DC svařování hliníku v argonu

Hliník není nejjednodušším materiálem pro zpracování kovů. Při dodržení určitých pravidel a doporučení však svařování tohoto kovu nezpůsobuje potíže. Svařované spoje mohou být vyrobeny různými způsoby, ale nejspolehlivější a nejkrásnější šev, který nevyžaduje další zpracování, lze získat pouze pomocí argonu.

Specifické vlastnosti hliníku

Než v praxi zvládnete svařování „těkavých“ sloučenin kovů v argonu, měli byste dobře porozumět jeho vlastnostem a určitě je vzít v úvahu. Vlastnosti jako nízká měrná hmotnost, vysoká pevnost a odolnost proti korozi umožňují vytvářet lehké a spolehlivé konstrukce. Ale navzdory skutečnosti, že hliník se snadno obrábí a tvaruje, vytváření trvalých spojení s ním má své vlastní vlastnosti:

• Hliník je vysoce aktivní látka. Při interakci s kyslíkem oxiduje. Na jeho povrchu je vytvořena „ochranná“ vrstva ve formě oxidového povlaku, pro který je zapotřebí zahřátí na teplotu přes 2 tisíce stupňů, přičemž teplota tání samotného kovu je v závislosti na jeho čistotě 640-660 ⁰C .
• Díky vysoké tepelné vodivosti tohoto neželezného kovu je z místa svařování odváděno intenzivní teplo na spojované díly a hloubka průniku se zmenšuje. Aby se tomu zabránilo, je obrobek předehřátý.
• Když se hliník taví, nemění barvu, což vytváří určité potíže. Protože je vizuálně nemožné posoudit ohřev připojených prvků. To způsobuje popáleniny a netěsnosti.
• Při provádění svářečských prací je nutné vzít v úvahu významný koeficient lineární roztažnosti hliníku. V důsledku smrštění odlitku může dojít k deformacím a prasklinám uvnitř spoje. V tomto případě se upraví nebo se zvýší spotřeba drátu.

Dalším důležitým bodem je určení průtoku plynu. Čím je materiál tlustší, tím je vyšší.

Aby kov při interakci s kyslíkem neoxidoval, je pracovní plocha chráněna argonovou kupolí. Pokud je použito poloautomatické svařování, pak jsou současně řešeny dva úkoly: kontinuální podávání drátu a ochrana tavné zóny před vnějšími vlivy.

svařování hliníku. Základní způsoby

Kovoobrábění hliníku se ve většině případů provádí poloautomatickým zařízením, argonem, invertorem.

Při svařování poloautomatickým zařízením (MIG / MAG) se místo elektrody používá svařovací drát. Je dvojího typu: poměděný a tavidlo. Protože je drát přiváděn automaticky, není třeba sledovat vzdálenost mezi hořákem a kovem. Je konstantní.

Šev se ukazuje jako kvalitní, i když rychlost provádění je nižší než u druhého způsobu.

Tig svařování (TIG) používá wolframové elektrody. Díly jsou zahřívány elektrickým obloukem, který hoří mezi elektrodou a přechodem. Do oblasti tavení kovu se přivádí hliníkový drát, díky kterému se vytvoří svar.

Není vždy vhodné vařit materiál, jako je hliník, pomocí inventárních zařízení, protože je obtížné kontrolovat kvalitu. Při použití obalených tavných elektrod se svařování provádí stejnosměrným proudem, kdy držák s elektrodou je připojen ke kladnému vývodu inventáře. V případě wolframu se používá střídavý proud.

Technologie svařování argonem

Tato technologie se používá tam, kde je důležitý typ a kvalita svarového spoje. K jeho provedení budete potřebovat zdroj energie, argonový válec, podavač, který tlačí plnicí drát do pracovní oblasti, a přístroj. Pokud se jedná o duální režim, musíte vybrat režim střídavého proudu (AC). Zpočátku pracují s vysokým proudem, aby se kov rychleji zahřál. Poté se redukuje, aby nedošlo k popálení.

Pro snížení spotřeby argonu je nutné vybavit hořák plynovou čočkou se speciální mřížkou.

Nastavení zařízení

Hliník a jeho slitiny jsou svařovány v přímé polaritě, mínus na elektrodě. Svařování se provádí střídavým proudem.

Zařízení je nakonfigurováno následovně:

• Bezprostředně před prací nastavte tlak plynu (6-12 l). Záleží na podmínkách (vnitřní nebo venkovní) a průměru trysky. Je třeba vzít v úvahu takový koncept jako turbulence. Když z trysky vychází velký tlak plynu, mísí se se vzduchem a ochrana zóny se snižuje.
• Dále určete režim provozu.
• Nastavte čištění švu (s) a spouštěcí proud (A).
• Zvýšení proudu (2 sec).
• Poté se nastaví hlavní proud, který závisí na druhu a tloušťce materiálu.

Poté přejděte k nastavení AC. Zpravidla se jedná o frekvenci 200 Hz a AC vyvážení 40 % s malou šířkou švu.

Nastaví se režim „vyplnění kráteru“ (smršťovací dutina způsobená ostrým přerušením oblouku), doba doznívání, ukončovací proud a foukání švu. Podle definice by tam neměl být žádný kráter. Je tam zámek a ten by se neměl lišit od hlavního švu, ale záleží na zručnosti svářeče.

Svítilny a spotřební materiál

Součástí stroje je obvykle argonový TIG hořák. Pro většinu typů práce to bude stačit. Pokud však plánujete pracovat s hliníkem po dlouhou dobu, je lepší si zakoupit nebo vyrobit vlastní kapalinovou chladicí jednotku. Tím se prodlouží životnost hořáku. Dodávají se ve dvou typech: americké s kulatou rukojetí a evropské, poměrně složité z hlediska ergonomie. Existuje i ruská verze, ale zbytečně těžká a objemná.

Spotřební materiál pro hořáky:

Pro většinu aplikací se používá průměr 2,4 mm. Pro proudy nad 150 A lze dokoupit elektrodu 3,2 mm. Tyto průměry budou celkem dost.
• Sada je dodávána s běžnými tryskami bez plynových čoček. Ale pokud chcete ušetřit na plynu a zvýšit ochranu plynu, pak je lepší jej nainstalovat.
• Nejoblíbenější tryska číslo 7, pro hliník se nedoporučuje brát více.
• Pro ty, kteří se chystají provádět opravy svařování, musíte mít čepice různých velikostí.

Sadu se spotřebním materiálem si můžete zakoupit okamžitě. Není to levné, ale uzavře to problém se spotřebním materiálem na dlouhou dobu.

Příprava spojovaných dílů pro práci

Díly, které budou svařeny dohromady, jsou vyrobeny co nejrovnější a ploché. Pokud existuje pásová bruska (stroj na dokončování materiálu), můžete ji nebo brusku použít k odstranění mezer. Hrany jsou zpracovány pilníkem nebo kovovým kartáčem s jemným vlasem.

Díly musí být čisté. Případné nečistoty (špína, prach, mastnota) jsou z jejich povrchu odstraněny pomocí detergentů. Oxidový film se odstraní kartáčem s tuhými štětinami. Poté se díly umyjí čistou vodou a odmastí acetonem nebo jiným rozpouštědlem, které by mělo samo zaschnout.

Pokud je velikost polotovarů malá, umístí se do alkalického roztoku zahřátého na 60 °C a ponechá se v něm několik minut. Poté se povrch vyleští kovovým kartáčem.

Přípravné práce se provádějí bezprostředně před zahájením provozu, dokud nezačnou oxidační procesy.

Proč používat střídavý proud

Svařování argonem se provádí na střídavý proud. A jeho prvním cílem při práci s hliníkem je zničení oxidového filmu. V každém zařízení se toto nastavení nazývá svým vlastním způsobem: vyvážení střídavého proudu, čištění, obrácená polarita. Ale ve skutečnosti se jedná o vyvážení střídavého proudu, tedy úpravu doby zapnutí obrácené polarity.

Procento je obvykle 50/50. Horní číslo je přímá polarita, spodní číslo je obrácené. Je třeba si uvědomit, že není regulována síla proudu, ale doba strávená v obrácené polaritě. Při jeho zmenšení se zlepšuje hloubka průniku, oblouk se zužuje, zvyšuje se jeho stabilita, ale klesá kvalita destrukce oxidového filmu.

Když se doba strávená v obrácené polaritě prodlouží, oblouk se rozšíří, stejně jako zóna stripování, oxidový film se rychleji rozruší, ale hloubka průniku a stabilita oblouku se sníží. Začne řvát.

Opačná polarita ovlivňuje fyzický stav wolframové elektrody. S prodlužováním času se zatížení zvyšuje, což vede ke zničení (tavení).

Pokud snížíte rovnováhu obrácené polarity, překročení ampérového zatížení povede k tomu, že částice vypadnou z wolframu a vletí do součásti. V tomto případě elektroda exfoliuje a zkolabuje. Proto je důležité chytit AC rovnováhu.

Některé vlastnosti kovoobrábění v prostředí argonu

Svařování prvků začíná tyčí, na jedné a druhé straně. Poté se obrobek otočí a vytvoří se dva další cvočky a v případě velké délky – 3-4.

Pokud existuje pedál, je pro ni pohodlnější regulovat přívod proudu. Dokud se kov nezahřeje a není tam roztavený hliník, přísada se nepodává. Přísada se volí podle tloušťky materiálu. Vzdálenost mezi elektrodou a obrobkem by neměla být větší než 3 mm, čím menší, tím lepší, ale to je pro pokročilé.

Hořák je držen mírně šikmo. Nejlepší úhel je správný, protože vám umožňuje získat symetrickou lázeň a má zase maximální ochranu proti plynu. Ale v tomto případě není samotný proces svařování viditelný. Proto je hořák mírně nakloněn, asi o 15 stupňů. To se provádí v případě tupého svaru. Při svařování T-spoje, pokud mají části stejnou tloušťku, je úhel sklonu elektrody 45 stupňů a je umístěn přesně mezi dvě části, aby se rovnoměrně roztavily. Pokud je jedna část tlustší (nejčastěji základna), pak se elektroda nakloní na tlustý kov.

Pro získání vysoce kvalitního a krásného švu se přísada podává postupně. Zahřáto, přesunuto, naservírováno. Svařování nemá rádo spěch. Je potřeba zachytit moment pohybu hořáku a přívod aditiva. Podávejte v dobré svařovací lázni. Při nedostatečném proudu je slyšet charakteristické praskání jako při smažení sádla. Nemělo by být. To znamená, že hliník je stále studený, je nutné zvýšit proud. A pokud není treska, ale lázeň se začne šířit a nelze ji ovládat, je třeba snížit aktuální hodnotu. Jen tak se vytvoří krásná šupina.

Ohledně ochrany svarové lázně. Argon musí být vysoce kvalitní, takže je lepší nepoužívat GOST. V ideálním případě vezměte argon o vysoké čistotě – 99,998 %. Aby laminární proudění plynu bylo správné (nepromíchávalo se a nepulzovalo) a plnilo co nejvíce svou funkci, je na hořák instalována plynová čočka, na kterou je umístěna keramická tryska.

Pojďme si to tedy shrnout. Na začátku procesu je přiváděn plyn a teprve poté začnou svařovat a na konci operace se akce provádějí naopak se zpožděním až 5 s.

Výhody a nevýhody argonového svařování

Vytváření trvalých spojů dílů z neželezných kovů a jejich slitin pomocí argonu má své klady i zápory.

• Na rozdíl od jiných technologií vám tato metoda umožňuje získat spolehlivé a vizuálně krásné švy malé tloušťky s malým ohřevem svařovaných prvků. Vzhledem k tomu, že deformace je minimální, používá se tato metoda pro svařování obrobků se složitou konfigurací a těch kovů, které nelze svařovat žádným jiným způsobem.
• Argon jako inertní plyn je těžší než vzduch, proto při dodržení technologického postupu atmosférické plyny nevstupují do zóny roztaveného kovu.
• Elektrický oblouk je krátký a má vysoký tepelný výkon, takže s dostatečnou úrovní přípravy je práce prováděna efektivně a nevyžaduje mnoho času.
• S náležitou péčí, s ohledem na základní požadavky a nuance, není obtížné tento proces zvládnout.

• Pokud se práce provádí pod širým nebem, pak s poryvy větru může plyn uniknout, což nepříznivě ovlivní kvalitu spojovacího švu. Poté musíte použít uzavřenou místnost, kde je instalována nucená ventilace.
• Vysoká cena a složitost zařízení, jehož provoz vyžaduje speciální znalosti a určité dovednosti.
• Při použití vysokoampérového svařování je třeba předem zajistit dodatečné chlazení.

Jak vidíte, nevýhody jsou drobné a lze je v případě potřeby odstranit.

Hlavní chyba začátečníků při svařování hliníku

Elektrony se pohybují z mínusu do plusu nebo naopak. A když se přísada dostane do vzduchu, je roztavena teplotou ze svarové lázně. Oxiduje a kapka spadne do lázně. Výsledkem je, že se na švech objevuje černá barva a začátečníci nemohou pochopit důvod. To je chyba 80% začínajících svářečů.

Aditivum, když je ve vzduchu, nemá žádný náboj. Když se dotkne součásti, obdrží stejný náboj jako obrobek. Elektrony, které přelétají z wolframové elektrody do součásti, překážku (aditivum) neobcházejí, ale prorážejí ji. Teplo oblouku a pohyb elektronů tedy odřízne kus drátu, vezme ho do lázně a zahřeje.

Druhým bodem je, když se plnivo dotkne svarové lázně, ta uvolňuje teplo, což usnadňuje a urychluje odebírání tavného drátu.

Takové malé nuance je třeba vzít v úvahu v procesu učení.

Doporučení pro začátečníky

Neprovádějte prudké pohyby s držákem a odneste hořák z pracovního prostoru, jinak zmizí plynová ochrana a dostane se do něj vzduch. Což povede ke vzniku pórů a oxidů ve svaru. Spojení se kdykoli přeruší nebo se v něm objeví trhliny.

Pokud je šev kulatý nebo oválný, pak můžeme mluvit o nedostatečné hloubce průniku. Svarovou lázeň je proto nutné vždy sledovat. Ideálně má podlouhlý tvar, s malým válečkem.

Elektroda se dívá pouze dopředu a přísada je přiváděna směrem k ní a vždy rovnoměrně. Pokud přichází přerušovaně, oblouk se stane nestabilním, což znamená, že se zvýší spotřeba plynu a elektřiny.

Existuje několik metod svařování, které závisí nejen na použité technice, ale také na režimech, které si uživatel nastaví. Pokud vezmeme v úvahu použití elektrického svařování, pak může existovat několik možností, které závisí na typu proudu. Stejnosměrné svařování hliníku je jen jednou z těchto odrůd. Nepoužívá se tak často jako střídavý proud, ale stále má řadu funkcí, které jsou určeny polaritou. Mistři preferují střídavou elektřinu, protože kombinuje výhody obou polarit.

Svařování hliníku DC obrácená polarita

Při svařování hliníku stejnosměrným proudem si musíte vybrat, co je pro proces svařování důležitější. Koneckonců svařovací vlastnosti hliníku nejsou zdaleka nejlepší, proto by měly být zvoleny vhodné podmínky, které by byly schopny splnit technologické požadavky a zajistit rovnoměrný a těsný svar hliníku. Hlavním problémem této tvorby je oxidový film, se kterým si vysoká svařovací teplota neporadí, protože se taví při 2200 stupních Celsia, a hliník při 680. Obrácená polarita stejnosměrného proudu jej pomáhá zničit díky katodovému rozprašování, které funguje skvěle v kombinaci s tavidly a předzpracováním.

Svařování hliníku argonovým stejnosměrným proudem

Výhody

• Při použití stejnosměrného proudu přímé polarity se získá stabilní oblouk, který pomáhá vytvářet vysoce kvalitní a rovnoměrný šev;
• Je-li ke svařování hliníku s obrácenou polaritou použit stejnosměrný proud, je zajištěno katodové rozprašování, které ničí oxidový film.

Omezení

• Musíte si vybrat mezi stabilním obloukem nebo zničením oxidů;
• Bez zničení oxidového filmu není možné dosáhnout vysoké kvality svařování, protože obaluje roztavený kov a brání mu v normálním připojení;
• V tomto režimu provozu je obtížné zvolit parametry zařízení pro svařování konkrétní tloušťky kovu.

Nuance při svařování stejnosměrným proudem

Před svařováním hliníku elektrickým svařováním musíte nejprve pochopit parametry zařízení. Odborníci nedoporučují používat stejnosměrný proud s přímou polaritou, protože jeho nevýhody převažují nad výhodami a svařování hliníku elektrodou s ním se ukazuje jako velmi problematické. Obrácená polarita překonává jeden z hlavních problémů svařitelnosti hliníku, ale není to jediný problém, kterému je třeba čelit.

Proud pro svařování hliníku

Mezi další nuance tohoto procesu patří vysoká tekutost kovu v roztaveném stavu, kterou nezvládne žádný druh proudu, ale pouze dovednost svářeče. Za zvážení stojí i zvýšená predispozice k napětí, která obnáší zahřátí kovu a důkladné vysušení elektrod před použitím. Zde je třeba vzít v úvahu nízkou hloubku průniku kovu, takže při práci s tlustými obrobky může být vyžadováno dodatečné zpracování hran. Z hlediska předúpravy je zde také několik nuancí, které se týkají čištění povrchu rozpouštědly a jednoduchých mechanických metod, které by měly zvýšit kvalitu spoje.

Svařování hliníku argonem

Materiály a nástroje

• Svařovací stroj, bez kterého by elektrické svařování hliníku elektrodou nebylo možné. Volí se v závislosti na metodě, protože je také možné použití plynu;
• Přídavný materiál, kterým mohou být hliníkové elektrody nebo svařovací drát;
• Láhev s inertním plynem, pokud se používá stejnosměrné svařování argonem a hliníkem.
• Spolehlivé hadice pro připojení válce k hořáku;
• Hořák, který je navržen speciálně pro argonové obloukové svařování;
• Reduktor pro změnu tlaku plynu dodávaného z láhve;
• Manometr pro sledování úrovně tlaku, se kterým se pracuje.

Výběr materiálů a vybavení

Elektrické svařování hliníku stejnosměrným proudem s obrácenou polaritou lze provádět standardním způsobem, za použití konvenčního elektrického svařování a elektrod, jakož i argonového oblouku. První možnost je jednodušší a levnější, zatímco druhá se ukazuje jako jedna z nejspolehlivějších, ale náklady na proces a jeho složitost jsou vyšší. Proto se pro běžné spojení používá elektrické svařování, zatímco při práci s kritickými konstrukcemi a díly by se měla používat pouze možnost TIG. V každém případě je třeba při výběru zařízení dbát na šíři jeho záběru a také plynulost nastavování parametrů.

S výběrem přídavných materiálů je vše snazší, protože elektrické svařování vyžaduje speciální elektrody, které jsou určeny pro čistý kov nebo jeho specifickou slitinu, a pro metodu argonového oblouku je nutný svařovací drát, jehož složení by co nejvíce odpovídalo složení svařovaného kovu nebo jeho slitiny.

Krok za krokem

Svařování hliníku stejnosměrným proudem v prostředí argonu zahrnuje následující sérii akcí:

1. Příprava kovu, která zahrnuje opracování hran, mechanické čištění a úpravu rozpouštědlem, což může být aceton nebo jiná podobná kapalina;
2. Dále byste měli na svařovací povrch umístit tavidlo, které zlepší spojení;
3. Poté můžete začít nastavovat zařízení v souladu se zadaným režimem;
4. Dále přichází na řadu samotné svařování, během kterého by měl být vytvořen šev po celé ploše okrajů;
5. Nechte šev vychladnout a zkontrolujte jeho kvalitu některou z dostupných metod.

“Důležité!

Proces probíhá hlavně ve spodní poloze, protože kov se silně šíří v horizontále nebo ve stropě.