Алюминий — это относительно дешевый и легкий металл, поэтому он активно используется в машиностроении, пищевой промышленности, авиастроении и в быту. Он отлично принимает форму матрицы при отливе, легко обрабатывается, а вот сваривается плохо. Рассмотрим технологию сварки алюминия при помощи метода MIG с рекомендацией по выбору полуавтомата, настроек, расходных материалов.

Сложность сварки алюминия

Не каждый полуавтомат подойдет для сварки алюминия. Этот металл довольно капризный в плане сварки, поскольку имеет оксидную пленку. Температура плавления оксида составляет 2044 градуса. Поэтому, чтобы его пробить электрической дугой, необходима высокая сила тока. Но сам алюминий под оксидом плавится уже после 600 градусов.

Получается, при высоком сварочном токе: жидкая ванна разбрасывается по сторонам; сложно контролировать дугу; увеличивается количество подрезов, прожогов.

Если ток снизить, то не получится прожечь оксидную пленку — весь присадочный металл будет оставаться на поверхности, а не сплавляться с основным. Это сделает стык слабым, не герметичным. Поэтому нужны MIG аппараты, способные автоматически менять величину ампер в процессе сварки. На высоком токе прожигать оксид, а на низком сваривать основной металл. Такой режим называется импульсный или Pulse.

Суть полуавтоматической сварки алюминия

Для сварки алюминия полуавтоматом необходима алюминиевая проволока и инертный газ аргон. Процесс ведется горелкой, управляемой сварщиком вручную. Присадочная проволока подается автоматически. Поскольку алюминий жидкотекучий металл в расплавленном виде, соединение лучше выполнять в нижнем положении, угловые стыки — в лодочку.

Алюминиевая проволока необходима для равномерного перемешивания основного и присадочного металла, чтобы шов получился одинаковым по составу. Допускается использование порошковой алюминиевой проволоки для полуавтоматической сварки без газа. Тогда защитные функции сварочной ванны на себя берет порошок (флюс), расположенный в трубчатом канале проволоки. Он плавится, и его газы изолируют расплавленный металл от воздействия внешней среды. После сварки поверх шва образуется шлаковая корочка.

Сварка порошковой проволокой алюминия без газа обходится дешевле по себестоимости, но проигрывает по качеству. Швы могут быть сильно пористыми, а часть присадочного металла разбрызгивается. Такой метод сварки алюминия допустим только в полевых условиях для стыковки мест, не требующих высокой прочности и герметичности.

Отличия сварки алюминия полуавтоматом от аргонодугового метода

Сварка алюминия аргоном доступна с аппаратами Pulse при помощи электрической дуги между электродом и изделием, но отличие заключается в исполнении процесса. В TIG сварке используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Он плавит кромки металла, а для заполнения стыка применяется дополнительная присадочная проволока, подающаяся свободной рукой сварщика. В MIG сварке движущаяся проволока из катушки в горелку выполняет сразу обе роли — поддерживает горение электрической дуги и плавясь, заполняет собой стык.

Полуавтоматическая сварка алюминия более производительна, по сравнению с аргоновой, и дешевле по себестоимости. Но по качеству соединения проигрывает методу ТИГ, поэтому для особо ответственных стыков используется аргонодуговой метод (сварка блоков ДВС, наплавка ГБЦ под проточку). МИГ сварка подойдет для: ремонта легкосплавных дисков; сборки конструкций; кузовного ремонта (некоторые элементы кузова иномарок выполнены из алюминия для облегчения веса и противостояния коррозии).

Кроме производительности, МИГ метод выигрывает по простоте. Все действия выполняются одной рукой. Подача проволоки осуществляется автоматически по выставленным настройкам. Если они верные, шов получится качественным (при правильных движениях горелкой), что облегчает задачу для новичка.

Подготовка свариваемого материала

Если полуавтомат не обладает импульсным режимом, потребуется механическое удаление оксидной пленки по всей зоне стыковки. Для это применяют щетку по металлу или шабер, можно воспользоваться шлифовальной машинкой, болгаркой. При толщине сторон более 5 мм нужна V разделка кромок под углом 45 градусов. Это обеспечит достаточное проплавление и крепость будущего стыка.

Новая оксидная пленка образуется на поверхности спустя 1-2 часа, поэтому зачищать свариваемые стороны нужно непосредственно перед сваркой. Если в аппарате есть импульсный режим, достаточно только разделки кромок — удаление оксида произойдет катодным методом под действием высокого тока электрической дуги.

Если сечение свариваемых деталей менее 3 мм, необходима подложка. Это может быть медная пластина, которая впоследствии легко отделится от алюминия (даже если соединение проплавится полностью и жидкий металл вытечет с обратной стороны). Без подложки увеличивается вероятность прожогов, прилипания деталей к сварочному столу.

Алюминий обладает высокой теплопроводностью. При длинных сварочных швах на большой площади возможны серьезные коробления конструкции. Чтобы этого избежать, заготовки предварительно нагревают. В промышленных условиях это делают индукционными токами, в домашних — горелкой бензореза, паяльной лампой, на угольной печи и т. д.

Требования к оборудованию

Учитывая особые свойства алюминия (тугоплавкий оксид, повышенную текучесть металла, плавление основной структуры при температуре 600 градусов), необходимо правильно выбирать полуавтомат. Купите MIG аппарат с импульсным режимом или двойным импульсом.

У них должна быть возможность смены полярности на постоянном токе. Сварка алюминия полуавтоматом ведется на обратной полярности. Это означает, что к горелке подается плюс, а к изделию минус. При таком подключении тепло сварочной дуги концентрируется на конце сварочной проволоки. Она плавится быстрее, легче переходит в зону шва, а сам алюминий при этом нагревается меньше. Уменьшенное тепловложение позволяет формировать аккуратные швы, не перегревать изделие.

Альтернатива импульсному оборудованию — использовать полуавтоматы AC/DC. Например, cварочный полуавтомат EWM PICOMIG 185 D3 Synergic TKG - это модель, способная работать на переменном токе. Тогда полярность будет меняться автоматически, с частотой колебания переменного тока (50 Гц). Это содействует разрушению оксида (когда тепло концентрируется на изделии) и быстрому переносу капли (когда тепло концентрируется на электроде).

Для подачи алюминиевой проволоки нужны 4-х роликовые подающие устройства. Это обеспечит равномерную скорость без пробуксовки, проволока не будет "гулять", дергаться. Ролики должны быть с U-образной канавкой без насечек. Насечки, призванные лучше цеплять проволоку, будут сминать мягкий алюминий.

Рекомендуем использовать горелку с длиной не более 3-х метров. Подойдет горелка БАРСВЕЛД MIG-15 или Mig ERGOPLUS 25. Алюминий не такой упругий, как нержавейка или стальная проволока, поэтому при длинном рукаве и загибах движение будет затрудняться. Обычный канал из спирали меняют в горелке на тефлоновый — он обеспечивает лучшее скольжение присадки. Поскольку алюминий при нагреве расширяется, мундштук в горелке требуется с увеличенным отверстием, иначе проволока застрянет.

При выборе полуавтомата для сварки алюминия важно учитывать:

1. Входящее напряжение. Для гаража и периодических работ достаточно 220 V. В полупрофессиональной деятельности пригодится аппарат работающий от сети 380 V.
2. Максимальную силу тока. Если будете варить только тонкие металлы до 5 мм, достаточно полуавтомата на 200 А. В работе с толстыми стенками алюминия до 10 мм выбирайте MIG аппарат на 300 А.
3. Режим 4Т. Длинные швы удобнее прокладывать с режимом 4Т. Тогда не требуется постоянно держать кнопку на горелке нажатой.
4. Регулировка индуктивности. Позволяет управлять еще лучше процессом отделения расплавленной капли от проволоки, что обеспечивает прекрасную проплавляемость и снижает разбрызгивание.
5. Вес аппарата. Если будете часто перемещаться с аппаратом, его вес должен быть до 20-25 кг. В противном случае понадобится тележка под баллон и полуавтомат. Как альтернативу, купите MIG инвертор с раздельным исполнением источника сварочного тока и подающего механизма (двухкорпусные модели), чтобы переносить только подающий механизм вокруг крупной свариваемой конструкции.
6. Транзисторы. Чтобы лучше контролировать сварочный ток, выбирайте полуавтоматы с транзисторами IGBT (это последнее поколение). Но их цена выше.
7. ПВ. Для долгой сварки с длинными швами важна продолжительность включения аппарата под нагрузкой. Выбирайте модели с ПВ 60, 80 или 100%. ПВ 40% — это для бытовых задач.
8. Охлаждение. Длительная сварка на повышенных токах 300-400 А потребует меньше перерывов, если у инвертора будет водяное охлаждение.

Расходные материалы

В полуавтомат заряжается алюминиевая проволока, обеспечивающая сохранение однородности металла шва с основным материалом. Диаметр и вес катушки подбирается в согласии с возможностями аппарата. Покупайте проволоку для сварки алюминия с содержанием кремния, который дает: защиту шва от коррозии; плавный переход наплавленного металла; легкую связываемость материалов.

Настройки аппарата

Перейдем к правильным настройкам полуавтомата для сварки алюминия. К аппарату подключается баллон с чистым аргоном. Расход выставляется в пределах 6-11 л/мин, в зависимости от толщины металла. Сила тока, при котором происходит капельный перенос присадочного металла, выставляется так.

Если у вас полуавтомат с импульсом, задайте базовый ток на 40% ниже от импульсного. Базовый ток будет поддерживать горение дуги, а импульсный — пробивать оксид и передавать каплю. Частота импульса для сварки алюминия желательна 1-3 Гц в секунду. Это уменьшит тепловложение, обеспечит прожог оксида, качественное соединение основного металла.

Еще проще настроить полуавтомат для сварки алюминия новичку будет с синергетикой. Синергетическое управление требует указать в меню только: толщину установленной в подающий механизм проволоки; тип свариваемого материала; тип подключенного газа.

Все выбирается на дисплее. Крутилкой сварщик только задает силу тока. На основании этих вводных программа сама подберет оптимальный режим, выставит базовый ток, напряжение. Хороший выбор полуавтоматов с синергетическим управлением вы можете подобрать в разделе электросварочное оборудование.

Источник видео: Рутектор

Процесс сварки алюминия полуавтоматом

Установите алюминиевую проволоку в полуавтомат, заправьте конец между роликами, направьте его в канал. Включите протяжку и дождитесь выхода проволоки из горелки. Чтобы она не застряла, временно открутите мундштук.

Установите силу тока и импульс в согласии с толщиной металла (см таблицу выше), откройте баллон с аргоном. Присоедините кабель массы к изделию. Наденьте защитную маску, краги.

Сварка полуавтоматом алюминия ведется так:

1. Поднесите горелку к месту стыка и удерживайте на расстоянии 3-5 мм от конца проволоки. Само сопло может быть удалено от поверхности до 6-10 мм.
2. Нажмите на кнопку горелки.
3. После зажигания электрической дуги введите горелку справа налево или от себя, чтобы наложенный шов оставался позади.
4. Наклон горелки при сварке алюминия должен быть почти вертикальным — удерживайте отклонение от прямого угла на 10-15 градусов.
5. Если алюминий сечением до 3 мм и нет зазора между сторонами, просто ведите горелку ровно по линии стыковки. В случае толщины пластин 5-7 мм и щели 1-2 мм потребуется колебательные движения полумесяцем или по спирали.

Когда была предварительная подготовка с разделкой кромок, нужна сварка в несколько проходов. Корневой шов тонкий и ведется без поперечных колебаний, а последующий шов нужен для заплавления ширины стыка и образования валика. Используя правильно подобранное сварочное оборудование у Вас получится сваривать алюминий полуавтоматом даже без значительной практики.

Ответы на вопросы: как правильно производить сварку алюминия полуавтоматом

1. Алюминиевая проволока застревает в канале, что делать?

- Алюминий более мягкий, чем сталь или нержавейка, поэтому легко поддается изгибам и деформируется. Постарайтесь максимально выровнять сварочный рукав горелки, а так-же под сварку алюминиевой проволоки должны быть ролики с U образной канавкой, тефлоновый кабель канал, токосъемник под алюминиевую проволоку.

2. Сколько роликов должно быть в подающем механизме для сварки алюминия?

- Лучше использовать модели с четырьмя роликами. Они увереннее толкают присадочный материал. На двух роликах возможна пробуксовка, а если их затянуть сильнее, проволока начнет заминаться.

3. Можно ли варить алюминий с углекислотой?

- Нет. Алюминий является активным металлом и при контакте с окислителем сразу защищается, вырабатывая пленку. Углекислота состоит из углерода и кислорода, поэтому будет вступать в реакцию со сварочной ванной. Для работы нужен инертный газ, который бы "успокаивал" расплавленный металл, не вступая с ним в реакцию.

4. Можно ли полуавтоматом заварить силумин?

- Силумин — это сплав алюминия с кремнием. Присадка придает металлу прочности и улучшает его литейные свойства. Для сварки силумина полуавтоматом необходима алюминиевая проволока с кремнием, но лучше все же использовать TIG сварку.

5. Подойдет ли полуавтомат для сварки алюминиевых труб?

- Если это не герметичная конструкция (теплица, беседка, раскладушка и пр.), то полуавтомат подойдет. Для герметичных стыков лучше использовать аргонодуговую сварку.