Особенности соединения алюминия с помощью холодной сварки

Соединение деталей методом холодной сварки оказывается достаточно популярным решением в последние годы. Но чтобы получить хороший результат, требуется разобраться в том, как правильно применять этот метод. Также нужно разобраться в технических характеристиках этой продукции и в особенностях ее химического состава.

Описание

Холодная сварка известна довольно многим, и часть потребителей признает достоинства такого решения. Но при этом есть определенная категория домашних мастеров, которые сталкивались с негативными результатами от ее использования. Причина в большинстве случаев очевидна – недостаточное изучение инструкций и невнимание к деталям данной технологии. При грамотном использовании специальный клей эффективно удерживает вместе различные детали достаточно долгое время.

Холодная сварка стабильно работает как способ связать детали, не переживающие существенной нагрузки. Именно в таких случаях ее целесообразно применять припочинке сантехнического оборудования и автомобильной техники. Но независимо от степени надежности, холодная сварка нужна для временного устранения проблемы. Позднее, как только появится возможность, требуется провести капитальный ремонт. Холодная сварка – это такое средство соединения деталей, которое позволяет связать их без нагрева, практически «в полевых условиях».

Химический состав клея может включать один или два компонента (в первом случае материал нужно использовать как можно скорее, пока он не потерял своих качеств).

Преимуществами холодной сварки перед другими вариантами соединения материалов являются:

  • исключение деформаций (механических или термических);
  • создание неизменно аккуратного, внешне ровного и надежного шва;
  • возможность соединения алюминия с медью;
  • возможность закрыть щели и промежутки на емкостях и трубах, содержащих взрывоопасные вещества;
  • отсутствие отходов;
  • экономия энергии и топлива;
  • экологическая безопасность;
  • возможность выполнить всю работу без специализированных инструментов.

Следует иметь в виду, что холодная сварка годится лишь для мелкого ремонта, поскольку формируемые швы менее прочны, чем при использовании «горячих» методов.

Виды и назначение

Холодная сварка может использоваться для алюминия. Нанеся клей, детали прижимают плотно и выдерживают под гнетом примерно 40 минут. Окончательно застынет смесь через 120-150 минут. Такая методика способна как связать плоские детали, так и закрыть дыры и трещины с минимальными усилиями.

Пластиковые конструкции (в том числе на основе ПВХ) могут быть соединены холодной сваркой на промышленных объектах и в домашних условиях. В основном, такие смеси призваны соединять пластмассовые трубы отопления, водопровода, канализации. Холодная сварка для линолеума может быть использована и для связывания изделий из жесткой резины. Следует заметить, что стыки между частями линолеума, если выполнить их именно таким образом, куда лучше, чем при применении прочих клеев или двустороннего скотча.

Холодная сварка для металла, в том числе меди, позволяет закрыть течи в различных трубопроводах и резервуарах.

Причем емкости могут быть:

  • заполненными на 100%;
  • полностью пустыми;
  • находящимися под ограниченным давлением.

А это значит, что починка прохудившихся батарей, радиаторов, канистр и бочек, других емкостей может проводиться и без слива жидкости. Для ремонта трубопроводов с горячей водой могут использоваться даже недорогие варианты клея, они легко переносят нагрев до 260 градусов. Но необходимо обязательно выяснить, действительно ли соблюдается это условие или температура будет более высокой. Высокотемпературная разновидность холодной сварки сохраняет свои рабочие качества при нагреве до 1316 градусов. Она позволяет соединить между собой подвергающиеся нагреву поверхности, которые сложно или невозможно сваривать традиционным способом.

Две самых массовых разновидности клея, – это, конечно, для чугуна и для «нержавейки». Путать их между собой не следует, потому что каждая подходит только для «своего» металла.

Универсальная модификация холодной сварки позволяет:

  • чинить металлические изделия;
  • ремонтировать автомобили;
  • соединять детали даже под водой.

Наиболее прочными и устойчивыми закономерно оказываются те клеи, которые предназначены исключительно для работы с металлом, деревом и полимерами одновременно. Преимуществом использования таких смесей при ремонте сантехники оказывается то, что выполнить работу могут даже непрофессионалы, не имеющие сложного оборудования. Универсальные составы могут быть также использованы при склеивании керамики, полипропиленовых изделий. Независимо от конкретного предназначения, жидкая сварка выпускается наравне с продуктами, имеющими консистенцию пластилина.

Состав

Двухкомпонентная холодная сварка расположена в цилиндре с «начинкой» из пары слоев: внешний пласт создан веществом-отвердителем, а внутри расположен сердечник из эпоксидной смолы с добавкой металлической пыли. Подобная присадка помогает сделать сцепление деталей прочнее и надежнее. Особые характеристики придаются несколько иными присадками, тщательно скрываемыми каждым производителем. Но точно известно, что в числе основных компонентов всегда присутствует сера.

Бензостойкая холодная сварка образована различными смолами. Стойкость ее зависит от величины нагрузки и колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Рекомендуется для закрытия щелей и отверстий в бензиновых баках брать клей с наполнителем из металла, только тогда получится доехать до ближайшего сервиса.

Технические характеристики

То, как скоро сохнет холодная сварка, определяется ее химическим составом. В большинстве случаев образующийся шов перестает быть липким через 1-8 часов, хотя есть и исключения. Не следует забывать, что застывает специальный клей обычно медленнее, потому что нужно дождаться завершения реакции во всей толще покрытия. Время застывания меняется в зависимости от температуры воздуха и чаще всего оно составляет от 12 до 24 часов. Шов, формируемый при холодной сварке, проводит ток равномерно по всей длине и толщине.

По совокупности свойств можно заключить, что качественный состав для холодной сварки можно применять практически во всех случаях, когда традиционный электрический сварочный аппарат нельзя использовать. Но чтобы результат оправдал ожидания, нужно сначала выбрать качественный продукт.

Обзор популярных производителей

Руководствоваться отзывами при покупке холодной сварки бывает полезно, но не менее важно знать, продукция каких производителей пользуется неизменным спросом. Российские товары такого рода относительно доступны по цене, но качество их часто не оправдывает ожидания покупателей. Судя по оценкам, которые разделяются даже профессиональными экспертами, среди зарубежных марок лучше всего Abro и Hi-Gear.

Если же всё-таки искать смеси отечественного производства, то на первых строчках любого рейтинга неизменно оказываются «Алмаз» и «Полимет». Продукция под маркой «Алмаз» твердеет за 1 час, а полную прочность соединение приобретает через 24 часа. Только тогда его и можно будет подвергать всем нагрузкам. Клей допускает повторное применение, если он загерметизирован полиэтиленовой пленкой и упакован в тубу.

Инструкция от производителя утверждает, что «Алмаз» можно наносить даже на влажные поверхности. Требуется только гладить его до тех пор, пока прилипание не станет явным. Чтобы клей отвердел, его удерживают жгутом 1/3 часа, ускорить этот процесс можно, обдувая проклеенный участок домашним феном. Как сообщает изготовитель, он не несет ответственности за последствия применения холодной сварки в плохо проветриваемых помещениях и/или без защитных перчаток.

Ее химический состав, кроме эпоксидных смол, включает наполнители минерального происхождения, отвердители и наполнители на основе железа. Критическая температура – 150 градусов, время для нанесения смеси после приготовления – 10 минут. Минимальная рабочая температура составляет +5 градусов, но надо учесть, что при ней жизненный цикл материала измеряется минутами.

Холодная сварка для линолеума поставляется на российский рынок под марками А, С и Т (последняя используется реже всего). Модификация А – жидкая, содержит большую концентрацию растворителя. Края подложки склеиваются столь же эффективно, как и ее середина. Использовать такое вещество для заделки крупных щелей невозможно вследствие его консистенции. Зато она позволяет создавать изящный, трудно обнаруживаемый даже при внимательном осмотре шов.

При всех достоинствах холодной сварки типа А она годится лишь для нового линолеума, притом раскроенного по всем правилам. Если же материал уже хранится длительное время или его кроили неумело, правильнее будет использовать клей типа С. В его составе содержится больше поливинилхлорида, а концентрация растворителя, соответственно, уменьшается. Такой материал густ, может замазать даже довольно крупные щели. Отпадает необходимость в точной скрупулезной подгонке краев, между ними допускаются зазоры до 0,4 см, и это ничуть не мешает соблюдению технологических требований.

Холодная сварка группы Т предназначена для работы с многокомпонентными линолеумами, основным составляющим веществом которых является ПВХ либо полиэстер. Получаемый шов будет одновременно надежен, аккуратен по виду и достаточно гибок. С помощью такой смеси можно соединять между собой даже листы и рулоны покрытия полукоммерческого класса.

Холодная сварка для металла под брендом «Термо» – это сочетание металлов и силикатов, отличающееся повышенной вязкостью. «Термо» отлично подходит для работы с жаростойкими сплавами, включая титановые. Если нужно отремонтировать прогоревшие части глушителя мотора, образовавшиеся в деталях двигателя трещины без демонтажа, именно такое решение будет наилучшим. Создаваемый шов не только может эксплуатироваться в диапазоне температур от -60 до +900 градусов, он очень крепок, хорошо переносит попадание воды и воздействие сильных вибраций. Но свои лучшие качества материал проявит только после основательной обработки деталей, снятия с них малейших ржавых участков и отложений.

Инструкции по использованию

Применение холодной сварки невозможно, если не подготовлена как следует поверхность. Наилучшим способом ее очистки служит обработка наждачной бумагой, причем судить о готовности поверхности можно по обнажившемуся слою металла и царапинам на нем. Чем больше таких царапин на каждом участке, чем глубже они входят в материал, тем крепче окажется соединение. Следующий шаг – сушка материала, для которой достаточно простого бытового фена.

Можно столкнуться с утверждениями, что холодная сварка успешно соединяет даже влажные детали, но как бы внушительно ни выглядело такое соединение, оно вряд ли окажется надежным и герметичным, устойчивым к действию воды и вредных факторов. Одной сушки никогда не хватает, требуется еще удалить с поверхности жировой слой. Самым надежным средством для обезжиривания был и остается ацетон, он эффективно снимает даже очень мелкие пятна.

Потом наступает очередь подготовки самого клеящего вещества. Отсоединить от цилиндра нужный по величине фрагмент можно только с помощью острого ножа. Резать им следует только поперек, в противном случае заданные производителем при составлении рецептуры доли смоли и отвердителя окажутся нарушены. Когда кусочек отрезан, его мнут до тех пор, пока он не станет мягким и совершенно однородным по окраске. Избежать прилипания смеси к рукам легко, нужно лишь регулярно окунать ладони в воду (приготовленную заранее, потому что это гораздо удобнее, чем постоянно открывать кран, даже если он совсем рядом).

Работая руками, важно ускориться при достижении клеем нужной консистенции. Достаточно оставить его без внимания на считаные минуты, чтобы обнаружить начало застывания. При этом все равно требуется работать аккуратно. Холодная сварка при заделывании отверстия должна частично попасть внутрь. Но когда зазор слишком большой, целесообразно закрывать его латкой из металла, которая уже и будет держаться на холодной сварке.

Клей полностью застынет через 24 часа (хотя иногда рецептура позволяет ускорить этот процесс).

До истечения времени, указанного производителем, нельзя отделывать отремонтированный участок:

  • зачищать его;
  • шпатлевать;
  • грунтовать;
  • окрашивать;
  • обрабатывать антисептиками;
  • шлифовать;
  • пользоваться водопроводными трубами или радиаторами отопления тоже не стоит.

То, что с помощью холодной сварки можно заварить самые разные конструкции и их детали, добиться впечатляющего эффекта, не означает, что пользоваться ею можно бездумно. Рекомендуется не только прочитать инструкцию от производителя, но и посмотреть отзывы, советы специалистов. Нельзя забывать, что и ацетон, и другие обезжиривающие агенты представляют большую опасность для здоровья людей и животных, в особо сложных случаях могут даже привести к инвалидности или смерти. Поэтому нужно надевать защитную одежду, работать на открытом воздухе или при хорошей вентиляции в помещении, желательно в присутствии кого-то, кто сможет оказать помощь.

Полезные советы от профи

Клей пластилиновой консистенции на эпоксидной основе рекомендуют применять, когда нужно отремонтировать металлы либо их сплавы. Смесь невосприимчива к воде, растворителям и даже техническим маслам. С ее помощью можно склеивать изделия, которые будут использоваться при температурах от -40 до +150 градусов. Такой состав сохраняет работоспособность не более пяти минут, а когда пройдет час, склеенный металл уже можно точить, сверлить, шлифовать и так далее.

Специалисты считают, что надежнее всего фиксация плоских поверхностей с помощью зажимов. Чтобы обнаружить в радиаторе автомашины участки, пропускающие жидкость, его в воде продувают компрессором изнутри; места, где выходят пузыри наружу, и нужно обрабатывать. Такой ремонт – краткосрочный, когда нет возможности в ближайшие часы обратиться за помощью в автосервис. Категорически недопустимо даже на короткий срок применять клей, предназначенный для другого материала или для менее сильного нагрева.

Что такое холодная сварка и для чего она нужна, смотрите в видео ниже.

К популярным металлам, использующимся в промышленных масштабах, относится алюминий (Al). Это обусловлено его отличной стойкостью к негативным внешним воздействиям, хорошей тепло- и электропроводностью. Сварка алюминия отличается целым рядом особенностей по сравнению с обычной сталью. Не каждый новичок без подготовки справиться с таким процессом. Поэтому необходимо как минимум изучить существующие технологии и пройти практику. Только в этом случае начинающий сварщик сможет стать серьезным специалистом, способным создавать качественные неразъемные соединения алюминиевых деталей.

Аббревиатурой TIG обозначается сварочный процесс в среде аргона при применении неплавящегося электрода из вольфрама диаметром от 1,6 до 5 мм и присадочной проволоки толщиной от 1,6 до 4 мм. Выполняется он с помощью оборудования, имеющего высокочастотное зажигание дуги и создающего переменный ток.

Оборудование для аргоновой сварки

Многие аппараты сварочные для сварки алюминия изготавливаются с возможностью регулирования частоты тока, непрерывно изменяющегося по направлению и величине через равные отрезки времени. С помощью настройки сварщик может точно контролировать ширину дуги. Это позволяет сваривать тонкий материал и выполнять процесс в углах с ограниченным доступом.

Аппараты оснащаются также регулировкой баланса переменного тока. Эта возможность позволяет управлять раскислением алюминия. При изменении непостоянного тока в положительную полярность происходит на поверхности «летучего» металла разрушение оксида. Поэтому становится возможным выполнить аргоновую сварку алюминия. Чистота металла и скорость процесса влияет на количество требуемого раскисления материала. Стабильность дуги снижается при высоком балансе тока. Низкое значение не позволит полностью расплавить оксидную пленку.

Стандартный набор для проведения аргонной сварки алюминия состоит из следующих приспособлений и материалов:

  • источника непостоянного тока (инвертора);
  • заземления, обеспечивающего безопасность при выполнении работы;
  • электродов из вольфрама;
  • присадочной проволоки;
  • охлаждающего блока для горелки, использующегося во время масштабных работ;
  • сопла для горелки;
  • шланга для газа;
  • баллона с аргоном;
  • редуктора, использующегося для снижения давления газа.

Работы необходимо выполнять при использовании краг, маски «Хамелеон» или сварочного щитка, оснащенного хорошим светофильтром. Профессиональные сварщики применяют педаль для управления переменным током.

Преимущества аргонной сварки

Сложность обработки алюминия заключается в образование оксидной пленки на поверхности металла, когда происходит его контакт с кислородом. Она расплавляется при температуре 2550оС в то время как сам материал плавится при 660оС.

Аргонодуговая сварка алюминия отличается следующими достоинствами:

  • универсальность способа, применяющегося для соединения деталей и конструкции из чистого алюминия и его сплавов;
  • возможность создания аккуратно шва с небольшой толщиной;
  • стабильность сварочной дуги;
  • возможность образования прочных соединений на участках, на которые действует ответственная нагрузка.

Благодаря применению аргона вытесняется кислород, и создается препятствие для процесса окисления. Дуга горелки расплавляет проволоку для сварки алюминия, что позволяет сформировать шов.

Технология аргоновой сварки

Во время выполнения TIG сварки алюминия присадка в виде прутка обязана располагаться перед вольфрамовым электродом. Ее перемещать нужно исключительно по направлению шва.

Во время проведения ТИГ сварки алюминия нужно выполнять следующие правила:

  1. Работы осуществляются дугой минимальной длины от 1,5 до 2,5 мм. Поэтому вольфрамовый электрод должен находиться максимально близко к поверхности металла.
  2. Присадочный пруток обязан подаваться плавно. При рывках металл будет разбрызгиваться.
  3. Электрод из вольфрама в течение всего процесса должен располагаться максимально вертикально, чтобы обеспечить стабильную дугу. Оптимальный угол равен 70-80о.
  4. Необходимо постараться варить на максимальной скорости. Это позволит получить более качественный шов.
  5. Угол между присадкой и электродом по возможности должен быть прямым.
  6. Для отвода тепла от сварочной ванны, исключения прожога тонкого материала и перегрева деталей используется подкладка из меди или стали.
  7. При сварке сначала подается газ, а потом осуществляется сам процесс. При завершении операции действия выполняются в обратном порядке. Задержка должна составлять примерно 5 секунд.

TIG-сварка может выполняться в разных пространственных положениях. Однако более качественный шов удается получить, если процесс проводится в горизонтальной плоскости, так как аргон тяжелее кислорода. Когда сварку нужно выполнить в вертикальном положении или на потолке, рекомендуется использовать аргон, смешанный с гелием.

Краткий видеообзор по TIG сварке алюминия

Популярное оборудование для TIG-сварки алюминия

1) Ресанта САИ-250АД AC/DC

Аргонодуговой сварочный аппарат инверторного типа. Одним из важнейших ее преимуществ является возможность работать на двух типах тока — переменном и постоянном — в зависимости от вида металла, из которого выполнена заготовка. Так, например, если необходимо работать с черными и нержавеющими сталями, изделиями из меди или титана, то используется постоянный ток. Для работы со сплавами алюминия, магниевыми заготовками, а также изделиями из медных сплавов большой толщины, когда необходимо удалять окислы со свариваемой поверхности в TIG-режиме, используется переменный ток. Кроме этого, конструкция и оснащение данного сварочного аппарата допускают сварку ММА, когда электрод имеет рутиловое и основное покрытие.

  • Наличие разных режимов сварочного процесса
  • Наличие режимов работы 2Т/4Т
  • Устройство оснащено удобным цифровым светодиодным дисплеем
  • Наличие функции горячего старта (Hot Start) для более легкого и надежного запуска дуги
  • Наличие функции бесконтактного высокочастотного поджига дуги
  • Наличие функции PreFlow, выполняющей продувку горелки перед сваркой в режиме TIG с помощью газа
  • Наличие функции Down Slope для регулирования заварки кратера
  • Наличие функции Post Gas для настройки параметров времени продувки газом после сварки
  • Настройка временных параметров спада тока

2) Aurora PRO INTER TIG 200 AC/DC PULSE

аргонодуговой сварочный инвертор с током 10-200 А. Предназначен для профессиональной импульсной сварки постоянным и переменны током TIG AC/DC и для полноценной сварки штучным плавящимся электродом MMA, также на постоянном и переменном токе. Имеются все необходимые настройки, с помощью которых можно добиваться самого высокого качества сварки алюминия, стали, нержавейки и любых цветных металлов.

  • Сварка на постоянном токе TIG DC (5-200А) и сварка алюминия переменным током TIG AС (20-200А)
  • Режим сварки плавящимся электродом MMA на постоянном токе и на переменном токе
  • Режим PULSE для работы с материалами разных толщин, для ответственных и декоративных работ
  • Интуитивно понятная панель управления для идеальной настройки параметров сварки
  • Подключение пульта дистанционного управления ДУ для проведения удаленных работ (опция)
  • Высокочастотный бесконтактный поджиг дуги HF
  • Работа при пониженном напряжении питающей сети
  • Комплект сварочных акссессуаров в стандартной поставке

3) Fubag INTIG 200 AC/DC PULSE с горелкой

Надежный сварочный инвертор для аргонодуговой сварки низкоуглеродистой и нержавеющей сталей, меди, титана. Аппарат оснащён функциями высокочастотного поджига HF TIG и TIG-LIFT, что делает возможным быстрый и качественный старт сварочных работ.

  • 2 режима сварки: TIG, MMA
  • Диапазон сварочного тока: TIG – 5-200 A, MMA – 5-200 A
  • Режим импульсной сварки
  • Режим точечной сварки (SPOT)
  • 2-х и 4-х тактный режим работы горелки
  • Цифровая индикация параметров на панели аппарата
  • Возможность сохранения настроек работы в памяти аппарата (до 9)
  • Система принудительного охлаждения
  • Сварочная горелка в комплекте

Аббревиатурой MMA обозначается ручная дуговая сварка при использовании покрытых электродов. Метод применяется для соединения конструкций и деталей из алюминия, на которые не приходится ответственная нагрузка. Это связано с недостатками MMA-сварки:

  • трудно получить ровный шов;
  • процесс плавления электрода сопровождается сильным разбрызгиванием;
  • не высокая прочность создаваемого шва, отличающегося пористой структурой;
  • затруднена очистка шва от шлаков.

MMA-сварка может применяться, если у металла толщина не меньше такой же характеристики электрода. Метод используется при невозможности применения дорогого и громоздкого оборудования.

Инверторная сварка

Сварка алюминия электродом — сложная операция. Для облегчения процесса рекомендуется применять инвертор, обладающий рядом достоинств:

  • эффективное потребление электрической энергии благодаря преобразователю, автоматически отключающемуся при прекращении работы;
  • 95-процентный КПД, достигаемый за счет наличия полупроводникового высокочастотного преобразователя импульсного типа, препятствующего появлению индуктивных потерь;
  • стабильное горение дуги, которая зажигается максимально быстро после удара электродом по металлу;
  • ручка регулятора позволяет выполнить точную установку нужного значения силы сварочного тока, зависящей от толщины применяемых электродов;
  • выдача требуемого напряжения даже при просадках в электросети благодаря автоматической подстройке преобразователя импульсного типа под входные параметры.

Инверторный аппарат для сварки алюминия — компактное оборудование небольшого веса. Это позволяет удобно переносить и перевозить устройство при выполнении работ.

Технологические особенности сварки

Вначале выбираются электроды по алюминию для инверторной сварки. Они характеризуются высокой скорости плавления. По этой причине сварочный процесс выполняется в 2-3 раза быстрее по сравнению с другими материалами. Для инвестора подходят все расходники с покрытием, применяемые при сварке алюминия. Чаще всего используют стержни марки «ОЗАНА», «УАНА», «ОЗА» и серии «ОК» от шведской компании ESAB. Чтобы сформировать надежный сварочный шов, все электроды нужно предварительно прогревать. Для этого используется специальная печка.

Перед сваркой алюминия инвертором и при применении других технологий проводится очистка металла от загрязнений и оксидной пленки при использовании щетки с жесткой щетиной и любых доступных моющих средств. После этого требуется промыть поверхностей холодной водой. Потом металл обезжиривается ацетоном, уайт-спиритом или другим органическим растворителем. При небольших размерах алюминиевых деталей элементы погружаются на несколько минут в щелочной раствор с температурой не более 60оС. Затем поверхности шлифуются щеткой с металлической щетиной. Не допускается применять абразивные средства, потому что рабочие частицы остаются на металле. В заключение поверхности промываются при использовании растворителя, который обязан высохнуть самостоятельно. Подготовка позволяет получить не кривой и прочный шов.

Выполняется ручная дуговая сварка алюминия током обратной полярности, у которого не меняется направление и величина. Он используется из-за образования оксидной пленки на поверхности металла. Она разрушается благодаря катодному распылению именно при обратной полярности. Сила тока вычисляется исходя из следующей зависимости: на каждой 1 мм толщины электрода требуется от 20 до 25 А.

Поверхности алюминиевых деталей нужно прогревать до 400оС, чтобы создать качественный шов. Нагрев позволяет исключить вероятность деформации металла и образование горячих трещин.

Во время сварки инверторной алюминия электрод должен занимать вертикальное положение. Допускается также стержень держать под небольшим углом. При работе его необходимо перемещать в направлении шва. Опытные сварщики советуют не совершать поперечных движений, а выполнять процесс на короткой дуге исключительно в один проход.

Обязательно требуется удалять корку шлака с конца электрода и кратера между соединяемыми деталями, если произошел обрыв дуги. Это позволит упростить процесс повторного розжига дуги и продолжить сварку. Рекомендуется стараться варить непрерывно при использовании одного электрода, пока расходник полностью не расплавится. После создания шва нужно участок очистить от шлака и промыть водой.

Популярные аппараты для сварки алюминия электродом

1) Aurora PRO STICKMATE 165

Сварочные инверторы серии предназначены для ручной дуговой сварки плавящимся электродом (ММА) с возможностью аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом (Lift TIG). Благодаря расширенным функциональным возможностям аппараты прекрасно подойдут для профессионального применения в различных областях производства.

  • Универсальный источник для сварки ММА и аргонодуговой сварки с контактным поджигом Lift TIG
  • Регулировка ForceArc (форсаж дуги)
  • Регулировка тока HotStart и времени HotStart
  • Выбор типа электрода
  • Функция VRD

2) Сварог REAL ARC 200 (Z238N)

Сварочный аппарат серии REAL ARC 200 (Z238N) предназначен для ручной дуговой сварки покрытым электродом (MMA) на прямой и обратной полярности. Агрегат имеет простое классическое управление и не доставляет сложностей в эксплуатации. Модель стабильно работает при просадках напряжения в сети до 160 В, поэтому подходит для использования в полевых условиях.

  • Устойчивая работа при напряжении сети от 160 В
  • Уверенная сварка электродом до 4 мм
  • Улучшенная работа Antistick
  • Удобный прорезиненный регулятор
  • Разъем ОКС 35-50 мм
  • Классическая система управления
  • Стабильность горения дуги
  • Обновленный и прочный корпус

3) Fubag IR 180

Надежный сварочный инвертор для аргонодуговой сварки низкоуглеродистой и нержавеющей сталей, меди, титана. Аппарат оснащён функциями высокочастотного поджига HF TIG и TIG-LIFT, что делает возможным быстрый и качественный старт сварочных работ.

  • Цифровой дисплей для регулировки тока
  • Диапазон сварочного тока — 10-180 А
  • Функции HOT START / ARC FORCE / ANTI STICK
  • Эффективное охлаждение аппарата и термозащита
  • Ремень для переноски
  • Кабель с электродержателем и кабель заземления в комплекте

Аббревиатурой MIG обозначается полуавтоматическая сварка, осуществляемая при использовании газов, создающих защитную среду. Процесс выполняется при использовании специальной проволоки из алюминия, которая подается в автоматическом режиме через горелку, перемещаемую ручным способом.

Оборудование для сварки представляет собой импульсные полуавтоматы. Именно импульс высокого напряжения разрушают тонкую оксидную пленку на алюминии, снижает перегрев металла и уменьшает вероятность появления прожога. Он же способствует так называемому вдавливанию расплавленного электродного материала в сварочную ванну. С помощью MIG технологии удается получить надежные и плотные соединения алюминиевых деталей и конструкций.

При сварке алюминия полуавтоматом используется постоянный ток, имеющий обратную полярность. В качестве защитного газа нужно применять чистый аргон. Для качественного процесса важно также правильно выбрать толщину и марку проволоки. Вид расходника подбирается экспериментальным путем или с учетом состава свариваемого металла. Тонкий расходник диаметром 0,8 мм затруднительно использовать, так как существует сложность его подачи через горелку из-за повышенной мягкости алюминия. Поэтому рекомендует применять в работе устройства Push Pull. Они оснащены механизм подачи проволоки. Можно также использовать горелки с маленькой длиной. Для предотвращения образования проволокой петель подающий механизм должен быть оснащен 4 роликами. Чтобы расплавить расходник толщиной от 1,2 до 1,6 мм, нужно использовать больший ток для сварки.

Правильная горелка для полуавтоматической сварки имеет следующие особенности в конструкции:

  1. Контактный наконечник с отверстием, размер которого больше по сравнению с диаметром обычного приспособления, использующегося при работе со сталью. На это влияет существенное расширение алюминия при нагреве. Наконечники для алюминия обозначаются буквами «AL».
  2. Гладкие и без насечек ролики механизма подачи, имеющие u-образную форму. Они не позволяют заминаться проволоки из алюминия.
  3. Рукав из тефлона или графита, снижающий силу трения при движении проволоки.

Расходник из алюминия плавится быстрее по сравнению со стальной проволокой. Поэтому скорость его подачи должна быть выше. Обычно она превышает на 15% темп движения проволоки для сварки стали. При несоблюдении этого правила расходник не будет успевать попадать на свариваемый участок. Это приведет к постоянному нарушению функционирования наконечника.

Популярное оборудование для МИГ-сварки

1) Foxweld UNO MIG 200 SYN

Надежный сварочный инвертор для аргонодуговой сварки низкоуглеродистой и нержавеющей сталей, меди, титана. Аппарат оснащён функциями высокочастотного поджига HF TIG и TIG-LIFT, что делает возможным быстрый и качественный старт сварочных работ.

  • Работа на малых токах (для сварки изделий небольших толщин)
  • Работа при пониженном напряжении
  • Легкое переключение полярности
  • Hot Start, Arc Force и Antistick в режиме ММА сварки
  • Металлический механизм подачи проволоки
  • Два цифровых дисплея для отображения основных параметров
  • Регулировка индуктивности (формирование формы шва)
  • Переключение режимов 2Т/4Т
  • Легкая и быстрая ручная подстройка основных параметров

2) Сварог REAL SMART MIG 200 BLACK (N2A5)

Универсальный многофункциональный сварочный аппарат с током до 200А. Предназначенный для полуавтоматической сварки сплошными и порошковыми проволоками (MIG/MAG), для ручной дуговой сварки покрытыми электродами (MMA), а также аргонодуговой сварки неплавящимся электродом (TIG).

  • Ручной и синергетический режим
  • Индикация и предустановка параметров сварки
  • Динамическая шкала параметров
  • Отключаемый Antistick и VRD
  • Устойчивая работа при напряжении сети от 140 В
  • Уверенная сварка электродом до 4.0 мм
  • Уникальный дизайн и расширенная комплектация
  • Цифровой дисплей для контроля показателей

3) Aurora PRO OVERMAN 180 Mosfet

Аппараты легендарной серии OVERMAN, с расширенным функционалом, соответствующим современным требованиям рынка. Новые инверторы сохранили лучшие особенности серии: MOSFET технология, надёжность конструкции, высокие динамические свойства дуги, низкий уровень брызг металла.

  • Регулировка сварочного тока
  • Регулировка сварочного напряжения
  • Регулировка индуктивности для настройки желаемой жесткости дуги, глубины провара и формы валика
  • Уверенная сварка алюминия
  • Розетка 36В для подключения подогрева редуктора
  • Настройка скорости подачи проволоки
  • Высокая стабильность горения дуги, снижение образования брызг
  • Усовершенствованная технология MOSFET на базе транзисторов TOSHIBA/FUJI

При бытовой сварки алюминиевого материала не всегда удается создать требуемые условия для проведения работ. Однако нередко приходится выполнять ремонт конструкций из алюминия именно в домашних условиях, но процесс обязательно будет сопровождаться сложностями. Ведь «летучий» металл не меняет цвет при нагреве. Поэтому исполнителю не удастся визуально определить, достаточно ли материал был нагрет, выполнена ли «заделка» стыка, нужно ли продолжать домашнюю сварку алюминия.

Если отсутствует возможность использования в быту TIG или ММА технологию, применяют газовую горелку:

  • пропановую — прибор специального или многоцелевого назначения с автоматическим поджигом и опцией экономии газа;
  • ацетиленовую — устройство используется с одноразовыми или стационарными баллонами для пайки мягким или тугоплавким припоем;
  • для МАПП-газа — инструмент высокой производительности, так как топливо в виде газовой смеси при горении выделяет больше энергии по сравнению с пропаном.

Этот метод подразумевает расплавление металла с помощью температурной силы, возникающей в результате использования энергии газа. Сам процесс не сложный и требует небольшого количества средств. Тем более он самый доступный для сварки алюминия в домашних условиях.

Горение газов позволяет достигнуть нужной температуры для плавления металла. За счет этого участки 2-х деталей свариваются между собой. Соединительным элементом является алюминиевая проволока. Использование газа позволяет надежно защитить участки 2-х элементов по сравнению с обмазкой, которой покрываются электроды.

При работе с алюминием также используется флюс для улучшения сварного шва. Его чаще применяют во время газовой сварки алюминия большой толщины. Флюс способствует удалению окиси металла. В его состав входят легкоплавкие щелочные вещества, хлористые соединения и маленький процент фтористых элементов. Флюс может иметь вид порошка или пасты.

Процесс соединения алюминиевых заготовок выполняется в следующей последовательности:

  1. После подготовки свариваемых участков выкладывается флюс, что позволяет улучшить текучесть алюминия и качество шва.
  2. Выполняется нагрев заготовок при использовании горелки. Это позволит плавиться и растекаться припою.
  3. Подносится присадочный материал к месту стыка и заполняется шов припоем, расплавленным под температурным воздействием пламени.
  4. После завершения сварки алюминия газом необходимо выждать время, чтобы созданное соединение успело остыть. Затем выполняется качественная проверка шва.

Перед проведением сварки алюминия горелкой всегда нужно проверять используемое оборудование. Особое внимание необходимо уделить целостности шлангов и газового баллона, который должен располагаться не ближе 5 м от места осуществления работ.

Популярные газовые горелки

FoxWeld MT-55 — итальянский инструмент для нагрева разных металлов. Горелка подходит для работы с тугоплавкими припоями. Прибор оснащен пьезоподжигом и регулятором пламени. Используется с одноразовыми баллончиками, на которых закрепляется посредством цангового соединения.

STURM — российский инструмент с пьезоподжигом. Основным назначением насадки с двойным уплотнением является пайка предметов из металла. Прибор обладает высокой износостойкостью, хорошей эргономикой.

Stayer 55584 — немецкий инструмент, применяющийся при строительстве и ремонте алюминиевых конструкций. Прибор оснащен пьезоподжигом и цанговым зажимом для соединения с баллончиками. Устройство позволяет плавно изменять размер пламени, отличается небольшими размерами и весом.

Подготовка алюминия к сварке выполняется при использовании каждого метода. Разделка кромок металла при TIG и MIG способе осуществляется, когда толщина материала больше 4 мм. Эта операция для MMA-сварки не выполняется, если толщина алюминия меньше 20 мм. Применение электродуговой, ручной дуговой и сварки полуавтоматом требует существенных затрат от обычного обывателя. Поэтому часто в бытовых условиях используется газовая горелка для соединения алюминиевых элементов. Для получения максимально качественного шва на ответственных участках необходимо соблюдать все условия сварки алюминия и использовать TIG или MIG технологию.

Если начинающий сварщик может отрабатывать свои навыки и умения на сварке черных металлов, то работа с алюминием не терпит дилетантства. Надо отметить, что технологии не стоят на месте, и специалисты разрабатывают новые и перспективные способы работы с цветными металлами, однако характерные свойства алюминия все же накладывают определенные требования на сварочный процесс.

Каждый знает, что алюминий, как и его сплавы, имеют относительно малый удельный вес, обладают высокой теплопроводностью, низким удельным сопротивлением. Тем не менее, металл достаточно устойчив к механическим нагрузкам. Именно эти свойства делают алюминийсодержащие материалы востребованными на производстве.

Сложности процесса

Прежде чем переходить к непосредственному описанию процесса, необходимо рассмотреть, какие именно особенности металла считаются уникальными, так как основная задача сварщика – повысить и без того низкую свариваемость алюминия.

Алюминий достаточно активен, особенно это касается химических реакций с кислородом. В результате окисления на поверхности, даже после обработки, достаточно быстро появляется окисная пленка. Она по физическим свойствам отличается от основного металла.

Температура плавления пленки из оксида алюминия составляет 2044°C градуса, в то время как сам металл плавится уже при 660°C градусах.

Расплавленный алюминий после сварки начинает кристаллизоваться, при этом капли, покрытые снаружи оксидной пленкой, образуют ячеистую структуру. Сварной шов не получается сплошным, а это ведет к образованию свищей и пор. Дефекты шва негативно сказываются на его прочности и герметичности. Чтобы пресечь взаимодействие алюминия с кислородом, околошовную зону защищают от атмосферного воздуха. Обычно для подобных целей используется аргон. В силу сваей инертности, он не взаимодействует с металлом, а также вытесняет кислород, так как инертный газ тяжелее воздуха.

Несмотря на высокую теплопроводность, расплавленный алюминий не успевает отводить тепло в окружающую среду. Повышенная текучесть существенно осложняет процесс формирования шва. Необходимо дополнительно использовать различные теплоотводящие подкладки. Если применять различные средства, обеспечивающие интенсивное охлаждение, то резкий перепад температур может стать причиной возникновения мелких трещин.

Еще одной проблемой является растворенный в жидком металле водород. Он в виде пузырьков поднимается на поверхность ванны, но наружу выходит не весь. В застывшем металле могут образовываться поры или скопления пор. Наличие кремния в сплаве способствует образованию трещин при кристаллизации.

При нагревании алюминиевая заготовка увеличивается в размерах. тепловое расширение присуще каждому металлу, однако у алюминия высокий коэффициент линейного расширения. Тем не менее, на качество сварки влияет не столько расширение металла, сколько его усадка при кристаллизации ванны. Сварочный шов может подвергаться серьезным деформациям.

Высокая теплопроводность алюминия сказывается и на параметрах сварки. Чтобы достичь нужной температуры дуги приходится увеличивать силу тока. Отметим, что сварка черных металлов производится при более низких значениях сварного тока, несмотря на то, что их температура плавления выше, чем у алюминия.

Наконец, последняя сложность, препятствующая проведению работ в домашних условиях, состоит в том, что без специальных средств и материалов практически невозможно определить состав сплава, из которого изготовлены детали.

Методы

Напомним, что сварка металлов может осуществляться различными методами. Их отличия основываются на разнице в технологии, расходных материалах и вспомогательных средств. Имеющие опыт мастера могут воспользоваться одним из методов для сварки алюминия. Забегая вперед, отметим, что каждый из методов требует общих знаний технологии и определенного опыта.

  • Сварка алюминия аргоном TIG. Имеется в виду аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа – аргона. В международной классификации данный режим сварки обозначается, как TIG.
  • Полуавтоматическая сварка MIG. Используются защитные газы, присадочный материал в виде проволоки подается специальным механизмом. Инверторы, ведущие сварку в режиме MIG, называют полуавтоматами за наличие такого механизма.
  • Ручная дуговая сварка MMA. Такая сварка ведется покрытыми плавящимися электродами.

При выборе любого из перечисленных методов задача сварщика сведется к разрушению и дальнейшему препятствованию образования оксидной пленки. Именно с этой целью оборудование настраивается для ведения сварки постоянным током с обратной полярностью.

Обратная полярность предусмотрена для сварки любых цветных металлов, чувствительных к перегреву. Эффект катодного распыления, возникающий при бомбардировке электрода ионами, эффективно удаляет образовавшуюся оксидную пленку. Вот почему сваривать алюминиевые детали током прямой полярности не просто нежелательно, а невозможно.

Подготовка поверхностей

Технология подготовки поверхностей алюминиевых изделий может несколько отличаться, в зависимости от условий проведения работ. Тем не менее, несмотря на отличия, требования к состоянию кромок, зазоров и поверхностей вполне определены ГОСТ. Подготовительные работы можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе происходит очистка поверхностей от грязи, пыли, масляных и жировых отложений. Полезно обезжирить поверхности бензином, растворителем, ацетоном или уайт-спиритом. Неотъемлемым этапом является разделка кромок. Особенно актуален процесс разделки, когда толщина деталей превышает 4 мм (20 мм для ручной дуговой сварки). В противном случае нельзя гарантировать проплавление металла по всей толщине, поэтому шов будет некачественным. Но даже при работе с тонким листовым металлом кромки приходится подготавливать, производят их отбортовку.

Перед непосредственной сваркой оксидную пленку нужно удалить, что производится механическим способом. В качестве инструмента подойдет напильник, наждачная бумага или металлическая щетка. Окисляется алюминий быстро, поэтому данную процедуру бессмысленно проводить задолго до начала работ. Предусмотрен и химический способ борьбы с окислом. Поверхность протирается каустической содой. Но после обработки придется деталь промыть водой и высушить.

Ручная дуговая сварка

В некоторых случаях к соединению алюминиевых деталей не предъявляются жесткие требования прочности и надежности. Примером может служить применение алюминия в качестве декора. В подобной ситуации можно использовать сварку MMA.

В домашних мастерских данный способ весьма применим, однако он имеет ряд недостатков. При попытке сваривания деталей, толщина которых не превышает 4 мм, могут образовываться сквозные прожоги. Шов получится не очень прочным, а внутренняя структура будет содержать множество пор. В процессе сварки будет происходить интенсивное разбрызгивание металла, что существенно скажется на эстетичности шва. Образовавшийся шлак сложно снять с поверхности. Через некоторое время он станет центром образования коррозии.

Покрытыми электродами в режиме MMA можно сваривать не только чистый алюминий, но и его сплавы. Популярные марки электродов – ОЗА-1 и ОЗА-2, а также пришедшие им на смену УАНА и ОЗАНА

Электроды ОЗАНА-1 используются при сварке чистого металла, а ОЗАНА-2 больше подходит для сплава алюминия и кремния. Инвертор для сварки алюминия должен быть функциональным и позволять работать на постоянном токе с обратной полярностью. Разработаны специальные таблицы значений сварного тока для каждого металла. В данном случае можно примерно оценить его значение по следующему правилу: толщину листа, выраженную в миллиметрах, необходимо умножить на 25. Полученное значение указывает номинальный ток в амперах.

Для эффективной сварки толстых заготовок часто применяют предварительный разогрев, который выполняется газовой горелкой. Локальный прогрев может осуществляться до разной температуры, которая зависит от толщины заготовки. При локальном разогреве допускается последующее медленное охлаждение. Разделение шва на зоны позволяет исключить возникновение деформаций и трещин в металле.

В целях экономии расходных материалов рекомендуется производить сварку электродов с повышенной скоростью. Кроме того, замедление в формировании шва чревато прожогом металла насквозь. Важно при ведении сварки одним электродом обеспечить непрерывность процесса. Если электрод отвести в сторону, то кратер шва в этом месте покроется шлаком, и снова разжечь дугу будет проблематично. Направление ведения электрода совпадает с направлением шва. Поперечных колебаний быть не должно.

После окончания сварки следует удалить шлак. Шов промывается горячей водой и зачищается металлической щеткой. Даже малейшие частицы шлака могут стать очагами коррозии. Еще раз напомним, что подобная технология сварки алюминия применима только в домашних условиях, если к прочности соединения не предъявляется особых требований.

Аргонодуговая

Сварка алюминия в среде аргона, хоть и не считается самой простой, зато является наиболее распространенной. В результате качественно выполненных работ можно получить соединения с высокой степенью прочности. Неплавящийся вольфрамовый электрод относится к расходным материалам, как и присадочные прутки. Диаметр электрода варьируется от 1,6 до 5 мм. Диаметр прутков составляет 1,6-4 мм. Аргон выступает в качестве защитного газа и подается в зону сварки через специальные сопла горелки.

Для эффективного разрушения окисла на поверхности металла сварку производят переменным током. Остальные параметры сварочного процесса необходимо выбирать из специально разработанных таблиц. В них указаны значения скорости подачи газа, диаметра прутка, диаметра электрода, силы тока. Самостоятельно определить параметры сложно, так как они зависят от типа сплава, способа соединения и обработки кромок, а также от толщины заготовки.

В принципе, сварка аргоном доступна и в домашних условиях, но для этого необходимо иметь соответствующее оборудование, а также нужные расходные материалы. Но опыт придется нарабатывать методом проб и ошибок. Полезно запомнить ряд общих правил и придерживаться их.

  • Вольфрамовый электрод удерживается так, чтобы между ним и поверхностью металла образовывался угол 70-80° градусов.
  • Присадочный пруток подносится к электроду под углом 90° градусов.
  • Зазор между электродом и поверхностью, то есть, длина дуги составляет 1,5-2,5 мм.
  • Вдоль шва при его формировании пруток продвигается с незначительным опережением, а затем движется горелка. Выполнение данного правила обеспечивает более эффективную защиту аргоном.
  • Движения прутка играют важную роль. Их желательно изучить на видео, прежде чем впервые начинать процесс. Манипуляции сварщика напоминают движение кисти художника.
  • В качестве теплоотводящей подкладки лучше всего использовать стальную или медную пластину.
  • Газ начинают подавать до розжига дуги, а заканчивают через несколько секунд после ее обрыва.

Скорость истечения газа и скорость подачи проволоки являются определяющими параметрами. От них зависит не только себестоимость процесса, но и качество шва. Высокая скорость газа только ухудшает защиту. В зону ванны будет поступать воздух и содержащийся в нем кислород. В то же время малое количество газа не может обеспечить требуемую защиту.

Полуавтоматическая

Принцип работы полуавтоматической сварки схож с принципом аргонодуговой сварки. Роль защитного газа может выполнять любой другой инертный газ. В зависимости от применяемого газа различают MIG и MAG сварку. Расходным материалом служит проволока, которая подается с помощью специального механизма. Но при работе с алюминием не эти детали являются отличительными.

Некоторые полуавтоматические инверторы способны работать в импульсном режиме. Благодаря всплеску напряжения материал присадки с усилием «вбивается» в сварочную ванну. В результате такой точечной сварки получаются аккуратные и надежные соединения.

К сожалению, оборудование с возможностью импульсной сварки стоит очень дорого, поэтому в домашнем хозяйстве крайне редко встречается.

Обычные полуавтоматические инверторы тоже могут вести сварку алюминия, только присадка добавляется сплошным слоем. По надежности такие швы существенно уступают точечным швам и швам, полученным при помощи неплавящегося вольфрамового электрода. К особенностям МИГ-сварки можно отнести такие закономерности:

  • Сварка осуществляется постоянным током при обратной полярности.
  • Рукав, по которому подается мягкая проволока, не должен иметь петель.
  • Необходимо использовать специальные наконечники подающего устройства, маркированные индексом «AL» и предназначенные для алюминия, во избежание застревания проволоки вследствие ее теплового расширения.
  • Скорость подачи алюминиевой проволоки должна быть больше, чем стальной.

Такие методы сварки алюминия, как холодная сварка под давлением и контактная сварка, не были рассмотрены по той причине, что встречаются они очень редко, так как технология работ сложна и подразумевает наличие дорогостоящего оборудования.