Сварка силумина

Плюсы и минусы

Часто сварка и пайка силумина проводятся с использованием аргона. Этот метод имеет ряд преимуществ и недостатков.

К положительным сторонам такой обработки можно отнести:

• высокую прочность соединения;
• вытеснение кислорода со сварочной области;
• исключение деформации кромок;
• снижение затрат времени на формирование шва;
• исключение быстрого окисления материала.

Соединение силумина считается самым прочным. Считается, что технология сварки силумина с применением аргона проста, поэтому более доступна новичкам.

Однако у этого способа имеется и ряд недостатков. Такая сварка невозможна на открытом воздухе, т.к. ветер мешает распределению инертного газа по рабочей поверхности. Кроме того, выполнять обработку можно только специальным оборудованием. Нередко возникают сложности с настройкой сварочных аппаратов. Если для обработки силумина используется трансформатор, дающий высокую силу тока, поверхности потребуется периодически охлаждать.

Сваривание аргоном

Технология аргонодуговой сварки представляет собой процесс работы неплавким электродом в защитном газовом облаке. Аргон сам по себе инертный газ, он не вступает в реакцию с воздухом и прочими веществами. Его основная функция в сварочном процессе — защита металла от окисления. Аргон тяжелее воздуха и легко вытесняет его из рабочей сварной зоны. Благодаря аргоновому облаку оксидная пленка не успевает образоваться на сплавах и шов получается прочным и аккуратным.

Работа с аргонодуговой сваркой требует наличия необходимого оборудования:

• Баллон с газом, в данном случае с аргоном.
• Инвертор.
• Специальная горелка для работы с защитными газами.
• Осциллятор.
• Проволока из силумина в качестве присадки.

Многие неопытные сварщики считают аргонодуговую сварку простым делом, но это совсем не так. Для сварки с аргоном необходима сосредоточенность и внимательность в течение всего процесса. Не следует пренебрегать средствами индивидуальной защиты, чтобы уберечься от брызг раскаленного металла.

Для создания качественного сварного соединения подготовленные детали сваривают следующим образом:

Для того чтобы металл легче плавился сварные работы производятся при обратной полярности тока с применением короткой дуги.
Присадку помещают в сварочную ванну. Там она расплавляется и соединяется с основным металлом, образуя однородную массу, которая при застывании образуется прочное соединение.
Для качественного прогрева деталей подача аргона начинается через 15 секунд после образования дуги

Важно не допустить перегрев газа, иначе металл будет не свариваться, а разрушаться.
Присадочная проволока подается в зону сварки под углом и непременно перед горелкой. Подача должна быть точно, равномерной и двигаться строго вдоль шва

Поперечная или слишком быстрая подача присадки может спровоцировать разбрызгивание металла и ухудшить итоговое качество шва.
После окончания сварных работ аргон подается еще в течение 10 секунд, что позволяет сплаву остыть и избежать трещин и уплотнений в шве.

Все движения сварщика, подача присадки, а также продвижения горелки должны быть плавными и размеренными.

Регулировка сварных соединений алюминия и его сплавов осуществляется ГОСТом 14806-80 от 01.07.1981 года издания. Все типы швов, их стыки, длина и прочее можно узнать в данном ГОСТе.

Кто знаком с данным методом, выделяют такие его достоинства, как:

• малые затраты времени;
• высокое качество полученных соединений;
• возможность выполнить ремонт в домашних условиях;
• разнообразие методик сварки металлов.

Помимо преимуществ имеются и недостатки:

• высокие затраты ресурсов;
• невозможность работы на открытом воздухе;
• возможные проблемы с настройкой сварочного режима;

Как работает аргонодуговая сварка?

Схема аргонно-дуговой сварки алюминия.

Аргонодуговая сварка объединила в себе электрическую и газовую сварку. Электрическая дуга является источником нагрева, посредством которой расплавляются и свариваются кромки сплава.

Аргон почти не участвует в реакции с силумином и другими газами в месте работы дуги, потому его и называют инертным.

Однако есть одна особенность: в процессе сварки на обратной полярности от атомов аргона происходит отделение электронов, поэтому среда в месте работы дуги становится плазмой, проводящей электрический ток.

Сварка аргоном в домашних условиях возможна посредством как плавящегося, так и неплавящегося . Данный метод позволяет надежно соединить материалы из силумина.

Аргонная горелка

Сердцем аргонной горелки является неплавящийся электрод, выполненный из вольфрама, выступающий за пределы корпуса горелки на 2-5 мм. Держатель для электрода расположен внутри горелки. Перед тем как приступить к работе, свариваемые детали необходимо хорошо прогреть.

Вольфрамовые электроды

Вокруг электрода устанавливается керамическое сопло, из которого поступает аргон. Также необходима присадочная проволока из силумина. Перед тем как приступить к свариванию, нужно тщательно зачистить поверхность деталей шабровкой, металлической щеткой или пескоструйным аппаратом и обработать химическим раствором, а именно промыть кромки каустической содой или бензином. Таким образом удастся свести к минимуму возможность образования оксидной пленки. Если вы отдаете предпочтение соде, то потом необходимо промыть деталь проточной водой.

Схема устройства горелки для сварки.

Сначала на свариваемую деталь подается «ноль», как и при электросварке. Если детали небольшого размера, «ноль» можно подвести к металлической поверхности. Присадочная проволока подается отдельно. Перед тем как купить присадочную проволоку, следует ознакомиться с физико-химическими свойствами силумина.

В правой руке следует держать горелку, а в левой – присадочную проволоку. На корпусе горелки должна быть установлена кнопка, при нажатии на которую подается ток и газ. Газ следует подавать за 15 сек до начала работы. Далее нужно опустить горелку с электродом максимально близко к поверхности свариваемых частей сплава для того, чтобы появилась электрическая дуга, которая расплавляет присадочную проволоку и кромки свариваемых частей детали. В конце сварочного процесса производится заваривание кратера путем снижения силы тока. Для этого используется реостат, а газ следует перекрывать через 10 сек после завершения работ.

Вольфрамовый электрод необходимо держать максимально близко к поверхности свариваемых деталей для создания наиболее короткой дуги. Таким образом достигается большая глубина проплавления силумина и более качественный шов. Присадочную проволоку необходимо подавать постепенно, проводя медленно горелкой вдоль шва, от этого зависит качество шва.

Не следует быстро подавать присадочную проволоку, поскольку это приведет к разбрызгиванию сплава. Ее следует подавать под углом перед горелкой, не допуская поперечных движений для обеспечения ровного и узкого шва.

Характеристики вольфрамовых электродов.

Важно отметить, что зажигание дуги при не допускается касанием о свариваемую поверхность. И вот почему. Из-за высокого потенциала ионизации аргона не удается в полной мере ионизировать расстояние между силумином и электродом за счет искры от касания

Из-за высокого потенциала ионизации аргона не удается в полной мере ионизировать расстояние между силумином и электродом за счет искры от касания.

При использовании плавящегося электрода ситуация несколько иная: при попытке зажечь дугу посредством касания о поверхность в зоне сваривания появляются пары железа с более низким потенциалом ионизации, чем у аргона. Происходит загрязнение электрода из-за касания им поверхности свариваемых деталей.

Чтобы зажечь дугу неплавящимся электродом, необходим осциллятор, подключение которого нужно выполнить параллельно источнику питания.

Посредством осциллятора на электрод подаются импульсы высокого напряжения и высокой частоты, благодаря чему происходит ионизация дугового промежутка. Напряжение в сети 220 В и частоту 55 Гц осциллятор преобразует в 2000-6000 В с частотой 150-500 кГц, благодаря чему легко зажечь дугу.

Пайка силумина в домашних условиях — Справочник металлиста

Сварка силумина – способ соединения деталей сложной формы или конструкции путем сваривания их кромок в защитном газе. Реализация операции на практике не особенно сложна, если понимать специфику процесса.

При нагревании сплав окисляется, что значительным образом осложняет процесс соединения изделий. Вот почему в процессе сварки не обойтись без защитного газа.

Особенные свойства силумина

Силумин представляет собой алюминиевый сплав с добавлением кремния, среди достоинств которого выделяется небольшая удельная масса, высокая прочность, стойкость к химическому воздействию и коррозии.

Сварка силумина в среде защитного газа.

Интересный факт! Сплав не поддается коррозийным процессам, так как на его поверхности образуется защитная пленка из оксидных соединений. Даже крохотное повреждение поверхности металлической конструкции из силумина приводит к контакту молекул алюминия и кислорода из воздуха.

Также к специфическим характеристикам силумина причисляют: легкий вес, высокую пластичность, доступную стоимость, широкую распространенность.

Благодаря таким качествам материал может применяться для создания изделий со сложной формой, которые должны соответствовать жестким требованиям по прочности, устойчивости перед коррозией и износу.

Силуминовые конструкции нашли применение в авиа-, мото- и машиностроении, его активно используют при производстве бытовой техники, сантехники.

Для пайки силумина применяется та же технология, что и при работе с алюминием, ‒ сварка не плавящимся электродом в аргоновом облаке. Защитный газ необходим для предотвращения окисления металла при контакте с кислородом.

Если при сваривании силумина в домашних условиях пренебречь аргоном, кромки деталей окислятся, на них образуется прочная, жаростойкая пленка, мешающая нормальному свариванию поверхностей.

Технология пайки силумина

Сварка силумина осуществляется методом аргонодугового сваривания с помощью аппарата, в конструкцию которого входят инвертор, баллон с защитным газом, горелка, осциллятор, не плавящиеся электроды из вольфрама. В работе задействуется особая, а именно силуминовая проволока.

Сварка силуминовых конструкций сопряжена с определенными трудностями:

• сваривать можно лишь те детали, которые изготовлены из силумина литейных марок, так как в их состав входит цинк;
• проведения сварных операций с таким металлом отличается высокой ресурсозатратностью.

Процесс аргоно-дуговой сварки силумина.

Технология аргонодуговой сварки предусматривает определенные подготовительные работы, без проведения которых сварные швы редко получаются качественными.

Такие операции позволят устранить оксидную пленку, для чего кромки соединяемых деталей нужно зачистить наждачкой. Также подойдет специальная пескоструйная машина или самодельная щетка по металлу.

Далее поверхности подвергают химической обработке с помощью бензина или любого растворителя. Также допускается использование для этого раствора из воды и каустической соды, но при таком положении дел изделие обязательно промывают по проточной водой.

Сварка силумина в аргоне электродом происходит следующим образом:

1. Чтобы изделие проплавлялось наилучшим образом, работы по сварке материала нужно осуществлять при обратной полярности тока с использованием короткой дуги.
2. Присадочную проволоку подают в сварную зону, где она расплавляется, а затем соединяется с металлом изделия. Это приводит к формированию жидкой однородной массы, которая по мере остывания становится монолитной.
3. Если быстро подать в сварную ванну присадочный материал, раскаленный металл начнет разбрызгиваться. В итоге, качество сварочного соединения, а также его прочность и долговечность снизятся.
4. Проволока должна аккуратно подаваться под углом непосредственно спереди горелки. Движение сварщика непременно должны быть плавными. Передвигать присадку поперек, отклонять ее в стороны нельзя, так как это скажется на качестве сварочного шва.

Иные требования при работе с силуминовыми конструкциями аналогичны соединению алюминиевых изделий путем сваривания металлических изделий в аргоне:

• поджигая электрод, касаться соединяемых деталей запрещено;
• газа можно подать через четверть минуты после поджога электрода, что позволит достаточным образом прогреть воздух вокруг сопла газовой горелки;
• нельзя прекращать подачу газа разу после завершения работы, а только спустя пятнадцать секунд после этого, что позволит металлу соединения остыть равномерно и не потрескаться.

Высокотехнологичное соединение алюминия клеем «Холодная сварка»

Холодная сварка алюминия представляет собой соединение деталей с помощью специальной клеевой смеси. Благодаря ей, получается надёжное соединение без нагревания металла.

В качестве связывающей смеси выступает эпоксидный компаунд. Он представляет собой густую массу, по консистенции напоминающую мастику. Холодная сварка для алюминия состоит из эпоксидной смолы насыщенной металлическим порошком. Благодаря его содержанию в смоле, увеличивается показатель прочности затвердевшего состава. Склеенное место может быть прочнее, чем сам материал.

Помимо основного компонента (эпоксидной смолы) в упаковке есть второй компонент. Это специальный отвердитель, который при перемешивании с “эпоксидкой” вступает в реакцию и состав начинает застывать. В промежуток времени от 10 до 30 минут, мастер должен успеть нанести смолу на детали и соединить их. Далее нужно прижать отдельные детали вместе на 15-20 минут (в некоторых клеях время фиксации для отвердевания доходит до 40 минут).

Важно помнить о том, что как высокотемпературная так и холодная сварка это вредные процессы, которые требуют индивидуальной защиты человеческого организма. При взаимодействии с клеями, нужно чтобы помещение хорошо проветривалось, рядом не было открытого огня

Для защиты органов дыхания следует одевать респиратор. Чтобы не получить раздражение слизистой оболочки глаза, желательно одевать защитные очки. При проглатывании эпоксидной смолы, необходимо немедленно отправиться в больницу.

У клеевых смесей есть ряд серьёзных преимуществ:

• Не требуется покупать дополнительное оборудование и искать точки подключения к сети.
• С эпоксидной смолой сможет работать любой человек без каких-либо навыков. На упаковках указывается пошаговая инструкция. Этого нельзя сказать про сварку с помощью электрооборудования.
• Отвердевший клей образует прочный шов, который немногим уступает сварочным соединениям.
• Затвердевшие составы устойчивы к коррозийным процессам, воздействию влаги, масел и топлива.
• Спустя 20-60 минут получается прочное соединение.
• Холодная сварка считается экономичным вариантом для починки разнообразной техники.

При использовании сварочных автоматов, соединяемый металл подвергается воздействию высоких температур и сильной деформации. Этих недостатков лишена холодная сварка. Однако, клей нельзя использовать при починке сосудов с высоким давлением и емкостей, которые часто подвергаются смене окружающей среды (влажность, температура).

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

Плюсы:

• в отличие от других методов восстановления деталей из силумина, при дуговом в атмосфере аргона получают более прочные соединения;
• режим формирования шва – скоростной, сварка не отнимает много времени;
• не нужно предварительно прогревать детали и электрод;
• отработанная технология по силам начинающим;
• направленная дуга не перегревает деталь, она не деформируется.

Минусы:

• работы нельзя проводить на открытом пространстве, в закрытых помещениях необходимо избегать сквозняков, чтобы облако аргона оставалось над рабочей зоной;
• сложно сразу подобрать режим сварки;
• при работе с толстостенным металлом нужно продумывать способ теплоотведения;
• необходимо иметь специальное оборудование.

Тем, кто регулярно занимается ремонтными работами, недостатки аргоновой сварки не мешают создавать качественные и надежные соединения.

Возможно ли проведение сварки силумина в домашних условиях

Силумин представляет собой сплав на основе алюминия, который используется для изготовления деталей. При обработке этого материала следует учитывать некоторые особенности. Например, сварка силумина похожа на работу с алюминием, однако этот процесс считается более энергозатратным.

Техника

На производстве, в частных мастерских и автосервисах мастера часто задаются вопросом о том, как сварить силумин. Для соединения деталей из этого материала применяется аргонодуговая сварка.

Технология представляет собой сваривание неплавящимся электродом.

Чтобы сделать надёжное соединение, используется специальная силуминовая проволока, которая выступает в качестве присадочного материала.

Перед использованием сварочного оборудования следует провести подготовку детали. Необходимо снять оксидную пленку, образующуюся на поверхности материала. Для этого используют наждачную бумагу, щётку или пескоструйный аппарат. Для химической обработки используют растворитель.

Какое оборудование необходимо?

Прежде чем приступать к сварочным работам следует подготовить оборудование

Для соединения силуминовых заготовок важно подобрать качественный аппарат. Сварочный трансформатор для этого не подойдёт. Нужен инверторный аппарат и газовый баллон

Помимо них применяют: вольфрамовые электроды, специальная горелка и осциллятор

Нужен инверторный аппарат и газовый баллон. Помимо них применяют: вольфрамовые электроды, специальная горелка и осциллятор.

Сваривать силуминовые детали можно полуавтоматом. Проволока подаётся под защитой инертных газов

При использовании полуавтомата важно учитывать некоторые особенности:

1. Если постоянный ток имеет минусовую полярность на электроде, качественный шов сделать не получится.
2. Чтобы соединяющая проволока не путалась при подаче, используют инструмент, оснащенный 4 роликами.

Преимущества и недостатки

У сварки силумина есть определённые преимущества и недостатки.

Сильные стороны:

1. Деформация заготовки практически отсутствует благодаря малой области обработки.
2. Аргон защищает обрабатываемую поверхность от попадания кислорода.
3. Высокая скорость выполнения работ.
4. С помощью этой технологии можно соединять конструкции, которые не поддаются другим методам сваривания.

Слабые стороны:

1. При работе на улице сильный ветер будет мешать проведению работ.
2. Если при создании дуги используется мощная токовая сила необходима дополнительная система охлаждения.
3. Оборудование, используемое для соединения силумина, очень дорого стоит.
4. Для работы с инструментами и создания качественного шва нужно обладать практическими навыками.

Требования

Заварить шов, используя сварочное оборудование, можно соблюдая определенные требования:

1. Нельзя прикасаться электродом к обрабатываемой поверхности при зажигании дуги.
2. Перед тем как подавать газ следует разогреть сопло горелки. Спустя 15 секунд можно открывать вентиль с газом.
3. После прекращения подачи электричества на электрод следует подождать 10 секунд и только после этого перекрывать газовый вентиль.

Если работы проводятся дома, можно использовать плавящийся, а не вольфрамовый электрод.

Можно ли выполнять сварку такого типа дома?

Иногда необходимо провести сварку силумина в домашних условиях. Этапы проведения:

1. Подготовить помещение, рабочее место и оборудование. При сварке аргоном нужно позаботиться о хорошей системе вентиляции. Для проведения работ подойдёт металлический стол.
2. Чтобы соединить детали из силумина, нужно использовать плавящиеся электроды.
3. Заготовки разогреваются до температуры в 300 градусов. Электроды нужно нагреть до 150 градусов.

Шов можно сделать плавкими электродами

Важно, чтобы они состояли из стержня силумина, который покрывается щелочно-солевым раствором. При проведении сварочных работ будет выделяться большое количество шлака. Его следует быстро убрать с поверхности заготовки

Его следует быстро убрать с поверхности заготовки.

Этапы сварки

Чтобы сделать качественное соединение силумина, сварка должна выполняться со строгим соблюдением технологии. Этапы:

1. После зажжения дуги и включения газа в рабочую зона начинается подаваться проволока. Она расплавляется и создаёт качественное соединение деталей.
2. При подаче проволоки её держат под углом перед соплом горелки.
3. Проволоку нужно подавать медленно. Иначе расплавленные металл будет разбрызгиваться по сторонам и качество шва ухудшается.

При использовании присадочного стержня нельзя выставлять его поперек или делать большие отклонения в стороны.Сварка силумина, сварка дюраль электродом

Как происходит процесс?

Защиту от коррозии у силумина обеспечивает прочная окисная пленка. Она же усложняет процесс сварки, препятствуя непосредственному соединению атомов.

Сварку неответственных (слабо нагруженных) деталей ведут на постоянном токе обратной полярности, используя покрытые электроды, либо на прямом токе с помощью неплавкого электрода, угольного либо вольфрамового.

Требуемое проплавление обеспечивают с помощью предварительного нагрева. Детали толщиной свариваемых частей менее 10 мм нагревают газовой горелкой до 250-300ºС, заготовки большей толщины до 400ºС.

Особое внимание обращают на силу сварочного тока. Лучше всего выполнить его подбор до начала сварки деталей, используя бросовые куски силумина сходной толщины

Для предварительного подбора пользуются соотношением: I≤60 A на 1 мм диаметра электрода, где I — сила сварочного тока.

Поскольку пленка шлаков после остывания не даст возможности зажечь дугу, работы ведут непрерывно одним электродом.

Скорость плавления алюминиевого электрода выше, чем стального, поэтому вести сварку нужно быстрее выше.

При использовании технологии неплавкого электрода используют присадочные прутки из алюминиевых сплавов. Детали, толщиной до 2,5 мм можно варить, не разделывая кромок. Изделия массивнее требуют разделки, либо сварки с зазором порядка 0,5-1 мм.

Массивные заготовки сваривают за два прохода. Сначала от средины к краям шва выполняют проход для разогрева, а лишь затем ведут шов.

Присадочный пруток удерживают при этом в левой руке, перемещая позади угольного электрода на расстоянии 7-10 мм (в зависимости от силы дуги).

Плавление прутка не должно происходить каплями, поскольку каждая из них окажется в своеобразном «мешочке» из окислов. При этом силумин будет разбрызгиваться, не образуя шва.

Чтобы этого не происходило, присадка плавится непосредственно в сварочной ванночке. Для предохранения вытекания из нее силумина, используют стальные подкладочные пластины.

Готовый шов должен остывать как можно медленнее.

Изделия из силумина китайского производства сваривать бессмысленно, поскольку по большей части они изготовлены на основе порошковых технологий. Даже если удастся подобрать подходящий режим и присадку, цена такого ремонта окажется дороже новой детали.

Свариваемость сплава и возможные проблемы

Силумин прочен и устойчив к коррозии и хорошо поддается литью, штамповке и ковке. Однако сплав отличается высокой окислительной активностью, что затрудняет процесс сварки.

Удобнее работать с силуминовыми сплавами литейных марок, которые включают 5-22% кремния, но даже в этом случае требуются большие затраты ресурсов. Если в состав сплава входит много цинка, деталь варить нельзя, т.к. под действием температуры этот компонент выгорает, делая кромку ломкой.

При обработке силумина чаще используют инертные газы. Аргон, который тяжелее воздуха, оседает на обрабатываемой поверхности облаком. Таким образом, на открытом воздухе провести обработку этой области крайне сложно. Кроме того, в ряде случаев возможно плавление электродов.

Для сварки этого сплава применяют далеко не все припои, т.к. висмут, свинец, олово и кадмий плохо растворяются в алюминии, что делает полученное соединение ненадежным.

Однако при использовании флюса, отличающегося высокой активностью, и при тщательной обработке места шва используют припой на основе оловянно-свинцовой смеси. Полученный в этом случае шов отличается низкой устойчивостью к окислительным процессам, поэтому требует дополнительного покрытия лакокрасочным материалом.

Кремний в составе силумина плохо влияет на свариваемость.

Лучше всего для пайки и сварки алюминиевых элементов подходят припои на основе:

• серебра;
• алюминия;
• кремния;
• цинка;
• меди.

Расходные материалы часто включают сразу несколько компонентов в разных соотношениях. Лучшим являются припой 34А, содержащий около 6% кремния, 28% меди и 66% алюминия, а также ЦОП-40 с 40% цинка и около 60% олова.

Рекомендуем к прочтению Выполнение сварки меди и ее сплавов в домашних условиях

Применение газовой горелки

Если вы решили использовать для пайки алюминия тугоплавкие припои, то вам не обойтись без открытого огня

В этом случае вам придется обратить внимание на следующие нюансы:

• Пламя должно быть высокого качества — не коптить, держать постоянную температуру и размеры факела.
• Для пайки открытым пламенем требуется немалый опыт в поддержании оптимальной температуры нагрева, поскольку «температурный коридор» качественной пайки достаточно узок. Перегрели — потерял механическую прочность или даже потек алюминий. Недогрели — не плавится тугоплавкий припой.

Кроме того, газовую конфорку не возьмешь в руку, а потому в руках придется держать спаиваемые детали. Если это предмет массивный, вы просто не сможете держать его в пламени в постоянном движении для поддержания нужной температуры, одновременно пытаясь паять другой рукой. Ну и поскольку греть вы будете снизу, то для нормальной пайки вам придется перегревать деталь (паять то нужно сверху), а значит, ее можно легко расплавить. Тем не менее, худо-бедно спаять алюминий над газом можно, но только худо-бедно.

Идеальным вариантом будет газовая горелка. Она компактна (в смысле сама горелка, а не баллон к ней), не коптит, мало весит. Но к сожалению, не всегда ее можно раздобыть.

Самым простым выходом из ситуации может стать небольшая паяльная лампа. Для того чтобы она была легче, просто не заправляйте устройство бензином «под горлышко». Перед тем как начать пайку, лампу нужно как следует разогреть, чтобы она не коптила.

Алюминий можно спаять газовой или бензиновой горелкой.

Будем считать, что горелка разогрета, а спаиваемые детали зачищены и плотно прижаты друг к другу по месту будущей пайки. Нанесите соответствующий флюс на детали (если вы используете бесфлюсовый припой, то в качестве флюса используйте трансформаторное масло) и начинайте нагрев. Температуру нагрева необходимо постоянно контролировать кусочком припоя, касаясь места будущей пайки.

Как только припой начнет плавиться, старайтесь держать температуру постоянной (это придет с практикой), а кусочком припоя натирайте место пайки, полностью облуживая его. Как только лужение закончилось, этим же кусочком можете и произвести пайку, используя его как электрод для сварки. Нередко электрики при спайке муфт используют тугоплавкий припой только для лужения оболочки кабеля, а муфту после напаивают обычным легкоплавким припоем.

Дело в том, что муфта выполнена из свинца и просто не выдержит нагрева, необходимого для плавления тугоплавкого алюминиевого припоя. Но если обе детали алюминиевые, конечно, лучше паять и лудить тугоплавким припоем — место соединения деталей будет иметь высокие как электрическую, так и механическую прочность.

Материалы для пайки алюминия

Припои

При использовании высокоактивных флюсов и хорошей подготовки поверхности, алюминий можно паять и оловянно-свинцовыми припоями. Однако их выбор все же нельзя считать удачным. Помимо того, что имеет место упомянутая выше плохая растворимость алюминия в системах Sn-Pb, оловянно-свинцовые припои обеспечивают очень низкую коррозионную стойкость паяного соединения. Чтобы преодолеть этот недостаток, соединения, паянные оловянными или оловянно-свинцовыми припоями, необходимо покрывать специальными лакокрасочными покрытиями.

Качественную пайку алюминия обеспечивают припои содержащие цинк, серебро, медь, алюминий, кремний. Существует большое количество составов как отечественного, так и импортного производства, содержащих эти элементы в различном соотношении. Из отечественных припоев можно привести ЦОП40 (60% олова и 40% цинка) и 34А (66% Аl, 28% Cu и 6% Si). Чем выше содержание цинка в цинковом припое, тем большую коррозионную стойкость и прочность имеет паяное соединение.

Большинство припоев является низкотемпературными, однако температура их плавления выше, чем у оловянно-свинцовых. По-настоящему высокотемпературными являются алюминиево-кремниевые (силумины) и алюминиево-медно-кремниевые припои. В качестве первого можно привести припой Aluminium-13 фирмы Chemet, содержащий 13% Si и 87% Аl (припой покрыт флюсом). Его температура пайки составляет 590-600°C. Примером второго может служить, уже упоминавшийся, отечественный припой 34А, состоящий из 66% Аl, 28% Cu и 6% Si. Интервал его температуры пайки — 530-550°C. Если возникает необходимость в применении высокотемпературных припоев, они применяются для пайки алюминия и тех его сплавов, которые имеют достаточно высокую температуру плавления, или деталей имеющих массивные размеры, обеспечивающие хороший теплоотвод.

Если говорить о самых удобных материалах, то к ним относятся, конечно, бесфлюсовые низкотемпературные припои, например HTS-2000.

Припой HTS-2000

Флюсы

К выбору флюса нужно подходить очень серьезно, именно его активность определяет паяемость алюминия, особенно при использовании обычных оловянно-свинцовых припоев. Далеко не все флюсы проявляют в отношении алюминия активность, заявляемую их производителями. Одним из отечественных флюсов является состав, называемый предельно информативно — «флюс для пайки алюминия». Ещё есть флюс Ф59А, Ф61А (содержащий триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония) и другие. Под названием «флюс для пайки алюминия» могут скрываться Ф59А, Ф61А или другие, даже если это не указано на упаковке.

Флюсы для пайки алюминия

В качестве высокотемпературного флюса можно привести флюс 34А, который содержит 50% KCl, 32% LiCl, 10% NaF и 8% ZnCl2.

Высокотемпературный флюс 34А

Стыковой метод

Эта методика относится к одной из самых надёжных в плане холодной сварки алюминия. Подходит для соединения деталей через их торцы. Таким образом можно объединять пластинки в один большой щит. Процесс скрепления металла происходит в несколько этапов:

1. В первую очередь торцы деталей зачищаются. С них снимается краска, ржавчина и грязь. Далее они обезжириваются.
2. После очистки детали зажимаются в специальных тисках которые расположены друг напротив друга. Наружу должны торчать только торцы и по 1 см металла.
3. Когда заготовки надёжно закреплены в тисках, через них на торцы передаются торцевое давление. С его помощью получается надёжное соединение.

Во-первых, размеры удерживающих тисков не дают использовать детали больших размеров для соединения. Во-вторых, часть металла зажатая в тисках также подвергается деформации. В-третьих, после окончания стыковой холодной сварки, сложно вытащить готовую деталь из зажимов.

Основные требования

Для сварки силумина используют электроды типа А1Ф, либо А1 покрытие которых содержит литий. Поскольку такие электроды гигроскопичны, до начала работы их рекомендуется просушить не менее 2-х часов при температуре 150-180oС.

Флюсы для газовой сварки деталей из силумина, не важно углекислота это или инертный газ, должны обеспечивать растворение оксида, и выдерживать температуру не менее 600 градусов. Не зависимо от применяемого метода сварки до начала работы, место шва на ширину до 10 мм в обе стороны обезжиривают ацетоном, бензином, уайт-спиритом и т.п

Не зависимо от применяемого метода сварки до начала работы, место шва на ширину до 10 мм в обе стороны обезжиривают ацетоном, бензином, уайт-спиритом и т.п.

Для удаления пленки оксидов, мешающей заваривать металл, выполняют травление поверхности детали, а также присадочной проволоки (прутков). Для этого используют водный раствор едкого натра и фторида натрия. По окончанию обработки поверхность обрабатывают азотной кислотой, промывают в проточной воде. Аналогичными способами подготавливают присадочный материал.

Заменить травление можно очисткой сварной зоны стальной щеткой, либо (что лучше) пескоструйной обработкой.

Независимо от способа очистки, выполняют ее не более чем за 2-2,5 часа до начала сварки.

Описание возможных способов сварки

Существует 2 главных метода сварки элементов из силумина. В первом случае соединение проводится аргонодуговым способом, а во втором используются плавкие электроды. Каждый вариант имеет свои особенности.

В аргоновой среде

Аргоновая сварка в большинстве случаев позволяет получить лучший результат. Однако этот способ соединения требует использования специального оборудования, например сварочного инвертора, рассчитанного на 220В или 380В.

Сила тока должна регулироваться в зависимости от толщины деталей. Кроме того, при работе задерживается осциллятор, который необходим для регуляции напряжения, поступающего на электрод при создании дуги. В процессе работы потребуются также баллон с газом и сварочное оборудование, присадочный пруток, горелка, расходные материалы.

Аргонная сварка – один из наиболее востребованных видов современной сварки.

Сварка силумина с аргоном требует использования обратной полярности. Таким образом, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации инертного газа, повышения его электропроводности.

Инертный газ начинает подводиться к рабочей области только после розжига. Шов при этом охлаждается в защитной зоне не менее 10 секунд. В этом случае обеспечивается качественное схватывание верхнего слоя.

Припой необходимо вести со средней скоростью перед горелкой. Электрод не следует приближать к поверхности на расстояние менее 2,5 мм. Движения прутка и горелки должны совпадать. Необходимо, чтобы диаметр присадочной проволоки был меньше, чем диаметр электрода.

Рекомендуем к прочтению Как правильно варить углеродистые стали

С использованием плавящихся электродов

Для сварки плавящимся электродом со стержнем из силумина можно проводить выпрямитель или трансформатор. Перед работой поверхность требуется нагреть до 150°C, саму область стыка прогреть до 300°C. В этом случае шва не будет, т.к. произойдет сплав поверхностей. Образовавшийся шлак нужно зачистить.