Сварка алюминия

Оксидная пленка на алюминии плавится при 2050 градусах, тогда как сам металл течет уже при 660. Если не разрушить пленку, присадка не сплавится с основой, и шов расслоится под нагрузкой. По этой причине сварка алюминия требует другого оборудования и другой подготовки, чем работа с черной сталью. Участок «Энтвик» варит сплавы серий 5xxx и 6xxx и технически чистый алюминий: от ремонта корпусных деталей до сборки каркасов и емкостей.

Особенности сварки алюминия

Кроме тугоплавкого оксида, технологию определяют еще несколько свойств металла. Теплопроводность в четыре раза выше, чем у стали, поэтому толстые детали приходится подогревать до 150–200 градусов. Растворимость водорода в расплаве падает при кристаллизации, и газ остается в шве в виде пор.

Усадка при затвердевании достигает шести процентов по объему, из-за чего длинные швы трескаются, если деталь зажата жестко. Решаем это последовательностью прихваток, обратноступенчатой сваркой и подбором присадки: для серии 6xxx берем проволоку 4043 или 5356 в зависимости от требований к прочности.

Алюминий не меняет цвет при нагреве, поэтому сварщик не видит момента перегрева и ведет контроль по форме ванны и звуку дуги.

Перед началом работ кромки обезжириваем и зачищаем щеткой из нержавеющей проволоки не ранее чем за час до сварки: оксид нарастает быстро, и подготовленная накануне деталь варится хуже.

Аргоновая сварка алюминия: технология TIG

Аргоновая сварка алюминия ведется на переменном токе. Положительная полуволна разрушает оксидную пленку за счет катодного распыления, отрицательная прогревает металл и формирует ванну. Баланс полуволн регулируется на источнике под состояние кромок и толщину.

Технология сварка алюминия TIG предполагает вольфрамовый электрод со скругленным концом, чистый газ класса не ниже 4.8 и присадку в виде прутка. Расход аргона выше, чем при сварке стали, так как защита должна перекрыть активный металл по периметру ванны.

Что мы контролируем во время процесса:

• Чистота газа. Примесь кислорода в десятых долях процента вызывает пористость.
• Форма электрода. Скругленный конец распределяет ток и не разрушается на переменной полярности.
• Подача присадки. Пруток вводится в переднюю часть ванны, не касаясь электрода.
• Межпроходная температура. При многослойной сварке даем шву остыть.

Аргоновый метод остается основным способом получить плотный шов на тонком листе и на деталях с требованиями к внешнему виду. Для протяженных швов на толстом металле применяем полуавтомат с импульсным режимом.

Сварка тонкого и толстого алюминия

Сварка тонкого алюминия толщиной 1–2 мм выполняется на импульсном токе: пиковое значение проплавляет металл, базовое удерживает ванну от провала. Лист прижимаем к медной подкладке, которая отводит тепло и формирует обратную сторону шва.

Для толщин от 6 мм последовательность работ выглядит так:

1. Разделка кромок под углом 60–70 градусов с притуплением 2 мм.
2. Подогрев до 150 градусов для серии 5xxx и до 200 для серии 6xxx.
3. Корневой проход на повышенном токе с контролем провара.
4. Заполняющие слои с зачисткой межпроходного окисла.
5. Облицовочный проход и медленное остывание.

Сварка алюминиевых деталей разной толщины в одном узле требует смещения дуги в сторону массивной части, иначе тонкий элемент прогорит раньше, чем толстый прогреется.

Сварка алюминиевых конструкций и труб

Сварка алюминиевых конструкций включает рамы, площадки, лестницы и корпуса. Последовательность сборки разрабатываем заранее, чтобы усадка швов не увела геометрию, крупные рамы варим на кондукторах симметрично от центра к краям.

Алюминиевый профиль серии 6063 варится хорошо, но зона у шва теряет до 40 процентов прочности. Поэтому в расчетных узлах закладываем накладки или увеличиваем сечение.

Сварка алюминиевых труб выполняется с подкладным кольцом или с обратной продувкой, а вращатель держит дугу в одном положении. Трубы диаметром до 100 мм варим за один проход, крупные – в несколько слоев.

Требования к прочности и герметичности шва

Прочность сварного шва на алюминии проверяем по нормам ГОСТ 14806 и по техническим условиям заказчика. Для несущих конструкций шов должен держать не менее 70 процентов прочности основного металла.

Герметичный шов для баков, радиаторов и трубопроводов подтверждаем испытаниями:

• гидравлическое давление с выдержкой не менее 10 минут;
• пневматическое давление с мыльной эмульсией;
• керосиновая проба для емкостей без давления;
• цветная дефектоскопия для ответственных стыков.

Качество сварного соединения фиксируем в акте с указанием режимов, присадки и результатов контроля. Для изделий с паспортом эти сведения входят в комплект документации.