 довольно высокий: на килограмм металлических заготовок уходит два килограмма электродов. Состав сварного шва получается сложным: больше половины никеля, медь, марганец, железо. После выполнения шов обязательно промыть подогретой водой, затем зачистить металлической щеткой. Недостатком этих расходников является сложность сварки в вертикальном положении, при котором может образоваться ненужная боковая дуга. В итоге работать можно только в нижнем положении.
ОЗА – 2 – узкоспециализированные расходники для алюминиевых сплавов с кремнием. Покрытие солевое. Расход такой же: два килограмма на килограмм металла.

Щелочно-солевые ОК. К этому виду относятся марки 96.10, 96.20 и 96.50.

Самый подходящий вариант для сварки технического алюминия и алюминиевых сплавов с марганцем и магнием. Чрезвычайно гигроскопичны.

Расходники 10 шведского производства ESAB используются в аргонодуговом методе и являются самым предпочтительным вариантом в этой технологии. Их особенность – покрытие нового состава из смеси солей хлора и фтора. В результате дуга получается ровной и стабильной без разбрызгивания металла. Шов выходит качественным и эстетичным на вид. В работе предварительный нагрев заготовок предпочтителен, но не обязателен. В отличие от ОЗА -1 нагрев не влияет на качество шва, он помогает лишь уменьшить расход дорогих электродов. Еще одним позитивным отличием от ОЗА – 1 является возможность производить сварочные работы на вертикальных поверхностях. Расход электродов значительно меньший из-за особенностей покрытия и тонкой проволоки в качестве стержня, что снижает общую стоимость данной технологии. Сварной шов отличается высокой твердостью.
ОК 96.50 очень популярны в машиностроении для деталей автомобильных двигателей, монтаже разнообразнейших строительных конструкций и исправлении литейных дефектов в алюминиевых сплавах. По составу это алюминиевый электрод: стержень выполнен из алюминия, кремния и железа с четырьмя вариантами толщины. Ток применяется постоянный обратной полярности. Обмазка с щелочно-солевым составом позволяет сформировать защитный кратер для нейтрализации оксидной пленки. Предварительный нагрев заготовок очень желателен, оптимальная температура 250 – 300°С.

Марки электродов и области применения.

Две марки вида ОЗАНА: ОЗАНА – 1 для наплавки или сварки из четырех марок алюминия А0 – А3 и ОЗАНА – 2 для сварки алюминиевых сплавов АЛ4, АЛ9, АЛ11. Пожалуй, самые популярные расходники из всех: дают возможность формировать ровную дугу и шов высокого качества. Можно работать и в вертикальном положении в отличие от других видов алюминиевой сварки.

ОЗАНА – 1 разработаны специально для работы с деталями и наплавки из чистого алюминия. Покрытие из солевого состава, стержень – из сплава алюминия, кремния и железа. Обмазка позволяет справиться с оксидной пленкой и стабилизировать процесс плавления. Ток используется постоянный обратной полярности. Расход немного меньший в сравнении с другими расходниками: 1,7 кг на один килограмм наплавки. Шов отличается очень высоким качеством с выраженной антикоррозийной устойчивостью. Предварительный нагрев заготовок зависит от толщины кромок. Если она больше 10 мм, рекомендуется нагрев до 200°С. Если кромка тоньше 2 мм, необходимо сделать предварительную отбортовку кромок вдоль намечаемого шва. Эти расходники нужно прокаливать перед работой в течение 30-ти минут при температуре 150°С.
ОЗАНА – 2 является обновленным вариантом ОЗАНА – 1.

УАНА – специальные расходники для работы со сплавами, которые легко деформируются.

ЭВЧ – вольфрамовые наконечники для сварки в аргоне.

Особое свойство алюминиевых электродов – их чрезвычайно высокая гигроскопичность, они ухитряются выбрать из воздуха все влагу, какую только возможно. Отсюда нужно помнить об особых условиях их хранения – во влагонепроницаемой упаковке и в только в строго сухих помещениях.

Как варить инвертором тонкий металл. РДС- Ручная дуговая сварка.

Основная сложность у новичков бывает зажигание сварочной дуги. Если опыта и практики недостаточно, то прожега не избежать. Необходимо тренироваться, больше никак.

Полярность, применяемая при сварке тонкого металла инвертором – обратная. За счет этого детали будут меньше греться и прогорать.

В самом начале необходимо прокалить электроды по данным завода-изготовителя их пишут на пачке. Без прокалки процесс будет идти не стабильно и будут газовые поры в шве.

Первый способ, при котором используется отбортовка.

Тип соединения С1 по ГОСТу 5264.

На заготовках делается отбортовка. Высота ее от 1 до 4.5 мм. Загнуть ее можно как в тисках с помощью молотка, так и на специальных гибочных устройствах. Далее зачищаем кромки от любых загрязнений, а также от влаги. Будет просто шикарно если еще и обезжирить. Для этого подойдет специальный обезжириваетесь, ацетон или растворители типа 646 и др. Все детали подготовили.

Теперь нужно настроить аппарат для тонкого металла.

Электроды берем диаметром от 1,6…2,0 до 2.5 мм. Электроды можно взять, с основным покрытием (к примеру УОНИ 13-55), или с рутиловым (МР-3, Esab ОК-46 и прочие).

Ток предварительно настраиваем на пробной заготовке. Необходимо выставить такое значение тока, чтобы металл не прожигался, а дуга устойчиво горела. Для изделий из тонкого железа значения сварочного тока 30 А – 48 А (в принципе можно до 60 А) при использовании электрода диаметром 2 мм. Для каждого аппарата значение будет индивидуально. Именно поэтому рекомендуем предварительно настроить сварочный ток на пробной заготовке.

Теперь заготовки необходимо собрать на прихватки. Собираем детали без зазора и ставим прихватки по краям изделия. Для того чтобы уменьшить нагрев, электрод ведем углом вперед.

Начинаем варить на прихватке. Электрод ведем без колебательных движений, просто вперед

Важно как можно реже останавливаться. Если необходимо прервать процесс, к примеру для смены электрода, то зажигать дугу и начинать варить необходимо на сварочном шве

Предварительно зачистив его от шлака и уже с него переходить на кромки. Иначе будет прожег.

Таким способом получается хороший сварочный шов с дополнительной жесткостью от отбортовки.

Рассмотрим еще один способ как правильно варить тонкий металл электродом.

Если необходимо сваривать детали с толщиной стенки 1 мм без отбортовки, то нужно сделать теплоотвод.

Для теплоотвода подойдет кусок алюминия или еще лучше меди. На теплоотвод укладываем детали.

Теперь необходимо настроить ток. Значение те же 35-45 А. Полярность – обратная. Варим углом вперед. Устанавливаем прихватки отступив 5-10 мм от края. Если этого не сделать, железо на краю очень быстро нагреется и прогорит. Теплу просто некуда будет уходить. Электроды как у в предыдущем способе диаметром от 1.6 — 2.5 мм.

Все готово, можно начинать варить.

Начинаем варить не от края, а на прихватке.
Провариваем короткий участок 4-6 мм и обрываем дугу. Длину провариваемого участка оценивать по цвету металла. Как края стали красными – обрываем дугу.
Повторно зажигаем дугу только после того, как металл остынет, и краснота спадет. Начинать необходимо на сваренном участке.
Провариваем 4 – 6 мм и обрываем дугу. Так повторяем данный процесс до конца стыка. Процесс представляет собой как бы множество сварочных точек.
После того как проварили шов, необходимо доварить небольшой участок, который оставили вначале.

Завершение процесса.

В данном случае очень важен теплоотвод, если опыта мало. Вертикальная сварка инвертором для начинающих или выполнение на весу дадутся не просто. В этом случае длинна сварочной «точки» будет очень короткая. Также во многом важен опыт.

При выполнении сварки тонкого металла важно удержание короткой дуги. Не более 1/2 диаметра электрода

Данным способом можно заварить тонкий металл автомобиля глушитель или кузовные детали.

Требования к электродам по алюминию

Стандартный электрод для сварки алюминия вручную имеет угольный или металлический стержень с покрытием, которое разрушает оксидную пленку и одновременно защищает расплав в зоне стыка от преждевременного контакта с атмосферным воздухом.

Для выполнения работ в бытовых условиях используется инвертор с выпрямительным блоком для получения постоянного напряжения. Аппарат пригоден как для соединения малогабаритных элементов, так и для заделки трещин в корпусах узлов, отлитых или отштампованных из алюминиевых сплавов.

Электрод защищает расплав от преждевременного контакта с воздухом.

Если применяется плазменная установка, то оборудование рассчитано на использование вольфрамового стержня диаметром 1,5 мм, который не плавится в процессе сварки. В зону дугового разряда подают присадочную проволоку из алюминиевого сплава. Технология отличается повышенной скоростью выполнения работ и предусматривает использование переменного тока.

При автоматической сварке в зону соединения подают флюс и присадочную проволоку.

Необходимые легирующие компоненты в составе электродов

Алюминиевые электроды имеют центральный сердечник из проволоки, которая может содержать присадки:

марганец, повышающий устойчивость расплава к коррозии;
кремний, улучшающий свариваемость деталей;
магний, обеспечивающий повышение прочности стыка;
кремний с магнием, позволяющие улучшить термическую устойчивость шва.

Электроды для инвертора

Специализированных деталей из технически чистого алюминия или сплавов для инверторной сварки не существует. При присоединении инвертора необходимо выбрать постоянный ток и подключить провода по схеме обратной полярности (отрицательный полюс – к заготовкам). Подобная технология позволяет разрушать оксидную пленку дугой, при прямой коммутации варить алюминий инвертором затруднительно.

Качественные электроды для сварки инвертором дают хороший шов.

Характеристики для дуговой сварки

При проведении дуговой сварки плавящимся электродом формируется постоянный разряд, обеспечивающий быстрый переход материала стержня в жидкое (а также газообразное) агрегатное состояние.

Сварка алюминиевых деталей занимает в 2-3 раза меньше времени, чем соединение стальных листов с аналогичными габаритами. Поскольку при остановке электрода на наконечнике стержня и поверхности шва образуется слой шлака, то повторный розжиг дуги затруднителен. Опытные сварщики формируют шов до полного израсходования длины электрода.

Электроды для дуговой сварки.

Поверхность стержней для сварки алюминиевых сплавов покрыта плотным слоем, состоящим из соединений хлора и фтора с щелочными или щелочноземельными металлами. При горении дуги флюс вступает в химические реакции с оксидной пленкой, формируя нерастворимые в алюминии шлаки, которые затем удаляют с поверхности шва механическим способом.

Особенности для дюралюминия

Помимо стандартных электродов для алюминия (которые теоретически подходят и для работы с дюралем), существуют специальные изделия, которые отличаются химическим составом стержня и покрытия. Например, шведский производитель ESAB выпускает продукцию под маркой ОК-9620 или ОК-9650, рассчитанную на дюралюминий.

Шведский производитель электродов ESAB.

Особенности сварки инвертором

Инверторная сварка является самой подходящей и лучшей для изделий из алюминиевой основы. Процесс сварки металла выполняется в специальной оболочке из защитного газа, которая зачастую состоит из аргона. Обязательно используются вольфрамовые электроды с неплавящейся структурой.

Однако во время проведения сварочных работ поверхность данного электрода всегда требуется чистить. Дело в том, что на них скапливаются наросты, которые состоят из окисей вольфрама. В результате этого сильно ухудшается качество сварного шва.

Для удаления наростов применяется абразивный диск. При помощи него производится заточка электродов. Это позволяет сделать их поверхность чистой и гладкой, на ней не возникают заусенцы и канавки. Для заточки рекомендуется использовать отдельный диск, которые не применяется для других элементов.

Кроме этого можно самостоятельно снизить появления больших наростов на поверхности вольфрамовых электродов. Для этого данные элементы рекомендуется подвергнуть сильному охлаждению при помощи газа.

Инвертор для работы с алюминием

Изучая вопрос, чем сваривают алюминий стоит обратить внимание на функциональные устройства – инверторы. Данные приборы для сварки этого металла могут быть разными – они могут отличаться по конструкции и по модификациям

Чаще всего применяются полуавтоматические модели, но иногда могут использоваться электродуговые установки.

Основное преимущество инверторных устройств состоит в том, что они всегда подают стабильное напряжение. Именно это обеспечивает высокое качество сварного шва. Также как и у полуавтоматических устройств, у инверторного оборудования предусмотрена специальная приставка, которая обеспечивает высокую защиту во время работы в газовой среде.

Обычно данная приставка имеет маркировку TIG. Зачастую на многих аппаратах предусмотрена функция, которая позволяет производить быстрый переход в режим эксплуатации в среде защитных газов.

При проведении сварки алюминиевых труб и других элементов из данного цветного металла при помощи инверторного оборудования важно помнить несколько важных рекомендаций:

на поверхности изделий из алюминия всегда образуется оксидная пленка, которая может затруднить сварочный процесс

Именно по этой причине важно предварительно поверхность обработать при помощи абразивного диска, он поможет полностью устранить пленку;
при нагревании алюминий и его сплавы не изменяют цвет. Именно это намного усложняет процесс контролирования состояния сварочной ванны;
важно помнить, что сварочные работы с использованием инвертора, которые проводятся дома, должны выполняться правильно

В этом деле не стоит спешить, необходимо выждать время, чтобы было нужное прогревание;
если металл прогреть слишком сильно, то это может привести к деформированию детали. При проведении сварки алюминия с медью и другими цветными металлами в домашних условиях требуется дополнительно вместе с инвертором использовать специальную приставку, она позволит обеспечить контроль над проведением работы и предоставить возможность создать качественный, прямой и прочный шов;
способы и особенности сварки алюминия и его сплавов практически ничем не отличаются от сварки черных металлов. Для того чтобы справиться самостоятельно с процессом обработки алюминия достаточно иметь минимальные навыки. Дополнительно можно изучить специальную литературу и видеоматериалы.

Конечно, если соблюдать вышеперечисленные рекомендации при сварке алюминия в домашних условиях, все равно не получится получить шов высокого качества. Стоит учитывать, что процесс сваривания достаточно тяжелый и затратный. Самым лучшим вариантом будет приобретение осциллятора. Данный прибор позволит выдавать необходимые параметры тока.

Если при сварке будет применяться осциллятор, то обязательно дополнительно потребуются вольфрамовые электроды. Могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся расходники. Все зависит от вида шва, который требуется получить в результате, а также от материала, применяемого в процессе работы.

Обычно самые прочные сварные алюминиевые конструкции получаются при проведении термического сваривания. Однако данный способ невозможно выполнить в домашних условиях. Для него потребуется подготовить специальную смесь, которая должна состоять из свинцовой стружки, марганцовки, алюминиевой пудры, канифоли.

Для этого обязательно требуется знать точные пропорции всех компонентов. Полученная смесь высыпается в область трещины и поджигается, это все приводит к возникновению небольшого взрыва, который и вызывает сплавление шва.

Какие параметры устанавливаются в зависимости от толщины свариваемого металла

Настраивая аппарат для сварки, необходимо произвести следующие манипуляции:

отрегулировать баланс переменного тока (плюс или минус). Обычно при сварке алюминия используют обратную полярность, то есть “-“;
настроить сварочный ток в зависимости от толщины соединяемых элементов. Ток импульса увеличивается при увеличении толщины свариваемых деталей. Так, для алюминия толщиной 1 мм используется ток от 23 до 27 Ампер, а для сварки алюминия толщиной 5 мм – 150-180 Ампер;
отрегулировать затухание дуги, также зависящее от толщины деталей: чем толще, тем дольше. Например, для соединения алюминия толщиной 2 мм достаточно выставить этот параметр на 3 секунды;
настроить продувку газом для охлаждения (при наличии такой функции).

Технология сварки

Стоит помнить, что покрытыми электродами варят алюминиевые изделия толщиной не менее 4 миллиметров. При этом такие конструкции и детали не должны нести ответственных нагрузок. Как не старайся, но технология сварки электродами не дает отличного качества соединения. Внутри шва все равно образуются поры, которые снизят прочность сварного шва. А после окончания процесса не получиться полностью удалить шлак, он в дальнейшем способствует образованию коррозии.

Изначально нужно перенастроить инвертор на постоянный ток (AC) и сменить полярность. Для этого кабель держателя подключают на плюс, а массу — на минус.
Регулируют и силу тока. При сварке алюминия его устанавливают исходя из расчета — 25-30 ампер на каждый миллиметр диаметра электрода.
После поджигания дуги нужно установить положение электрода в пределах 60-80 градусов к поверхности (лучше всего 90, но тогда будет перекрыт обзор).
Скорость ведения шва нужно соблюдать соответственно скорости плавления расходника (она выше, чем у обычных стальных электродов).
Расстояние кончика электрода от поверхности выдерживают в 1,5-2 миллиметра. Если слишком глубоко утопить его, то шов будет всплывать и расплескиваться по металлу. При большом расстоянии металл попросту не провариться должным образом.
Длину соединения нужно определить на один электрод. При этом не нужно делать поперечных движений, как при сварке стали.

Зачем соблюдать длину шва только на один электрод? Все дело в свойстве алюминия, по окончанию сварки в конце образуется накопление шлака. Зажечь дугу в этом месте будет невозможно, придется сделать отступление, а это не укрепит сваренный металл. Такое же образование будет и на кончике самого электрода.

Расплавленный алюминий — очень текучий материал. Для того, чтоб он не вытекал из сквозных соединений, шов ведут в один слой, при этом также заготовки располагают на подставках из тугоплавкого металла.
Когда шов пройден, нужно сразу же удалить шлак, используя для этого жесткую щетку по металлу. Изделие также потребуется промыть в горячей воде.
Чтобы свариваемый алюминий не треснул, нужно обеспечить постепенное остывание. Для этого детали можно поместить в печь, где они нагревались, и оставить до полного охлаждения.
Также, во избежание деформаций металла, не стоит располагать слишком близко друг к другу сварные соединения.

Ни в коем случае нельзя охлаждать сварные швы алюминия в холодной воде. Это гарантированно поспособствует растрескиванию!

Особенности работы с алюминием

Посредством электрической дуги соединяют множество видов железа. Подобная методика обеспечивает достаточно высокую температуру горения, в результате чего происходит качественное проплавление разной толщины пластин, создавая надёжную и герметичную защиту. Однако сварка алюминия с помощью инвертора считается самой сложной из-за определенных специфических характеристик.

Первая сложность заключается в гигроскопических свойствах материала, который может накапливать в себе окружающую влагу. И хоть это нельзя заметить в естественном охлажденном состоянии, но при начале сварочных работ обязательно появятся проблемы. При зажигании дуги и прогревании металла до повышенных температур частицы влаги начинают испаряться с поверхности и неизбежно проникать в зону сварку. В результате образуются чрезмерные брызги и помехи, которые мешают провести нормальный шов.

Для предотвращения подобного явления достаточно предварительно подогреть конструкцию при температурном режиме 150−190 градусов Цельсия. В таком случае можно заметить интенсивное выделение влаги на поверхности.

Следующая сложность — наличие окисной пленки, которой покрыты все изделия. Её предназначение заключается в защите конструкции от агрессивного воздействия кислотной среды. Однако это существенно утрудняет обработку с помощью инвертора. Основная неприятность связано с большой разницей температур плавления. Известно, что сам алюминий начинает расплавляться при показателях 500 градусов Цельсия, а его оксид при 2000 градусов. Для устранения подобного перепада достаточно очистить место сварки с помощью железной щетки, чтобы обеспечить требуемый доступ к металлу.

Взаимодействие с окружающей средой обеспечивает правильное формирование пор в структуре шва, что существенно ухудшает герметичность. Для защиты сварочной ванны применяют аргон или газовое облако при инверторной сварке.

Не секрет, что чистый алюминий практически не применяется для изготовки деталей, поэтому входящие в его состав наполнители и дополнительные элементы могут стать проблемой. Для примера, марки Ал2 и Ал2 содержат в себе силумин от 4 до 13%, поэтому их принято называть ограниченно свариваемыми. Подобные показатели характерны для моделей АМ r 1 и Amr 6, где марганец добавляется в пропорции 2−6%.