Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Spawanie metali od dawna jest stosowane na całym świecie. Jeśli spawanie konstrukcji stalowych nie powoduje problemów, dla wielu wątpliwa jest możliwość spawania aluminium. Jednak wiele wątpliwości zniknie, jeśli zdecydujesz, jak gotować aluminium z argonem.

Aparat TIG do spawania łukiem argonowym.

Aluminium jest rzeczywiście specyficznym materiałem i powoduje pewne dodatkowe wymagania. Liczne stopy aluminium, które są szeroko stosowane zarówno w produkcji, jak iw życiu codziennym, jeszcze bardziej komplikują obraz. Pomimo pewnych trudności, problem gotowania aluminium z argonem można rozwiązać dość łatwo, nawet w warunkach domowych.

Specyficzna praca

Proces spawania łukiem argonowym.

Jednym z głównych problemów podczas spawania aluminium jest jego szybkie utlenianie w powietrzu. Bardzo ogniotrwały tlenek glinu pojawia się na powierzchni aluminium (topi się w temperaturze powyżej 2000 ° C) i tworzy gęstą warstwę. Przed lub w trakcie pracy film należy usunąć.

Narażenie na wysokie temperatury znacznie zmniejsza wytrzymałość mechaniczną aluminium, co może prowadzić do zniszczenia materiału w obszarach przylegających do spoiny. Ponadto aluminium ma wysoką płynność stopu, co komplikuje jego zatrzymanie w strefie spawania. Kolor aluminium nie zmienia się podczas ogrzewania, co nie pozwala na precyzyjną kontrolę strefy i stopnia ogrzewania.

Aluminium ma zwiększony współczynnik rozszerzalności liniowej przy niskim module sprężystości, co wyjaśnia jego pragnienie odkształcenia. Aby wyeliminować ryzyko odkształceń w strefie spawania, konieczne jest, na przykład, wstępne podgrzanie.

Zwiększona przewodność cieplna aluminium wymaga większej ilości ciepła do spawania, dlatego wzrasta zużycie energii i moc źródła prądu. W przypadku aluminium, a zwłaszcza jego stopów z magnezem, charakterystyczny jest wygląd porowatości wodoru w spoinie. Podczas spawania istnieje wysokie ryzyko pękania na gorąco materiału spawalniczego spowodowane naprężeniami podczas jego krystalizacji.

Zasada spawania argonem

Schematyczny schemat spawania łukowego argonem.

Wystarczająco skutecznym sposobem gotowania aluminium jest spawanie za pomocą łuku elektrycznego, który topi metal w środowisku obojętnym. Obojętność medium w strefie spawania zapewnia argon o wysokiej czystości. Dopuszcza się stosowanie mieszaniny argonu i helu. Takie środowisko umożliwia ochronę spawanego materiału przed utlenianiem w podwyższonych temperaturach podczas spawania, ponieważ argon praktycznie nie wchodzi w wiązania chemiczne z innymi materiałami i jednocześnie wypiera powietrze ze strefy spawania.

Spawanie łukiem elektrycznym w argonie odbywa się za pomocą specjalnego narzędzia - palnika. Palnik zawiera kanał, przez który argon jest dostarczany do obszaru roboczego. Elektroda jest zainstalowana wewnątrz palnika. Górna część palnika i elektroda są chłodzone cieczą. Elektrody topliwe i nietopliwe mogą być stosowane jako elektrody. W celu zapewnienia metalu spoiny metalu stosuje się pręt lub drut wypełniający, którego materiał, po stopieniu podczas ogrzewania, wypełnia objętość spoiny. Pręt porusza się w strefie spawania z palnika.

Metal jest spawany za pomocą łuku elektrycznego, który zapala się między metalową powierzchnią a elektrodą. W celu zapłonu i utrzymania łuku do elektrody przykładany jest prąd spawania o napięciu bezpośrednim lub zmiennym.

Przygotowanie powierzchni

Schemat elektrod wolframowych do spawania argonem.

Specyfiką spawania aluminium jest wymóg dokładnego przygotowania powierzchni przed rozpoczęciem pracy. Głównym zadaniem przygotowania jest zniszczenie warstwy tlenku, a odbywa się to w kilku etapach. Przede wszystkim powierzchnia jest oczyszczana z kurzu i brudu, a krawędzie połączonych półfabrykatów są czyszczone i lekko zaokrąglone na górze za pomocą pilnika.

W następnym kroku powierzchnia jest traktowana rozpuszczalnikiem. W przypadku aluminium i jego stopów stosować rozpuszczalniki organiczne lub roztwór alkaliczny o następującym składzie: 50 g fosforanu sodu, 50 g sody, 30 g ciekłego szkła krzemianowego na litr wody. Zaleca się podgrzanie roztworu przed przetwarzaniem.

Po oczyszczeniu rozpuszczalnikiem aluminium jest obrabiane za pomocą metalowej szczotki. Taka szczotka może być wykonana z drutu o średnicy 0, 1-0, 2 mm. Cała obróbka powierzchni materiału powinna być zakończona nie później niż 3 godziny przed rozpoczęciem pracy, aby uniknąć pojawienia się nowego filmu.

Zastosowanie elektrod nie ulegających zużyciu

Schemat spawania aluminium argonem.

Aluminium można spawać za pomocą elektrody, która nie topi się w strefie spawania. Taka elektroda zapewnia jedynie tworzenie łuku elektrycznego między nią a powierzchnią przedmiotu obrabianego. Metal do wypełnienia spoiny powstaje przez stopienie drutu wypełniającego.

Najczęściej elektrody wolframowe są używane jako elektrody nie ulegające zużyciu. Średnica takich elektrod wynosi 2-6 mm. Wlewki aluminiowe o grubości do 12 mm są gotowane z elektrodami wolframowymi.

Spawanie aluminium przy użyciu elektrod wolframowych odbywa się zwykle na standardowych instalacjach spawalniczych typu UDG, które zapewniają zasilanie prądem przemiennym z niezbędną siłą. Urządzenie może dostarczać argon z prędkością do 15 l / min. Wielkość napięcia przemiennego w obwodzie spawalniczym przy użyciu argonu jest utrzymywana na poziomie 15-20 V.

Wybór stołu do spawania aluminium.

Jako materiał wypełniający stosuje się drut aluminiowy na bazie czystego aluminium typu AO lub HELL. Podczas pracy ze stopami aluminium stosuje się drut lub pręt o składzie podobnym lub zbliżonym do składu stopu. Zatem dla stopów aluminium-magnez stosuje się dodatek z tego samego stopu o zawartości magnezu nieznacznie (do 1, 5%) przekraczającej jego zawartość w samym stopie.

Sposób spawania aluminium elektrodami wolframowymi zależy od średnicy elektrody i grubości aluminium. Możemy polecić niektóre specyficzne parametry procesu. Tak więc, do spawania arkuszy o grubości do 2 mm za pomocą elektrody o średnicy 2 mm, należy zastosować drut wypełniający o średnicy do 2 mm, a wytrzymałość prądu spawania powinna mieścić się w zakresie 50-70 A. W przypadku kęsa o grubości 4-6 mm i elektrody o średnicy 3 mm średnica dodatku wynosi 3 mm, natężenie prądu wynosi 100-130 A, a gdy elektroda ma średnicę 4 mm, prąd wzrasta do 160-180 A. Spawanie aluminium o grubości 10 mm za pomocą elektrody 5 mm wymaga ustawienia prądu spawania 220-300 A.

Schemat spawania aluminium gazem.

Aluminium jest spawane przy użyciu elektrod nie ulegających zużyciu w jednym lub kilku przejściach, w zależności od grubości półwyrobów. Jeśli grubość aluminium wynosi do 3 mm, proces spawania można wykonać w jednym przejściu (pod warunkiem, że do utrzymania stopu zostanie użyta wykładzina ceramiczna pod spoiną). Spawanie aluminium o grubości do 6 mm będzie wymagało dwóch przejść. Spawanie o grubości większej niż 6 mm powoduje konieczność ukosowania krawędzi spawanych elementów i czterech przejść spawalniczych.

Nie stosuje się zapłonu łuku w argonie (zwłaszcza przy użyciu elektrod wolframowych) poprzez dotknięcie metalowej powierzchni elektrodą. Najbardziej skuteczną metodą jest zastosowanie oscylatora, który dostarcza wysokiej częstotliwości impulsy wysokiego napięcia do elektrody. Impulsy te jonizują strefę łuku i zapewniają jej zapłon, gdy prąd spawania zostanie przyłożony bez dotykania powierzchni metalu elektrodą. W przypadku braku oscylatora łuk można zapalić tylko przez zwiększenie prądu spawania o minimalną przerwę łukową.

DC: użycie elektrod topiących

Stoły spawalnicze aluminiowe.

Spawanie aluminium prądem stałym w argonie jest możliwe przy użyciu elektrod topiących. Takie elektrody pod działaniem łuku elektrycznego topią się i wypełniają przestrzeń między spawanymi częściami. Stosowanie dodatków w tym przypadku nie jest konieczne.

Podczas tworzenia łuku DC stosowane są falowniki spawalnicze, na przykład typ vd-200. Główną zaletą spawania prądem stałym jest stabilność łuku i płynna regulacja prądu spawania. Łuk jest zapalany i utrzymywany przez stały prąd o odwrotnej polaryzacji. Ta polaryzacja zapewnia zniszczenie warstwy tlenku na powierzchni aluminium, co ma również zastosowanie na korzyść tej metody.

Ostatnio powlekane elektrody ozana-1 do technicznego aluminium i elektrod ozan-2 do niektórych stopów aluminium były szeroko stosowane jako elektrody do topienia.

Metoda spawania argonem za pomocą elektrody topiącej.

Elektrody te tworzą skład spoiny, blisko samego materiału. Zużycie elektrod typu „ozan” wynosi średnio 2–2, 2 kg na kilogram metalu spoiny. Z pozostałych elektrod zużywalnych, elektrod OK96.10 pokrytych solami alkalicznymi do aluminium technicznego, a także elektrod OK96.20 do stopów, w tym stopy aluminium-magnez.

Elektrody do topienia aluminium mają wysoką higroskopijność, więc przed użyciem wymagają suszenia w temperaturze do 150 ° C przez co najmniej pół godziny. Co więcej, ich stosowanie po suszeniu powinno być nie większe niż jeden dzień.

Tryb zależy od średnicy elektrod i grubości metalu. Podczas spawania aluminium o grubości do 10 mm należy przestrzegać następujących zaleceń: gdy średnica elektrody wynosi 3 mm, siła DC jest ustawiona w zakresie 60-90 A, o średnicy 4 mm - 90-125 A, i o średnicy 5 mm - 120-150 A. Podczas spawania przemieszczenie elektrody w kierunku poprzecznym powinno być minimalne.

Temperaturę ogrzewania wybiera się biorąc pod uwagę gatunek materiału i grubość. Średnio wymagane jest ogrzewanie do 400 stopni. Po zakończeniu procesu spawania należy zapewnić powolne chłodzenie spoiny.

Dodatkowe zalecenia

Jakość spoiny ulega poprawie podczas dodatkowego przetwarzania krawędzi łączonych półfabrykatów. Podczas spawania aluminium o grubości mniejszej niż 5 mm obróbka krawędzi zwykle nie jest wykonywana. W przypadku spawania aluminium o grubości 5-10 mm zaleca się szlifowanie górnej krawędzi krawędzi, tworząc spoinę w kształcie litery V. Podczas pracy z metalem o grubości większej niż 10 mm często stosuje się obróbkę krawędzi w kształcie X, tj. fazowanie usunięte, a góra i dół. Ponadto spoina jest tworzona po obu stronach przedmiotu obrabianego.

Zaleca się spawanie aluminium tylko kolbą. Takie rodzaje związków, takie jak nakładanie się lub kształt litery T, stwarzają niebezpieczeństwo gromadzenia się żużla w szczelinach, co spowoduje zwiększoną korozję sąsiednich obszarów metalowych.

Po utworzeniu spoiny należy starannie oczyścić z żużla. Nawet mała pozostałość prowadzi do interakcji chemicznych, które niszczą metal. Żużel jest usuwany przez mycie gorącą wodą i mycie mechaniczne szczotką metalową.

Podczas pracy konieczne jest kontrolowanie napływającego argonu. Zatrzymanie przepływu jest niedozwolone.

Niezbędne narzędzie

Do spawania aluminium potrzebne jest następujące narzędzie:

  • palnik gazowy lub palnik;
  • Bułgarski;
  • plik;
  • krąg szmerglowy;
  • młot;
  • dłuto;
  • szczypce;
  • śrubokręt;
  • szczotka metalowa;
  • zacisk;
  • klucze.

Spawanie łukiem elektrycznym w argonie wykazało swoją skuteczność w spawaniu aluminium i jego stopów. Gotowanie aluminium w ten sposób jest całkiem możliwe w warunkach domowych w obecności sprzętu i pewnych umiejętności.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Obróbka metalu