Сварка деталей из цветных металлов

Обновлено: 22.01.2025

Требования, типы соединений и другая информация, относящаяся к процессу сварки цветных металлов, содержится в ГОСТах, обязательных для выполнения.

ГОСТы

Дуговая сварка алюминия и сплавов в инертных газах:

Дуговая сварка трубопроводов из меди и медно-никелевого сплава:

Отличительные черты

Сварочный процесс (тип соединения и технология) цветных материалов зависит от их свойств, а именно:

Некоторые особенности поведения цветных металлов и сплавов при сварке отражены в таблице.

Оборудование

Применяемое оборудование для сварки цветных металлов зависит от их вида и метода сварки.

К сварочным принадлежностям и инструментам относятся:

источник тока;
сварочный прибор;
дополнительные элементы и устройства (в зависимости от типа сварки);
кабель;
вещи сварщика (костюм, маска);
различные инструменты;
средства пожаротушения.

Технология процессов

Методы сварки цветных металлов выбираются в соответствии с их физико-химическими свойствами. При выборе способа учитывают наличие:

Также учитывается экономическая и техническая целесообразность метода и квалификация технологов и сварщиков.

Таблица свариваемых цветных металлов и применяемых типов сварки.

Наименование металла	Дуговая	Аргонодуговая	Электрошлаковая	Электронно-лучевая в вакууме	Газовая
Алюминий	+	+	+	+
Магний	+	+
Медь	+	+	+
Никель	+	+	+
Титан	+	+
Тантал	+	+
Цирконий	+	+
Гафний	+	+
Молибден	+	+
Вольфрам	+	+
Ниобий	+	+
Цинк	+	+
Серебро	+	+
Ванадий	+
Свинец	+	+	+

Подготовка к работе

Процесс подготовки к проведению сварочных работ цветных металлов зависит от вида соединяемых материалов и типа сварки.

Перед началом работы производится подготовка деталей. Выполняется зачистка плоскостей и кромок в соединяемых местах от загрязнений и пленки окиси. В случае необходимости поверхность обезжиривается, промывается и просушивается.

Сварка алюминия

Сложность процесса заключается в наличии на поверхности алюминия и его сплавов оксидной тугоплавкой пленки, которую перед началом работ необходимо удалить.

Наиболее часто применяемый вид – ручная и механизированная сварка в защитных газах. Особенности процесса:

электроды – вольфрамовые и плавящиеся;
инертные газы: аргон (1 или 2 сорта), высокой чистоты гелий или их смесь.

В соответствии с маркой сплава подбирается присадочная проволока.

Ручной аргонодуговой метод неплавящимся электродом применяется при толщине алюминия до 10 мм и ведется на переменном токе. Способ плавящимся электродом проводится в аргоне или смеси гелия и аргона, ток – постоянный, обратной полярности. Процесс механизированной сварки проводится с фторидно-хлоридными флюсами. Метод автоматической сварки по флюсу одним электродом выбирают при толщине алюминия 5-10 мм. При толщине, превышающей этот диапазон, берут расщепленный электрод, обеспечивающий надежный провар.

При работе с металлами более 10 мм толщиной уместен метод полуавтоматической сварки плавящимся электродом в среде защитного газа. В процессе работы швы большой протяженности разбиваются на небольшие участки.

Метод автоматической сварки вольфрамовым электродом в инертных газах может быть однодуговым (толщина материала до 12 мм) или трехфазным (более 12 мм). С целью получения высококачественных швов работу выполняют одним проходом.

Электрошлаковая сварка производится пластинчатым электродом. Ток — переменный, используют флюсы.

Особенности сварки ручной дуговой покрытыми электродами:

толщина алюминия – более 4 мм;
ток – постоянный, полярность – обратная.

Необходим предварительный подогрев металла.

Ручная дуговая сварка угольными электродами на постоянном токе прямой полярности применяется для соединения неответственных конструкций. На присадочный пруток и соединяемые кромки накладывается слой флюса.

Газовая сварка выполняется с флюсами, левым способом. Применяется для соединения элементов встык.

Соединение меди и никеля

Медь и никель относятся к тяжелым цветным металлам.

Сварка меди

Плохая свариваемость обусловлена:

чрезмерной склонностью к образованию трещин;
жидкотекучестью;
высокой теплопроводностью.

Поэтому основная сложность – получение сварного шва без трещин, пор и окисных включений.

Наиболее используемые методы сварки:

Ручная дуговая— проводится короткой дугой, электрод – плавящийся покрытый. Ток – постоянный, полярность – обратная. Сплавы до 4 мм соединяются без проведения подогрева. Медь толщиной 5-10 мм заблаговременно подвергается подогреву до 250-300° С.
В защитных газах проводится неплавящимся электродом. Ток – постоянный прямой полярности (для меди) и переменный (для бронзы). Дуга при работе защищается азотом, гелием, аргоном или их смесью.
Под флюсом угольными электродами используется для работы с малоответственными деталями, толщина которых менее 15 мм. Графитовые электроды используют при толщине выше 15 мм. Ток – постоянный, прямой полярности.

Сварка никеля

Дуговая вольфрамовым электродом (прямой полярности постоянный ток). Защитный газ – аргон 1 сорта, присадочная проволока с содержанием марганца. Сварка никеля толщиной более 4-5 мм проводится плавящимся электродом.
Механизированная под флюсом сварка (ток постоянный, полярность – обратная). Применяемые флюсы – бескислородные или безокислительные, реже – керамические.
Метод ручной дуговой сварки толстопокрытыми электродами (постоянный ток обратной полярности). Работа с тонким металлом производится угольным электродом с флюсом.
Газовая – для сварки деталей небольших размеров до 4 мм толщиной.

Сварка свинца

Основные причины сложности сварки свинца – его низкая температура плавления и образование тугоплавких окислов с высокой температурой плавления. Применяемые типы сварки:

Газовая ацетилено-кислородная. Применяют флюсы и присадочную свинцовую проволоку или полосы листового свинца.
Ручная дуговая угольным электродом в среде защитных газов неплавящимися и плавящимися электродами. Производится короткой дугой. Ток – постоянный, полярность – прямая.

Соединение сплавов из титана

Химическая активность материала к газам при высокой температуре является основной проблемой сварки титана. Поэтому при работе требуется защита от атмосферного взаимодействия всех участков материала, нагретого выше 500° С.

Дуговая в среде инертных газов неплавящимся и плавящимся электродом. С постоянным током прямой полярности. Газ – аргон или гелий.
Сварка плавящимся электродом проводится за два прохода с постоянным током обратной полярности.
Способ под флюсом производится на оборудовании с постоянным током, полярность – обратная.
Электрошлаковая с использованием бескислородных флюсов применяется для соединения титана толщиной более 40 мм.

Виды и особенности сварки цветных металлов и сплавов

При самостоятельной сварке цветных металлов необходимо знать особенности сплавов. Сложно сделать качественный шов на бытовом оборудовании, необходимо использовать тугоплавкие электроды, защитную атмосферу.

Особенности сварки цветных металлов

В процессе фазового перехода легкие компоненты улетучиваются, выгорают, это пагубно сказывается на состоянии шва. Он растрескивается. Тугоплавкие окислы – еще одна проблема. Иногда необходимо увеличить рабочий ток, чтобы пробить оксид. При сварке цветных металлов и сплавов нередко расплав становится слишком текучим, необходимо изолировать ванну расплава. Для некоторых сплавов необходимо ограничить не только контакт с кислородом, но и другими компонентами воздуха. Азот в качестве защитной атмосферы для некоторых сплавов не годится.

Технология сварки цветных металлов

Подготовительный этап заключается в удалении жирных пятен, очищении деталей от грязи. Окислы зачищают до блеска, свариваемые поверхности протравливают перед работой. На толстых деталях формируют кромки. Сварку цветных металлов и их сплавов проводят в нижнем положении, некоторые расплавы по текучести напоминают ртуть. Выбор электродов, режима работы зависит от химического состава сплава. При выборе сварочного аппарата необходимо правильно оценивать свариваемость сплава, учитывать температуру плавления, толщину заготовки.

Алюминиевые сплавы

Дюрали, силумин, авмель и другие сплавы на основе алюминия сильно различаются по свариваемости. Электродугой алюминий сваривают плавящимися и неплавящимися электродами, используют оборудование, генерирующее постоянный ток. Контакты подключают в обратной полярности. Рекомендуется предварительный прогрев заготовок:

толщиной до 8 мм – до 200°С;
свыше 8 мм – до 400°С.

Сваривают алюминий на токах до 200 А при толщине листа до 4 мм без предварительной разделки кромок. У заготовок свыше 4 мм края стачивают под углом, варят на токах, в 35-40 раз больше толщины заготовки (до 160 А). Газовую среду используют высококлассную, чтобы облако не смещалось с рабочей зоны в процессе образования и застывания шва. Расстояние между прихватками делают с учетом толщины заготовки:

Толщина заготовки, мм

Интервал между прихватками, мм

Тугоплавкий или угольный электрод, разжигающий электродугу, держат под прямым углом к присадке, чтобы исключить непровары корня шва.

Медь и ее сплавы

Медные сплавы, латуни, бронзы сваривают несколькими способами:

электродуговой сваркой в атмосфере азота;
ручной, полуавтоматической, автоматической аргоновой;
электронно-лучевой, создающей высокую температуру в ограниченной зоне.

При сварке цветных металлов толщиной до 2 мм нужен постоянный ток обратной полярности. В качестве присадки используют наплавочную проволоку с большим содержанием раскислителей. Толщину подбирают под размер свариваемых заготовок. Минимальный диаметр присадки – 1,5 мм, максимальный – 8 мм. Сварку меди и цветных сплавов с высоким ее содержанием, проводят:

ручным электродуговым методом током прямой полярности, варят металл короткой дугой, длиной от 35 до 40 мм, чтобы сократить разбрызгивание металла (рекомендуется избегать поперечных движений электродом);
в атмосфере аргона током обратной полярности; если сплав плавится до 400°С, бронзовая проволока укладывается в стык с большой скоростью, чтобы не перегревались заготовки.

В качестве флюса используют буру или смесь буры с борной кислотой, поваренной солью, метилборатом.

Никелевые сплавы

Цветные сплавы на основе никеля отличаются высокой вязкостью, пластичностью. Детали из никеля плавятся при 700–1000°С, процесс сопровождается насыщением сплавов газами, шов становится пористым, непрочным. Хотя никель устойчив к коррозии. При аргонодуговой сварке подбирают электроды с ниобием, кремнием, алюминием. В расплаве также желательно присутствие марганца, магния. Свариваемость металла повышается, образуется прочное соединение.

Для работы с никелевыми сплавами нужны сварочные аппараты, выдающие постоянный рабочий ток. Сварка никелевых цветных заготовок производится на токе обратной полярности, чтобы защитный газ ионизировался, электродуга становится стабильнее. При обратной полярности заготовка нагревается меньше, чем электрод. Это особенно актуально для заготовок небольшой толщины. Регулируя потенциал тока, можно уменьшить температуру заготовки.

Обработка титана

Титан в расплавленном состоянии бурно реагирует с тремя компонентами воздуха: кислородом, водородом, азотом. Необходимо снизить их содержание в защитной атмосфере до минимума. Газ должен быть качественным, если нужен надежный шов. Он должен остывать в защитной атмосфере, чтобы не образовывались трещины. Для сварки титана в промышленных объемах используются герметичные камеры. При ручной сварке необходимо экранировать рабочую зону, чтобы облако инертного газа не смещалось со шва, аргон или гелий, смеси должны быть первого или высшего сорта. Защитный газ за счет высокой плотности вытеснит воздух. Используется сварочное оборудование, генерирующее постоянный ток. Сварка цветного металла проводится током прямой полярности. Основная термическая нагрузка концентрируется на поверхности заготовки, корень шва углубляется, дуга поддерживается стабильно, металл меньше разбрызгивается.

Работы с магнием

У магниевых деталей проваривают полностью всю кромку. Для работы с заготовками толще 10 мм, необходимо мощное сварочное оборудование, работающее от трехфазной сети мощностью 380 В, генерирующее переменный высокочастотный ток. В периоды обратной полярности дуга пробивает оксидную пленку, она расплавляется. При работе рекомендуется использовать подкладки с низкой теплопроводностью.

Сварка магния и цветных металлов на его основе производится под атмосферной защитой гелия или аргона, он предохраняет расплав от насыщения азотом, шов не пузырится, на нем не образуется окалина. Подачу газа в рабочую зону начинают до розжига дуги, прекращают через 20 секунд после затухания, когда верхняя часть шва схватится.

Сплавы из свинца

Разница между температурой плавления оксидов и самого свинца более 500°С, свинец становится жидким при 327°С, оксиды нужно прогревать до 888°С. Учитывая повышенную текучесть свинца, приходится экранировать зону расплава сварочной ванночкой. Сверху горячий цветной сплав оберегают флюсы, в состав которых входит стеарин, канифоль. Этими же флюсами смазывают стенки сварочной ванночки, чтобы исключить прилипание к ней свинца.

Сварка разнородных цветных металлов

Сложность процесса заключается в ограниченной взаимной растворимости. При сварке цветных металлов и сплавов между собой используют несколько технологий, обеспечивающих надежность соединения:

шов формируют, воздействуя на детали импульсным электронным лучом, скорость прогревания заготовок увеличивается, при высокой температуре происходит схватывание деталей;
при сварке давлением цветной металл разогревается за счет энергии, выделяющейся при пластической деформации структурной решетки, концентрированная тепловая энергия скапливается в зоне контакта, детали не нужно дополнительно прогревать;
для сварки цветных разнородных цветных металлов используют промежуточный слой, сцепляющийся с заготовками, риск охрупчивания швов снижается;
в среде аргона проводят автоматическую, ручную и полуавтоматическую сварку разнородных цветных металлов, электрод держат перпендикулярно деталям, чтобы шов был качественным.

Защитный газ снижает степень окисления, насыщения цветного металла азотом и водородом. Высокотемпературные технологии внутреннего воздействия увеличивают скорость сварки. За счет текучести цветных металлов заполняются пустоты, стык проваривается насквозь. При подборе буферного слоя учитывают компонентный состав заготовок, температуру плавления сплавов.

Имея аппарат для аргоновой сварки, можно заниматься ремонтом деталей из цветных металлов самостоятельно. В промышленных условиях применяют передовые технологии, не позволяющие расплавленному металлу реагировать с воздухом.

Сварка деталей из цветных металлов и их сплавов

Цветные металлы и их сплавы при сварке интенсивно окисляются и поглощают газы (шов оказывается пористым), что затрудняет их сварку. Трудность сварки алюминия и его сплавов, кроме того, объясняется еще и в тугоплавкости окислов этого металла. Температура плавления алюминия 657°С, а его окисла- 2050°С.

Детали из алюминиевых сплавов можно сваривать пламенем газовой горелки или с помощью электрической дуги.

Хороший эффект дает электродуговая сварка в защитной среде инертного газа— аргона (аргонодуговая сварка) неплавящимся вольфрамовым электродом. При сварке этим способом не требуется применения флюсов и электродных покрытий, а сварной шов получается с высокими механическими и антикоррозионными свойствами(сварку производят постоянным током обратной полярности или переменным током). Для ручной аргонодуговой сварки служат специальные установки и газоэлектрические горелки. Несмотря на отмеченные преимущества применение аргонодуговой сварки в условиях ремонтных предприятий ограничивается высокой стоимостью и дефицитностью аргона.

При сварке деталей из алюминиевых сплавов в качестве присадочного материала применяют стержни того же состава, что и основной металл, или специальные — следующих составов: 1) 95% алюминия и 5% кремния;2)92% алюминия и 8% кремния.

Для растворения окислов, препятствующих сварке, применяют специальные флюсы марок АФ-4А, АЗ, ВАМИ, КМ-1, в состав которых входят в разных пропорциях хлористые соединения натрия, калия, лития, бария, а также фтористый натрий, плавиковый цитат и криолит. При газовой сварке используется флюс в виде порошка при электродуговой сварке плавящимися электродами — электродных покрытий.

Подготовка деталей к сварке состоит в разделке кромок и последующей очистке их до металлического блеска механическим (проволочной щеткой, шабером) или химическим способом (погружением в 10-процентный раствор едкого натра, а затем в 3-процентный раствор азотной кислоты с последующей промывкой водой). При подготовке к сварке трещин засверливание их по концам не требуется, детали сложной конфигурации (алюминиевые головки блоков цилиндров перед сваркой рекомендуется подогревать до температуры 150—250°С.

Газовая сварка ведется нормальным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. Сварку деталей из алюминиевых сплавов плавящимся металлическим электродом ведут постоянным током обратной полярности. Рекомендуемые величины сварочного тока в зависимости от диаметра электрода следующие:

диаметр электрода, мм 4 5 6

Сила тока, А 100…125 до 160 до 200

длина дуги должна быть минимальной, не более диаметра электрода. Электрод необходимо держать перпендикулярно к шву и перемещать без поперечных колебаний. Сварку рекомендуется вести непрерывно.

Детали из алюминиевых сплавов свариваются также угольным электродом. Однако этот способ сварки не может быть рекомендован, так как он связан с загрязнением алюминиевого сплава и значительным снижением его коррозионной стойкости.

На некоторых ремонтных предприятиях детали из алюминиевых сплавов сваривают без флюсов. При этом способе предусматривается сохранение окисной пленки алюминия на поверхности сварочной ванны. Особой подготовки деталь не требует. Сварку ведут газовой горелкой с предварительным местным подогревом. В результате расплавления металла детали образуется сварочная ванна. При трении стального прутка о стенки сварочной ванны расплавление металла ускоряется и различные инородные включения, имеющиеся в металле, всплывают в виде шлака. В сварочную ванну вводят присадочный материал — кусочки сплава того же состава, что свариваемая деталь. Обычно для этой цели используют выбракованные детали из алюминиевых сплавов. Затем с поверхности сварочной ванны стальным прутком снимают имеющиеся шлаки. После этого деталь охлаждается, причем место сварки и прилегающие к нему зоны детали предварительно закрывают листовым асбестом.

Хорошие результаты дает применение ультразвука, позволяющего вести сварку деталей из алюминия и его сплавов без флюсов. Под действием импульсов ультразвука окисная пленка разрушается, обеспечивая высококачественную сварку.

Детали из алюминиевого сплава сложной конфигурации после сварки подвергают отжигу при температуре 300—350°С для снятия внутренних напряжений и получения мелкозернистой структуры шва. После отжига они медленно охлаждаются.

После окончания сварки остатки флюса следует удалить с поверхности охлажденной детали, так как он разъедает алюминиевые сплавы. Эти остатки удаляют травлением в 2-процентном растворе хромовой кислоты, подогретой до температуры 80°С, в течение 5 мин с последующей промывкой в горячей воде.

Места сварки или наплавки подвергают слесарно-механической обработке для получения требуемых размеров и шероховатости. Герметичность сварного шва контролируют с помощью керосина; последний не должен просачиваться через сварной шов.

Сваркой и наплавкой восстанавливать такие детали из алюминиевых сплавов: головки, и блоки цилиндров двигателей, картеры сцеплений при наличии трещин, пробои обломов, износе или повреждении резьбовых отверстий и др.

Детали из цинковых сплавов (корпуса бензонасосов и карбюраторов) сваривают пламенем газовой гор. без применения флюсов. Места деталей, подлежащие сварке, подготавливают непосредственно перед сваркой, чтобы избежать окисления поверхностей. Трещины расфасовывают по всей длине на глубину до 4 мм. Затем места сварки тщательно зачищают стальной щеткой. С целью уменьшения отвода тепла под свариваемую деталь подкладывают листовой асбест. Пламенем газовой горелки расплавляют присадочный материал, заполняя им подготовленную трещину. В процессе сварки его следует вводить под окисную пленку расплавленного металла. Присадочным материалом служат стержни того же металла, что и свариваемые детали (их получают путем сплавления выбракованных деталей). После сварки детали подвергают слесарно-механической обработке до получения требуемых размеров и шероховатости поверхности.

Детали из свинца (решетки пластин баретки, выводные штыри аккумуляторных батарей) сваривают водородно-воздушным пламенем газовой горелки или угольным электродом током прямой полярности. В последнем случае используют источник тока, имеющий напряжение 12В. Для сварки может быть использован любой горючий газ (ацетилен, водород, природный газ и др.), для поддержания горения при сварке применяют как кислород, так и воздух. Сварку ведут нейтральным или слабо восстановительным пламенем, используя газовые горелки малой мощности (наконечники №0 или №1)

Свинец плавится при температуре 327°С. При его нагревании образуется тугоплавкая окись РЬО, температура плавления которой 850°С. Учитывая легкоплавкость свинца, сварку следует вести с большой скоростью, а пламя горелки держать под углом 45° к поверхности детали. При свариваемой детали более 1,5 мм сварочный шов накладывают в несколько слоев, перекрывающих друг друга. При этом первый слой создают без присадки. Окись свинца удаляют с поверхности сварочной ванны механическим путем. Флюсы при сварке деталей из свинца не применяют. Присадочным материалом служит свинец.

Сварка и наплавка деталей из чугуна и цветных металлов

Сварка чугуна. Сварка чугунных деталей вызывает в ремонтной практике трудности, которые определяются следующими основными причинами: 1) местный нагрев и последующее быстрое охлаждение участка сварки приводят, вследствие жесткой структуры чугуна, к значительным внутренним напряжениям, которые могут вызывать трещины в детали сразу после сварки или в процессе ее эксплуатации; 2) быстрое охлаждение зоны сварного шва и прилегающих к нему слоев металла детали способствует отбеливанию чугуна с повышением его хрупкости и трудности механической обработки; 3) сравнительно низкая температура плавления и трудноулавливаемый переход чугуна из твердого состояния в жидкое (и наоборот) затрудняют процесс получения шва.

На свариваемость чугуна оказывает большое влияние его структура. Хорошо свариваются чугуны с мелкозернистой перлитной структурой, содержащие мелкопластинчатый или глобулярный графит, хуже — чугуны с перлитно-ферритной структурой и вкраплением графита, значительно уже — ферритные чугуны с большим выделением графита.

Существует два принципиально отличающихся способа сварки чугунных конструкций: 1) с предварительным их подогревом — горячая сварка; 2) без подогрева деталей — холодная сварка.

При горячей сварке деталь нагревают в печи или другим способом до температуры 400-700°С И во время сварки поддерживают ее не ниже 500°С. Это обеспечивает выравнивание состава металла в зоне сварки, позволяет избежать сварочных напряжений и трещин и т.д. Лучшие результаты дает ацетиленокислородное пламя с присадочным материалом из чугунных прутков марок ПЧ2 и ПЧЗ. Сварка осуществляется с применением флюса. В качестве флюса используется смесь из 50% переплавленной измельченной технической буры и 50% кальцинированной соды или флюс ФСЧ-1. При заварке трещин в чугунных деталях на кромках трещин выполняют фаски (с углом разделки 70-80°), место сварки подогревают пламенем газовой горелки до 900-950°С, ил него наносят слой флюса и осуществляют сварку латунной проволокой.

Холодная сварка чугуна может также сопровождаться небольшим подогревом (до температуры не выше 400°С). Простота холодной сварки обусловила ее широкое распространение. Холодная сварка производится стальным электродом со специальной обмазкой, медноникелевыми, медножелезными, чугунными электродами, с применением шпилек и т.д.

В качестве стальных электродов используют сварочную проволоку Св-08 или Св-08А, обмазка которых включает 40-50% графита и 50-60% ферросилиция, замешанных на жидком стекле. II качестве комбинированных электродов используются медножелезные (ОЗЧ-2), медноникелевые (МНЧ-2), никелевожелезные (ЦЧ-ЗА), а также никелевые (ПАНЧ-11) сплавы.

Способ с применением стальных шпилек пригоден для восстановления толстостенных чугунных деталей. После разделки кромок на них или вблизи них устанавливают на резьбе шпильки. Диаметр шпилек в зависимости от толщины кромок принимают от 5 до 12 мм, а расстояние между ними — от 4 до 6 мм. После этого дефектный участок наваривают электродом с обмазкой типа УОНИ-13/45. Сварка производится постоянным током с обратной полярностью силой: 120А — при диаметре электрода 3 мм, 150А — при диаметре 4 мм, 220А — при диаметре 5 мм.

Сварка алюминия и его сплавов. Особенности сварки алюминия и его сплавов определяются их свойствами: 1) низкой температурой плавления (ок. 660°С); 2) высокой теплопроводностью; 3) способностью окисляться на воздухе с образованием тугоплавкой пленки, имеющей температуру плавления 2050°С; 4) высокой растворимостью водорода в расплавленном алюминии, что приводит к образованию пор в сварном шве; 5) высоким коэффициентом линейного расширения.

Наиболее трудно свариваются дюралюмины (термически упрочненные сплавы алюминий-магний), относительно хорошо сплавы АМц (алюминий-марганец) и АМг (алюминий-магний).

Алюминий и его сплавы сваривают газовой и дуговой сваркой с помощью металлических и рафитовых электродов со специальной обмазкой или автоматическим способом в инертной среде (в струе аргона) под слоем флюса. Возможна также плазменная, электрошлаковая, контактная парка.

Полуавтоматическая сварка металлов

Полуавтоматическая сварка металлов используется во многих сферах: от строительной до автомобильной. Этот вид соединения материалов обладает рядом преимуществ, благодаря которым его и применяют на производстве. Речь идет о минимальном количестве отходов и быстром ходе работы.

Чтобы приступить к сварке, необходимо изучить оборудование и особенности металлов, с которыми предстоит работать. Особого внимания заслуживают цветные, черные и оцинкованные, так как там в этом случае подход к сварке особый.

Суть полуавтоматической сварки

Технология полуавтоматической сварки металлов основана на использовании специальной проволоки и защитного газа. Газ подается через сварочный рукав на горелку вместе с проволокой, его главная функция состоит в защите сварочной ванны от контакта с внешней средой.

Используемую в процессе электродную проволоку выпускают в бобинах. В зависимости от сферы использования эта металлическая нить может иметь толщину:

Так, для работы с тонкими листами металла толщиной до 4 мм данный параметр должен быть в пределах 0,6–0,8 мм, для более толстых заготовок выбирают проволоку в 1–1,2 мм.

В качестве защитного газа при полуавтоматической сварке металлов используется углекислота либо смесь CO₂ с аргоном. Нужно понимать, что работа с чистым углекислым газом финансово более выгодна, но при этом страдает качество шва. Кроме того, в отличие от использования аргоновой смеси, в такой среде металл сильнее разбрызгивается.

Технология полуавтоматической сварки дает возможность:

повышения скорости работы и качества шва за счет автоматической подачи сварочной проволоки;
соединения тонких заготовок толщиной от 0,5 мм;
работы с любыми металлами: сталью, нержавейкой, чугуном, цветными металлами;
избежать формирования шлака на шве;
защитить сварщика от дыма, так как он практически не образуется в процессе такой сварки.

Но у данного метода есть и свои минусы. В первую очередь, это значительные размеры оборудования, так как данная технология предполагает использование баллона с газом. Также полуавтоматическая сварка невозможна в условиях сильного ветра, поскольку углекислота выдувается из-под горелки.

Основные виды полуавтоматических автоматов

Устройства для полуавтоматической сварки металлов могут быть:

для работы в среде инертных газов;
с использованием флюса в качестве основы;
с использованием порошковой проволоки;
универсальными.

Все разновидности устройств отлично справляются с соединением изделий из цветного и черного металла.

С точки зрения способа подачи проволоки, интересующие нас сварочные автоматы бывают:

стационарные, то есть жестко зафиксированные на подставке или специальной консоли;
переносные, выполненные в виде портативной тумбы;
передвижные, имеющие специальную тележку и подходящие для передвижения в пределах одного помещения.

По расположению подающих роликов встречаются такие устройства:

толкающие;
тянущие;
толкающе-тянущие.

Технология полуавтоматической сварки металлов

Благодаря полуавтоматическому методу удается накладывать качественные швы даже на ржавый и оцинкованный металл. При работе с заготовками из сложно свариваемых материалов добиться наиболее крепкого и равномерного соединения удается за счет использования медной либо алюминиевой проволоки.

Перед сваркой в защитном газе либо с использованием флюса необходимо произвести подготовку, а именно:

очистить и обезжирить обрабатываемые области при помощи растворителя;
убедиться в исправности газового оборудования;
сделать пробный шов, чтобы скорректировать настройки техники;
подобрать силу тока и напряжение.

Полуавтоматическая сварка металлов в среде защитного газа считается самой простой из способов работы. Для нее может использоваться углекислый газ, гелий, азот, аргон. Отметим, что принцип действия сварщика не зависит от выбора газа.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Неопытные специалисты обычно отдают предпочтение углекислому газу, низкая цена которого сочетается с достаточно хорошими параметрами.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Основные достоинства полуавтоматической сварки в среде CO₂:

сохранение внешнего вида изделия;
возможность обработки даже труднодоступных зон;
малое количество отходов;
прочный и тонкий шов;
небольшие временные затраты.

Данная технология относится к наиболее простым методам скрепления изделий из металла. Но нужно понимать, что на качестве шва могут отразиться:

метод ведения проволоки;
расстояние между скрепляемыми заготовками;
соблюдение техники.

Полуавтоматическая сварка металлов без газа представляет собой альтернативный вариант, позволяющий избежать образования окислов и контролировать формирование прочного шва.

Отличие безгазовой сварки состоит в том, что при ней происходит прямая подача тока, используется порошковая/флюсовая проволока. Принцип действия таков: проволока сгорает, формируется газовая среда, позволяющая сохранить качество работ на необходимом уровне.

Безгазовая полуавтоматическая сварка предполагает такие этапы:

приобретение сварочной стальной проволоки с флюсом;
включение подачи проволоки;
поворот переключателя в положение «Включение»;
закладка флюса в воронку;
открытие защитной заслонки для выпуска флюса;
запуск прибора;
ожидание электрической дуги;
соединение деталей.

Немаловажно, что полуавтоматическая технология дает возможность сваривать в среде аргона заготовки из алюминия, несмотря на нестандартные качества данного металла. В инертной атмосфере после разрушения оксидной алюминиевой пленки не происходит ее повторного образования, а значит, ничто не мешает сварке.

Нюансы полуавтоматической сварки некоторых металлов

1. Сварка толстых металлов.

Работа устройств для сварки деталей из толстых металлов базируется на использовании высокой плотности тока – таким образом достигаются глубокое плавление материала и достаточная прочность шва. Данный принцип идеален для обработки жестких металлических конструкций, изделий из марок стали с высокими показателями теплоустойчивости и прочности.

Нужно понимать, что при сварке изделий из металлов, устойчивых к перепадам температуры, нередко происходит снижение их прочностных характеристик. Дело в том, что в зоне нагрева появляются микроскопические трещины, из-за которых стать становится более мягкой. Чтобы избежать такого эффекта, при обработке толстых металлов принимают дополнительные меры для защиты металлической конструкции от разупрочнения.

Помните, что в процессе сварки толстого металла полуавтоматом в изделии нередко появляются трещины. Кроме того, может быть поврежден антикоррозийный слой, со временем на конструкции появятся очаги ржавчины. Предотвратить это позволяет специальное покрытие – за счет такой обработки после сварки вы защите предмет от коррозии.

2. Сварка тонкого металла.

В данном случае не стоит пытаться сформировать поверхностный шов, ведь тонкие листы металла сваривают как можно плотнее, чтобы добиться полноценного соединения. Только устройства для полуавтоматической сварки металлов позволяют получить необходимый эффект.

Обрабатываемые заготовки важно предварительно подготовить. Для этого с них удаляют грязь, остатки краски, эмали, а также пыль, смазочные покрытия. В противном случае при плавлении металл будет сильно разбрызгиваться, а шов получится неровным. Не менее важно, что испарения посторонних элементов могут быть опасны для здоровья сварщика.

Для работы по такой технологии требуется:

сварочный аппарат;
электроды;
источник электроэнергии;
защитная форма для специалиста, а именно укрепленный шлем, термостойкие перчатки, очки с затемнением.

Добиться наиболее ровного шва удается за счет регулировки скорости движения сварочного аппарата в процессе работы. Также необходимо грамотно подобрать электроды и следить за стабильностью подачи тока с постоянным показателем силы.

3. Сварка оцинкованного металла.

Благодаря покрытию из цинка, такие металлы отличаются от других высоким сопротивлением ржавчине. В целом, это приводит к повышенной устойчивости конструкции к разного рода воздействиям и увеличению срока эксплуатации.

Но нужно понимать, что в процессе сварки металлов полуавтоматом он может потерять антикоррозийные свойства. Дело в том, что обычно во время подобных работ используется температура +1 700…+2 200 °C, тогда как цинк начинает плавиться при +420 °С. А, достигая +907 °С, он закипает и превращается в оксид, формирующий на поверхности изделия мельчайшие поры и трещины. В результате изделие становится подвержено ржавчине.

Сегодня для сварки оцинкованных металлов полуавтоматом используется так называемая MIG-пайка. Данный метод предполагает соединение заготовок за счет высокочастотных электрических колебаний с пониженной температурой. Так как исключается плавление покрытия, цинк не превращается в оксидное соединение и не изменяет свойства основного материала изделия. Благодаря такому подходу удается избежать разрушения антикоррозионного слоя.

4. Сварка цветных металлов.

Первым этапом полуавтоматической сварки цветных металлов является проверка состояния оборудования. Иными словами, настраивают режим работы, подбирают силу тока, уровень напряжения, скорость передвижения проволоки. Для металлических листов толщиной до 3 мм последний показатель составляет 900 м/ч, а сила тока 120–145 А.

Далее включают систему подачи проволоки и зажигают электрическую дугу. Для этого нужно только прикоснуться к металлической поверхности, если уже есть плавящаяся проволока. После зажжения электрической дуги необходимо убедиться на проверочном материале, что режим выбран верно. При нормальной работе аппарата можно приступать к сварке.

Сварка цветных металлов предполагает, что горелка передвигается только в одном направлении. Рекомендуется соединять заготовки на высокой скорости и при помощи единственного шва. Если приходится иметь дело с изделием большой толщины, его придется разогреть до +150…+300 °С.

5. Сварка черных металлов.

Полуавтоматическая сварка черного металла в среде аргона имеет ряд немаловажных особенностей. Очень серьезную опасность для черных металлов в процессе такой обработки представляет влага. Если она остается внутри шва, начинается конденсация. Испаряясь, частицы образовывают мельчайшие поры и трещины в шве, а это в дальнейшем негативно отражается на его прочностных характеристиках. Чтобы избежать такого результата, конструкции прогревают до +100…+150 °C и только потом приступают к сварочным работам.

При сварке черных металлов используются специальные электроды, обеспечивающие ровный и прочный шов. Обычно они состоят из цветного металла с большим содержанием графита. Считается, что лучше всего подходят медно-никелевые компоненты, так как, с одной стороны, они позволяют надежно скрепить заготовки, а с другой – шов получается без слишком большого содержания графитных примесей.

6. Сварка чугунных и стальных изделий.

Для работы с изделиями из чугуна и стали, как и для цветных металлов, применяют аргон. В процессе получения чугуна используется железо и углерод. Его обработка очень трудоемкая, так как швы легко трескаются.

Еще одно свойство чугуна, усложняющее процесс работы, состоит в его способности к ускоренному окислению. За счет использования среды аргона удается создавать швы без шлаковых осадков.

Благодаря окислению, чугун стал популярен в качестве материала для ремонта старых автомобилей – он соединяется с поврежденными тонкими металлическими конструкциями.

Достаточно часто чугун и хрупкие металлы сваривают полуавтоматом с вольфрамовой проволокой. В этом случае заготовки также предварительно нагревают. Чугунные изделия могут соединяться при помощи постоянного и переменного тока, сила которого подбирается в зависимости от толщины металла и диаметра проволоки. Так, на каждый миллиметр проволоки приходится 50–90 А. Отметим, что может использоваться не только вольфрамовая проволока, но и графитовая, медная, из никеля.

Технология полуавтоматической сварки металлов достаточно проста, поэтому добиться неплохих результатов можно уже на первый день обучения. Начинающему сварщику важно не бояться пробовать разные режимы и помнить, что каждый специалист использует индивидуальные настройки.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: