Алюминий и его сплавы, благодаря высокой тепло- и электропроводности в сочетании с малым весом и замечательными механическими характеристиками, стали незаменимыми в хозяйственной деятельности человечества.
Однако этот уникальный материал имеет особенности. Как выплавка этого редкоземельного металла, так и его сварка - очень энергоемкие процессы.
«Неудобные» свойства алюминия
- Пленка из оксида алюминия (Al2O3), неизменно присутствующая на поверхности алюминиевых изделий, плавится при 2044°C. При этом для самого металла - это 660°C. Тугоплавкая пленка на каплях расплавленного металла препятствует образованию монолитного шва. Во избежание образования оксидной пленки, необходимо исключить контакт рабочей зоны с воздухом.
- Текучесть плавящегося металла усложняет сварку и требует применения подкладок, отводящих тепло.
- Из-за присутствия в металле и его сплавах водорода и кремния, в остывающем шве образуются микротрещины, ослабляющие его.
- Большая усадка алюминия при остывании приводит к тому, что сварной шов, остывая, существенно деформируется.
- Высокая теплопроводность металла требует применения более сильного тока, чем ток, применяемый при других видах сварки (в 1,2-1,5 раза).
- Для уничтожения поверхностной пленки используют переменный (постоянный) ток с обратной полярностью.
Ситуация осложняется многообразием существующих сплавов – вот почему сварка алюминия требует большого мастерства, специфических приемов.
Наиболее популярные методы
- Использование присадок из вольфрама в защитной среде инертного газа (режим AC TIG) - наиболее часто применяемый метод. Целесообразно его применять в изготовлении несущих алюминиевых конструкций, которые должны быть надежными и эстетичными.
- Полуавтоматическая сварка в среде инертного газа с автоматизированной подачей проволоки (режим DC MIG). Поверхностная пленка разбивается импульсом высокого напряжения, мгновенно падающим до исходной величины. Качественный шов обеспечивается «вбиванием» расплавленного присадочного материала по капле в место соединения.
- Применение покрытых плавящихся электродов без защитной газовой среды (режим MMA). Метод применяют при создании неосновных конструкций с толщиной деталей не менее 4 мм. Недостаток этого метода: полученный шов в силу своей пористости имеет невысокое качество, к тому же алюминий сильно разбрызгивается при работе.
- Точечная сварка. При этом методе детали с усилием сдавливаются между собой. При минимальном зазоре (не больше0,2 мм), происходит минимальный нагрев участка сварки. Локальное воздействие большого тока(1 кА/мм²), образует сварочную точку, которая соединяет заготовки.
В любом случае, используемые материалы необходимо подготовить:
- очищение соединяемых частей и присадок;
- разделка кромок (для деталей с толщиной свыше 4мм);
- снятие оксидной пленки.
Поскольку сварка алюминия – энергоемкий процесс, требования к технике безопасности при этом виде работ очень жесткие. Соединительные провода должны быть хорошо заизолированы. В помещении не должно быть взрывоопасных и горючих материалов. Обязательна принудительная вентиляция во избежание накопления вредных газов.
