Состав флюса для сварки алюминия

Обновлено: 10.01.2025

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для сварки алюминия и его сплавов. Флюс для сварки содержит компоненты в мас.%: фтористый натрий 50 - 70, фтористый алюминий 27 - 40, по крайней мере одну хлористую соль щелочного металла, выбранную из группы, содержащей хлористый калий и хлористый натрий 2,8 - 8, по крайней мере одну фтороборатную соль щелочного металла, выбранную из группы, содержащей фтороборат калия и фтороборат натрия 0,2 - 1. 1 табл.

Формула изобретения

Флюс для сварки алюминия и его сплавов, содержащий фтористый алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фтористый натрий, по крайней мере одну соль щелочного металла, выбранную из группы, содержащей хлористый калий и хлористый натрий, и по крайней мере одну фтороборатную соль щелочного металла, выбранную из группы, содержащей фтороборат калия и фтороборат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.

Фтористый натрий 50 70
Фтористый алюминий 27 40
По крайней мере одна хлористая соль щелочного металла, выбранная из группы, содержащей хлористый калий и хлористый натрий 2,8 8,0
По крайней мере одна фтороборатная соль щелочного металла, выбранная из группы, содержащей фтороборат калия и фтороборат натрия 0,2 2,0%

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к сварке и может быть использовано для сварки и его сплавов.

Флюсы предназначены для защиты металла сварочной ванны от образования окиси алюминия, а также для разрушения ее пленки при сварке угольным электродом.

Известен флюс для сварки алюминия и его сплавов угольным электродом, содержащий 30 35% криолита и 75 65% флюса АФ 4А (см. Я.Л.Клячкин. Электродуговая сварка алюминия М. Машгиз, 1959, табл. 7, флюс N 3, с. 21).

Флюс АФ 4А содержит хлористый калий 47,0 50,5% фтористый натрий 6,3 8,5% хлористый натрий 26,0 29,0% хлористый литий 13,0 14,5% влага не более 1% (см. ТУ 48 5 228 82).

Недостатком известного флюса является то, что он не обеспечивает достаточно высокое качество сварного шва из-за наличия окисных включений допускает повышенный расход электроэнергии и содержит значительное количество вредных для здоровья хлористых соединений. Кроме того, хлориды присутствующие в составе флюса, снижают впоследствии коррозионную стойкость сварного соединения, а сам флюс требует герметичной упаковки при хранении и прокалки перед использованием.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению относится "Флюс для электрошлаковой сварки и наплавки алюминия и его сплавов" по а.с. 366949, В 23 К 35/36, 1972.

Известный флюс, принятый за прототип, содержит, мас.

хлористый калий 30 60
хлористый литий 10 40
хлористый барий 0 30
фтористый литий 2 10
фтористый алюминий 1,5 7
фторборат калия 0,5 4
Этот флюс имеет те же недостатки, что и вышеописанный флюс, т.е. не обеспечивает достаточно высокое качество свариваемого шва, допускает повышенный расход электроэнергии и выделяет значительное количество вредных выбросов. Целью данного предложения является повышение качества свариваемого шва, уменьшение расхода электроэнергии и снижение вредных выбросов в атмосферу.

Поставленная цель достигается тем, что флюс, включающий фтористый алюминий, хлористые соли щелочных металлов, дополнительно содержит фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.

фтористый натрий 50 70
фтористый алюминий 27 40
хлористый калий и/или натрий 2,8 8
фторборат калия и/или натрия 0,2 2
Общими признаками предложенного состава флюса и флюса по прототипу является наличие фтористого алюминия, хлористых и фторборатных солей щелочных металлов.

Отличительными признаками предложенного флюса является то, что основным составляющим компонентом его является наличие фтористого натрия (50 70%), тогда как основным составляющим компонентом флюса по прототипу является наличие хлористой соли щелочных металлов (хлористого калия 30 60%).

Другим существенным отличительным признаком предложенного флюса является то, что наличие хлористых солей щелочных металлов составляет 2,8 8, тогда как у прототипа 30 60% что существенно снижает концентрацию вредных составляющих в сварочных газах.

Указанные отличия позволяют повысить качество сварного шва, уменьшить расход электроэнергии и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Таким образом данное предложение отвечает критерию изобретения "новизна".

Для сравнения предложения с другими известными решениями проведен поиск по патентной и научно-технической литературе.

Известный флюс N 3, так же как и предложенный, содержит фтористый натрий. Отличие заключается в том, что в предложенном составе флюса фтористый натрий составляет 50 70% тогда как в известном он составляет лишь 1,5 7% Кроме того, предложенный флюс, так же как и известный, содержит фтористый алюминий. Отличие заключатся в том, что в предложенном составе он содержится в количестве 27 40% тогда как в известном 6,3 8,5%
Указанные отличия в совокупности с другими признаками позволяют получить такие же преимущества, что и в сравнении с прототипом. Таким образом данное предложение отвечает современному уровню техники.

Флюс готовят следующим образом:
Сухие компоненты флюса, NaF, AlF 3 , KCl, NaCl в соответствующих соотношениях тщательно перемешивают для их дальнейшего сплавления. Плавление солей ведут в герметичной ванне электродной печи. Вначале за счет тепла выделяемого на подине ванны наплавляют уровень расплава, затем в него вводят подготовленную шихту и ведут наплавление флюса. Сверху расплав покрывается закристаллизовавшейся корочкой, в окно которой добавляют очередную порцию шихты. Перед тем как флюс сливать за 10 15 мин в расплаве при температуре 720 750 o C вводят фторбораты.

Готовый флюс сливают в изложницы из алюминиевого сплава, интенсивно охлаждаемые. После кристаллизации флюс извлекают из изложниц дробят и помещают в герметичную емкость для хранения.

Примеры осуществления предложения.

Пример 1 (опыт 2)
Флюс, приготовленный из смеси,
фтористого алюминия 50
фтористого натрия 40
хлористого калия 8
фторбората натрия 2,
имеет следующие показатели:
температуру начала кристаллизации 698 o C
гигроскопичность 0,42%
летучесть при 800 o C 8%
степень адсорбции флюсом оксида алюминия 15%
предел прочности сварного соединения 32 кг/мм 2
перепада напряжения 34 МВ
Пример 2 (опыт 3)
Флюс, приготовленный из смеси,
фтористого алюминия 60
фтористого натрия 30
хлористого натрия 8
фторбората натрия 2
имеет следующие показатели:
температуру начала кристаллизации 690 o C
гигроскопичность 0,2%
летучесть при 800 o C 2%
степень адсорбции флюсом оксида алюминия 28%
предел прочности сварного соединения 35 кг/мм 2
перепад напряжения 25 МВ
Пример 3 (опыт 5)
Флюс, приготовленный из смеси,
фтористого алюминия 70
фтористого натрия 26
хлористого натрия 3
фторбората калия 1
имеет следующие показатели:
температуру начала кристаллизации 694 o C
гигроскопичность 0,43%
летучесть при 800 o C 3%
степень адсорбции флюсом оксида алюминия 26%
предел прочности сварного соединения 30 кг/мм 2
перепад напряжения 26 МВ
Другие примеры показаны в таблице.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает следующее.

При увеличении содержания фтористого алюминия свыше 70% ухудшается его растворимость и увеличивается летучесть флюса, снижается качество соединения (опыт 6).

При снижении содержания фтористого алюминия ниже 50% снижается адгезионная способность по отношению к оксидным включениям при сварке (опыт 1).

При снижении содержания фтористого натрия ниже 27% и увеличении его содержание свыше 40% ухудшается качество сварного шва (опыт 1, 6, 7, 12).

Содержание хлористых солей натрия и калия ограничено пределами 2,8 8% для понижения летучести флюса и снижение выделения вредных хлоридных составляющих при температуре сварки.

Снижение содержание фторборатов ниже 0,2% не дает эффекта повышения предела прочности сварного соединения, а увеличение их содержания свыше 2% является экономически нецелесообразно, так как эффект увеличения прочности незначителен.

Таким образом, данное предложение обеспечивает повышение качества свариваемого шва, уменьшение расхода электроэнергии и снижение вредных выбросов в атмосферу.

Флюс для пайки алюминия

Алюминий является популярным, но сложным для сварочного процесса металлом. Решением проблемы является флюс для пайки алюминия. Следует использовать именно эту разновидность, поскольку флюс для алюминия имеет значительные отличия от такого же элемента, предназначенного для сварки других материалов.

Применение алюминия

Распространенность применения изделий из алюминия заключается в первую очередь в том, что он является легким металлом. Алюминий широко используется в электротехнике, поскольку обладает отличной электропроводимостью.

Для бытовых нужд из этого металла изготавливаются кастрюли, бидоны, дуршлаги, кружки. Чистый алюминий применяют для производства фольги, используемой для электролитических конденсаторов. Можно его использовать и при производстве радиаторов.

Однако, пайка этого металла может доставить массу проблем. Это объясняется тем, что при легком взаимодействии с воздухом, поверхность алюминия покрывается тонкой, но твердой оксидной пленкой. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, но при процессе пайки создает труднопреодолимую преграду.

Существует несколько методов решения этой проблемы, например, пайка с канифолью, однако наилучший результат дает применение специально предназначенных для этого флюсов.

Проблемы при пайке

Температура плавления алюминия не превышает 660 градусов. Следствием этого является применение из экономических соображений сварочных аппаратов, не обладающих чересчур большой мощностью.

Однако, на поверхности алюминия имеется окисная пленка, которую необходимо убрать перед началом процесса сварки. А вот для ее расплавления требуется нагрев до температуры 2000 градусов. При достижении такого значения разрушится не только окисная пленка, но и сам металл, что приведет к ухудшению качества сварного соединения. Помимо всего окисная пленка после ее расплавления может восстановиться. Из-за устойчивости оксидной пленки, обладающей слабой адгезией к припою, обычный припой с трудом прилипает к поверхности детали.

Флюс для пайки алюминия решает эту проблему. При его нанесении на область сварки он перекроет проход воздуха в эту зону, что приведет к ослаблению негативного воздействия окисной пленки. По сравнению с другими металлами, например, железом и цинком, алюминий является более активным - зачищенная деталь может мгновенно вновь покрыться пленкой окиси. Поэтому и от флюса, предназначенного для алюминиевых деталей, также требуется быстрота воздействия.

Активный флюс для низкотемпературной пайки алюминия быстро растворит окисную пленку на поверхности изделий, мешающую нормальному растеканию припоя. Помимо этого, в припой, предназначенный для соединения алюминиевых изделий, добавляют цинк, обладающий способностью хорошо растворяться в алюминии.

Соединение на основе припоя с содержанием цинка обладает большей прочностью. Сочетая соответствующий припой и флюс универсальный для пайки алюминия можно без особых сложностей получить качественное соединение.

Особенности вещества

Активный флюс для пайки алюминия имеет существенные отличия от аналогичных веществ, используемых для соединения изделий из стали, латуни и меди, так же, как отличаются между собой свойства самих этих металлов. В основе состава флюса содержатся вещества, которые могут без особого труда растворять окисную пленку на поверхности алюминия. Для пайки алюминиевых изделий используются флюсы под различными номерами.

К наиболее простым относятся флюсы № 8 и 9, однако, их активность не является слишком большой по сравнению с теми, которые включают в себя соединения фтора. Выбор осуществляется, исходя из особенностей конкретной работы. Существуют флюсы, которые применяются для сварочных соединений деталей без их предварительной подготовки. Наиболее распространенным таким видом флюса является Ф-64.

Состав флюса для пайки алюминия под номером Ф-64 способствует его повышенной активности, что позволяет с успехом очищать от оксидной пленки даже не зачищенные поверхности. Раствор является бесцветным или светло-желтым.

Используемые припои

Когда осуществляется сварка изделий, изготовленных из алюминия, рекомендуется использование припоев из оловянно-свинцовой группы. Наиболее качественное соединение можно получить, если использовать вид припоев, в составе которых содержатся такие элементы, как кремний, цинк, медь. Внесение добавок значительно улучшают качество припоя - понижают температуру его плавления, увеличивают смачиваемость, делают более прочными.

Такие виды припоев выпускаются отечественной промышленностью и зарубежными производителями. Наиболее низкой температурой плавления обладают оловянно - свинцовые припои. К одной из наиболее распространенных марок припоя для сварки алюминия относится HTS-2000. Опытные сварщики говорят, что использовать припой HTS-2000 для получения качественного соединения следует только с флюсом.

К неплохим веществам из этой области также можно отнести припой французской фирмы Castolin 192FBK, а также припой Castolin 1827, используемый при соединении деталей из алюминия и меди. Отечественным аналогом HTS-2000 служит изготавливаемый в Новосибирске припой SUPER A+, который применяется совместно с флюсом SUPER FA.

Флюс Ф-61

Достоин особого внимания такой вариант, как Ф-61 флюс. Он относится к виду флюсов активного действия для удаления оксидов с поверхности алюминиевых изделий, предназначенных для спаивания. Одновременно он улучшает процесс растекания жидкого припоя. Флюс Ф-61А может использоваться также при соединении алюминия и сплавов на его основе с медными и стальными изделиями. Из всей группы подобных элементов его выделяет то, что он изготовлен на основе фторборатов.

Флюс Ф-61А производства «REXANT» является низкотемпературным флюсом. Он используется, когда происходит пайка алюминия с помощью припоев, входящими в оловянно-свинцовую группу. Температурный режим при этом находится в диапазоне 150-320 градусов.

Ф-61А флюс имеет следующий состав:

триэтаноламин - 82 процента;
фторборат цинка - 10 процентов;
фторборат аммония - 8 процентов.

Флюс расфасован в стеклянные флаконы темного цвета по 30 миллилитров вещества в каждом. Размеры флакона в среднем составляют 35х20 с высотой 76 миллиметров. Вес флакона составляет порядка 0,03 килограмма. Для удобства применения флакон снабжен капельницей, что дает возможность применять флюс дозировано.

Флюс соответствует требованиям нормативного документа ОСТ 4 ГО.033.200. Его стоимость является доступной. Флюс Ф-61А снабжен инструкцией по применению, которую необходимо внимательно изучить перед началом использования. В частности, в нем указаны меры предосторожности во время сварки.

Если флюс попадет на кожный покров сварщика, то следует сразу промыть эту область мыльной водой и протереть насухо чистой материей. Хранить флаконы с флюсом необходимо таким образом, чтобы они не могли попасть в руки детей. Гарантийный срок хранения составляет один год. После окончания процесса остатки флюса убирают при помощи салфетки, смоченной водой или спиртом.

Самостоятельное изготовление

Имеется возможность изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Для изготовления подойдут вещества, которые обладают хорошей растворяемостью и антиокислительными качествами. Когда готовят флюс для алюминия своими руками, то за основу берутся спирт, кислоты, масла.

Самый простой флюс можно приготовить, растворив воде таблетку ацетилсалициловой кислоты, наиболее известной под названием аспирин. Растворять таблетку следует до исчезновения осадка. Также можно использовать гранулы лимонной кислоты.

Хороший флюс можно получить, растворив в этиловом спирте канифоль. Поскольку она растворяется медленно, то ее следует измельчить как можно более тщательно. Для завершения растворения раствор следует оставить на некоторое время. Этот процесс можно ускорить, поместив раствор в стеклянную баночку и нагревать в водяной бане до температуры 80 градусов.

Преимущество флюса, полученного из растворенной в спирте канифоли, заключается в его нейтральности, что позволяет не смывать его остатки после окончания процесса пайки. Допускается растворение не в этиловом спирте, а в глицерине. Такой флюс будет более густым и удобным при применении.

Интересное видео

Сварочные флюсы

Флюс - что это такое для сварки? Такой вопрос могут задать или неопытные сварщики или те из них, которые никогда не прибегали к помощи этого замечательного вещества, облегчающего процесс сварки и улучшающего полученный результат. Тем не менее, на вопрос «что такое флюс в сварке», можно дать только положительный ответ. Однако, необходим его правильный выбор среди существующего многообразия.

Для чего нужен

Химическая активность зоны, где осуществляется соединение деталей, значительно увеличивается во время сварочного процесса при появлении высоких температур. Под воздействием воздуха в металл начинают попадать шлаки и окислы, что приводит к ухудшению качества шва.

Сварочные флюсы создают защитную среду, которая изолирует от негативного влияния воздуха зону сварки. Флюс в сварке - это компоненты неметаллического характера, участвующие в процессе соединения изделий, и оказывающие на этот процесс положительное влияние.

Флюс в сварке добавляет этому процессу дополнительные преимущества:

делает расплавление металла более интенсивным;
отсутствует необходимость предварительной обработки кромок изделий;
уменьшаются потери металла на испарение;
горение дуги приобретает стабильность;
уменьшается разбрызгиваемость металла и образование искр;
увеличивается КПД нагрева металла за счет снижения расхода электроэнергии на этот процесс;
расход присадочного материала уменьшается до оптимального значения.

Флюс для сварки экранирует часть пламени дуги, что для сварщика является элементом безопасности осуществляемой им работы. Таким образом, сварочный флюс - это вещество, осуществляющее защиту сварочной ванны от взаимодействия с окружающим воздухом и не дающее вытесняться из основного материала углероду.

Существуют определенные разновидности флюсов, которые обогащают металл шва соединения легирующими элементами, что приводит к его укреплению, и делает его более надежным и долговечным.

Условия использования

Флюсовая сварка должна происходить при соблюдении некоторых условий. С металлом деталей, подлежащих соединению, и металлом внутреннего стержня электрода или присадочной проволоки флюс не должен вступать в химическую реакцию.

На протяжении всего времени процесса сварки зона сварной ванны должна быть изолированной от окружающегося воздуха. Оставшиеся в шлаковой корке остатки флюса должны легко удаляться.

Область применения

Флюс сварка применяется при дуговом методе с помощью плавящихся электродов в виде проволоки, при сваривании покрытыми электродами электрическим методом. Во время сварки полуавтоматическим методом в среде инертного газа флюс располагается внутри трубочной проволоки. Также флюс находит применение при сварке угольными электродами и во время газовой сварки цветных металлов и легированных сталей.

Использование при всех видах сварки возможно, если существует необходимость создания изоляции от окисления, улучшения токопроводимости и стабильности горения дуги, исключения попадания примесей, вызывающих появление нежелательных дефектов. Необходимо осуществлять тщательный выбор флюсов в зависимости от вида конкретных работ.

Принцип работы

Что такое сварочный флюс можно понять, разобравшись, как происходит сварка с его участием.

Перед началом сварочного процесса на место будущего соединения наносится толстый слой флюса.
В зону сварки вводят электрод, и происходит розжиг дуги.
Флюс, имеющий пониженную плотность, начинает быстро расплавляться, изолируя сварную ванну от доступа воздуха.
Вследствие высокого значения поверхностного натяжения флюса происходит предотвращение сильного разбрызгивания металла, что позволяет увеличить силу тока.
В зоне дуги под воздействием действия флюса увеличивается значение теплоты, в результате чего процесс сварки начинает осуществляться быстрее.
Все стыки заполняются расплавленным металлом.

Значительная часть оставшегося флюса после его очистки может вновь использоваться.

Процесс сварки с флюсом происходит по-разному в зависимости от типа сварки. При ручной сварке флюс в виде порошка насыпают на поверхность изделия слоем до 60 миллиметров. Ширина находится в диапазоне 50-100 миллиметров.

Недостаточная толщина может привести к появлению дефектов - непровару, трещинам и раковинам. При перемещении во время сварки электрода следующий слой флюса подсыпается по ходу его движения. В зависимости от гранулирования находятся необходимая высота слоя присыпки флюсом, и выбирается сила тока.

При автоматической и полуавтоматической сварке флюс поступает по специальной трубке из бункера аппарата. Затем подключается подача сварной проволоки, обладающей функцией электрода. Неиспользованная часть флюса вместе с внедренными в него шлаками, поступает в предназначенную для этого емкость. Охлажденная корка убирается с поверхности механическим способом. Для работы с автоматическим оборудованием наиболее часто применяются флюсы из категории АН, а также керамические.

Классификация

Флюс для сварки стали может различаться друг от друга по внешнему виду, химическому составу, физическому состоянию, областью применения и назначению. Использование флюсов регламентируется соответствующими нормативными стандартами. Так, например, в ГОСТе 8713-89 обозначены требования к электросварке железных изделий, никеля, металлоизделий из различных видов стали.

По назначению флюсы можно разделить на те, которые предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей, низколегированных, с высокой степенью легированности, для соединения активных металлов. Для низкоуглеродистых сталей используются флюсы с большим содержанием кремния и марганца. Имеются различные варианты, касающиеся количества их содержания. Недостаток содержания марганца во флюсе может быть компенсировано использованием сварочной проволоки, которая обладает большим количеством марганца.

Для соединения сталей с низкой степени легированности используются флюсы, обладающие высокой степенью химической инертности, относящиеся к оксидному виду. В зависимости от марки в них содержится 5-35 процентов оксида кремния. Для сварки высоколегированных сталей используются флюсы, обладающие невысокой химической активностью. Могут применяться флюсы смешанного типа, в состав которых входят оксиды и соли в разных пропорциях. Для таких активных металлов, как титан, применяются солевые флюсы, состоящие из смеси галогенидов.

Активность - это важная составляющая характеристик флюсов, которая обозначается в условных единицах в диапазоне от единицы до десяти. Чем больше значение, тем большую активность проявляет эта марка флюса.

По методу получения флюсы подразделяются на полученные методом сплавления, склеиванием, механическим перемешиванием, дроблением зерен. Флюсы, полученные методом склеивания, называются керамическими. Керамические флюсы можно применять для сварки поверхностей с остатками ржавчины и окислов на поверхности изделий, наличия на ней следов влаги. Керамическую смесь можно добавлять к стекловидной.

При газовой сварке и пайке рекомендуется применять флюсы, имеющие вид мелкого порошка, газа и пасты. Физическое состояние определяет то, как выглядит флюс. Он может выглядеть, как мелкий порошок, стекловидные гранулы, пемзообразные, газообразные, в виде пасты. Они могут быть прозрачными и пористыми.

Состав флюса определяется его химическими составляющими. Эти показатели являются важной характеристикой. Основной показатель - химическая инертность в условиях температур, имеющих большое значение. Кроме этого материал, из которого состоит флюс, должен гарантировать диффузию некоторых элементов в металл шва.

Во многих видах флюсов наибольшую долю составляет кремнезем, препятствующий образование углерода, что снижает появление в шве трещин и пор. В ходящий в состав флюса марганец, являющийся активным раскислителем, способствует снижению образования окислов в месте, где расположена сварочная ванна. Марганец также входит в реакцию с серой, что облегчает удаление после окончания сварки.

Задача таких добавок во флюс, как молибден, вольфрам, хром, титан, заключается в восстановлении первоначального состава основного металла, а также придания ему дополнительных полезных свойств.

Флюс для сварки алюминия

Флюсы для сварки алюминия: особенности и принцип действия флюсов

Сварочное «искусство» в последнее время набирает огромные обороты развития. Появились новые методы сварки, которые вовсе не требуют вмешательства человека, и модернизируются старые и надежные способы ручной сварки. Если вам интересно узнать о сварке тонкого металла и об особенностях электродов для обеспечения сварочных процессов, то рекомендуем прочитать данную статью.

Аппараты для электрической дуговой сварки могут применяться, в том числе, и для резки металлических элементов и конструкций. Для получения лучших результатов рекомендуется использовать специальные электроды для резки металла, различающиеся по конструкции и используемым при их изготовлении материалам.

Расчет режима сварки довольно трудоемкий процесс. Однако эта статья поможет вам пошагово сделать его гораздо легче. Мы детально описали типы режимов расчета сварки в углекислом газе.

Часто для сваривания алюминия используются аргонодуговое сваривание, которое известно прочностью и долговечностью изделий. Для проведения работ аргонодуговым сварочным аппаратом требуется использование газовой среды из инертных газов. В некоторых случаях производить сварочные работы с использованием газового баллона не получается, поэтому приходится пользоваться другими методами сваривания.

Наиболее подходящим методом сварки алюминия без газа является сваривание полуавтоматическим сварочным аппаратом с использованием присадочного материала – проволоки. Внутри специальной проволоки ля сварки алюминия находится флюс, который выполняет функцию инертного газа и предотвращает появление окиси.

Автоматическое сваривание алюминия производится по слою флюса, потому как нерасплавленный флюс имеет высокую электропроводность и нарушает стабильность сварочного процесса. Для того чтобы избежать протекания жидкого металла с другой стороны шва, требуется использовать формирующую прокладку. Сварочная дуга питается постоянным током обратной полярности.

Автоматическое сваривание производят под флюсом с помощью расщепленного электрода на постоянном токе обратной полярности или переменном токе. В некоторых случаях используются флюсы для сварки алюминия с пониженной электропроводностью, например керамического типа.

Наиболее часто для работы применяются флюсы АН-А1 и АН-А4, которыми производят сваривание алюминиево-марганцевых сплавов. Для сплавов данного типа недопустимо наличие хлора натрия во флюсе, потому как из-за алюминия и магния происходит реакция восстановления натрия из флюса. При попадании в шов, натрий приводит к образованию в металле шва пористости, а также значительно снижает пластичность.

Нередко для работы используются керамические флюсы марок ЖА-64 и ЖА-64А, которые имеют низкую проводимость электроэнергии. Такие флюсы используются в некоторых случаях для проведения сварочных работ алюминия с помощью переменного или постоянного тока обратной полярности.

При подготовке деталей для сварки требуется производить профилирование свариваемых кромок, а также удалять поверхностные загрязнения с окислами. Обезжирить поверхность для сваривания можно с помощью органических растворителей или с помощью обработки материала в специальных ваннах со щелочным составом.

В качестве растворителя используется уайт-спирит, РС-1, РС-2 и технический ацетон. Обезжирив алюминиевый сплав и убрав с его поверхности оксидную пленку, можно начинать сваривание.

При удалении оксидной пленки стоит отметить, что ее можно удалять с помощью металлических щеток из проволоки. Диаметр ворса должен составлять 0,1 – 0,2 миллиметра, а в длину он должен быть не менее 30 мм. После очистки кромок вновь требуется произвести обезжиривание с помощью растворителя. Очищенные детали могут дожидаться сваривания в течение 2 – 3 часов после очистки. В больших производственных масштабах детали подвергаются травлению, что ускоряет рабочий процесс.

Газовая сварка алюминия и его сплавов.

Газовая сварка алюминия — это хорошая альтернатива дорогой аргонно-дуговой сварке. Оборудование газовой сварки может быть аж в десять раз дешевле современного аргонно-дугового аппарата, с обеими функциями переменного и постоянного тока (подробнее о нём в этой статье). И тем не менее качество шва может не намного уступать дорогому аргонно-дуговому аппарату. Алюминий и его сплавы хорошо свариваются газовой сваркой. И даже всемирно признанный авторитет в обработке листового металла Ронн Ковель, в своих видео-уроках по изготовлению бензобаков для чёппера из алюминия, не смотря на наличие дорогого аргонно-дугового аппарата известной американской фирмы «Миллер Электрик», варит алюминиевый бензобак обыкновенной газовой горелкой. А вообще рекомендую сначала научиться варить алюминий газовой сваркой, и только после этого приобретать дорогой аргонно-дуговой сварочный аппарат и начинать учиться варить на нём. Опыт и навыки газовой сварки непременно пригодятся вам при обучении сварке в среде аргона.

Особенность сварки алюминия и его сплавов состоит в образовании очень тугоплавкой плёнки окиси алюминия(AL2O3), которая располагается на поверхности жидкого металла сварочной ванны.Парадокс состоит в том, что температура плавления алюминия всего 657°С, а температура плавления окисной плёнки аж 2060°С. Эта плёнка окиси препятствует сплавлению частиц металла и обязательно должна удаляться с помощью флюса. Газовую сварку алюминиевых сплавов наиболее целесообразно применять для толщин от 1 до 5 мм. Она даёт хорошие результаты при правильном выборе режима сварки, наличии навыков у сварщика и применения флюсов, которые хорошо растворяют окись алюминия.

флюсы для газовой сварки алюминия.

Важное значение имеет правильный выбор мощности пламени, так как плёнка окиси алюминия полностью закрывает сварочную ванну и мешает сварщику контролировать начало расплавления металла. При слишком мощном пламени этот момент может быть упущен и тогда в месте сварки образуется сквозное проплавление металла, которое трудно поддаётся исправлению. В зависимости от толщины металла, мощность пламени при сварке алюминия и его сплавов должна быть : при толщине металла в 0,5 — 0,8 мм расход ацетилена 50 дм³/ч; при толщине 1 мм расход ацетилена 75 дм³/ч; при толщине 1,2 мм 75 — 100 дм³/ч ; при толщине 1,5 — 2 мм 150 — 300 дм³/ч; при толщине 3 — 4 мм 300 — 500 дм³/ч.

В таблице по подготовке кромок показаны способы и углы подготовки кромок при газовой сварке алюминиевых сплавов. Листы толщиной менее 1,5 мм можно сваривать с отбортовкой кромок. Соединений в нахлёстку следует избегать из за опасности затекания флюса между листами и последующей коррозии соединения, да и не шов это, когда соединяют детали внахлёст. Я считаю что листы должны соединяться только встык и на одном уровне, только тогда после проковки и шлифовки шва можно добиться качества однородной детали.

Не смотря на применение флюса, желательно перед сваркой кромки свариваемых деталей очистить промывкой в щелочном растворе, состоящем из 20 — 25 грамм едкого натра и 20-30 грамм углекислого натрия на 1 дм³ горячей воды(65°С), а затем кромки промывают в воде комнатной температуры. Сплавы АМц и АМг ещё и желательно протравить перед сваркой в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты, а сплавы Д и АМг можно протравить в 15%-ном растворе азотной кислоты. После травления кромки промывают в тёплой воде и насухо вытирают. Во избежание нового окисления, металл сваривают не позже 8 часов после указанной подготовки. Хотя сейчас в крупных городах можно найти фирменные флюсы, с которыми травление кромок перед сваркой можно не делать.

Присадочная проволока. Для газовой сварки алюминия и его сплавов предусмотрено 12 марок проволоки диаметром от 1 до 12 мм. Применяют проволоку из чистого алюминия марок А0 и А1 химического состава — 55 ; из алюминия марок АД, АД1 и алюминиевых сплавов марок АМц, АМг, АМг5п, АК, АМгЗ, АМг5В, АМг6, Д20 химического состава 49( по ГОСТ). Проволока для газовой сварки алюминия поставляется в бухтах в нагартованном состоянии, чистой, гладкой, без грубых следов протяжки, трещин, расслоений и вмятин. На поверхности проволоки не допускаются белые и тёмные пятна с шероховатой поверхностью, являющиеся признаком коррозии. Допускаются белые и тёмные пятна без шероховатостей, а так же цвета побежалости, которые являются следствием отжига проволоки.

Для сварки алюминия можно применять проволоку той же марки, что и свариваемый металл. При сварке термически обработанных алюминиевых сплавов и сплава АМц, лучшие результаты даёт применение проволоки АК, которая содержит 5% кремния, повышающего жидкотекучесть металла шва и даёт меньшую усадку. Для сплавов АМг не рекомендую применять проволоку АК, так как она снижает пластичность шва, лучше использовать проволоку АМг, с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле. Для сварки литых алюминиевых деталей используйте проволоку АК, АМц или проволоку из чистого алюминия. Проволока из чистого алюминия подходит почти ко всем алюминиевым сплавам, но всё же советую использовать проволоку точно такого же сплава, что и свариваемый металл и вы не ошибётесь и шов будет качественным.

Алюминий и его сплавы сваривают левой сваркой, только восстановительным пламенем(о видах сварочного пламени читаем в этой статье) или с небольшим избытком ацетилена. Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла должен быть не более 45°. Для закрепления кромок делайте предварительные прихватки. Допускается лёгкая проковка шва в холодном состоянии. Литые алюминиевые детали рекомендую сваривать участками по 50 -60 мм и с предварительным подогревом до 200 — 250°С (особенно массивные детали). После сварки для получения и сохранения мелкозернистой структуры алюминия, литые детали подвергаем отжигу при температуре 300 — 350°С и затем медленно охлаждаем.

Состав флюсов для сварки алюминия угольными или графитовыми электродами

Сеть профессиональных контактов специалистов сварки.

Темы: Сварка алюминия.

При сварке применяются присадки и флюсы, аналогичные пo составу флюсам для газосварки. Флюсы для дуговой сварки алюминия графитовыми или угольными электродами (таблица 1) вводятся в зону сварки так жe, как и пpи газовой сварке. Лучшиe результаты даёт использование флюсов, которые содержат литий (в таблице - флюсы № 5–8). Таблица 1. Химсостав некоторых флюсов для электро-дуговой сварки алюминия угольными или графитовымы электродами, % массы.

Все о припоях для пайки алюминия

Припои для пайки алюминия сегодня выпускают многие известные торговые марки, но выбор этих расходных материалов нужно осуществлять не только исходя из популярности бренда. Большее значение имеют удобство работы, температура плавления и форма выпуска этих компонентов. О том, как использовать и выбирать прутки для пайки с флюсом и цинковые стержни, порошковую проволоку и другие припои, стоит поговорить более подробно.

Особенности

Алюминий – материал, имеющий свои особенности, в том числе и в удобстве соединения с другими металлами. Его поверхность быстро окисляется, устойчивая оксидная пленка не дает достаточной адгезии. Именно поэтому припой для пайки алюминия нужен специальный, способный эффективно работать даже в таких условиях.

Фактически образуемая на поверхности этого материала после зачистки пленка представляет собой минеральное соединение корунд. В зависимости от примесей и окраски в природе он может именоваться рубином или сапфиром – неудивительно, что спаивание металла под таким покрытием является затруднительным.

Припои для алюминия – это составы, в которых образование шва происходит при любых условиях.

Здесь очень важна температура пайки, поскольку сам металл начинает менять свое агрегатное состояние уже при +300 градусах по Цельсию. Процесс работы тоже имеет большое значение. Здесь используется метод, при котором при пайке поверхность детали обволакивается расплавленными до текучего состояния веществами.

Обзор видов

Существует множество видов припоя с разным типом составов, подходящих для работы с пищевой категорией алюминия или его техническими разновидностями. Сами вещества могут находиться в твердых прутках или стержнях, выпускаться в виде порошковой проволоки с флюсом в качестве присадочной добавки. Есть специальные низкотемпературные составы, позволяющие избежать перегрева детали при работе с ней.

Все существующие варианты можно поделить на несколько групп.

На основе олова

Самый простой и очевидный вариант припоя для металлов – олово. С его помощью получают легкоплавкие соединения с медью и свинцом, кадмием, висмутом, индием. Но есть свои сложности. Алюминий имеет слабую адгезию с такими металлами, поэтому получаемый шов при пайке может оказаться недостаточно прочным. Коррозионная стойкость оловянно-свинцовых сплавов тоже довольно низкая, место соединения в конструкциях требует дополнительной защиты: покрытия грунтом, окрашивания.

Оптимальными для пайки алюминия считаются улучшенные составы. Это сплавы олова с алюминием, медью, цинком, серебром, кремнием.

В России их выпускают преимущественно в прутках, проволоке. Для повышения коррозионной устойчивости шва выбирают цинковые припои с содержанием этого вещества в объеме 40%, остальные 60% занимает олово. Выделяется вариант ПОЦ-80, считающийся аналогом комплексного продукта HTS-2000.

На алюминиевой основе

Эти припои отличаются хорошей адгезией с аналогичными по составу материалами. Можно выделить ряд наиболее популярных вариантов.

Castolin 192FBK. Алюмоцинковый вариант состава с пропорцией 2% к 97%. Оптимальное решение для соединения деталей из одного вида металла. В сердечнике присутствует флюс, можно не использовать его дополнительно. Выпускается в прутках.

Castolin AluFlam 190. Припой для капиллярной технологии нанесения. Флюс в составе отсутствует.

Castolin 1827. Состав, ориентированный на соединение алюминия и меди, имеет температуру плавления 280 градусов.

Chemet Aluminium 13. Припой для сварки при помощи специальных станков, ориентирован на соединение тугоплавких видов алюминия, в текучее состояние переходит при температуре +600 градусов. В составе 13% кремния и 87% алюминия. Аналог с флюсом имеет маркировку Aluminium 13-UF.

34А. Продукт российского производства. Применяется при соединении сплавов АМц, ФМ3М и других. Температура плавления достигает 525 градусов. Предназначен для работы с газопламенной горелкой, производится в порошке, прутках и проволоке.

Super A+. Продукт российского производства, изготавливается в Новосибирске. Применение рекомендовано с флюсом Super FA. В составе 66% алюминия, 28% меди, в качестве упрочняющей добавки выступает кремний в объеме 6%. Соединение устойчиво к коррозии, обеспечивает хорошую электропроводность.

Это наиболее эффективные припои, позволяющие достичь высокой надежности образованного шва.

Мультикомпонентные

В этой категории лидирует припой HTS-2000, отличающийся от прочих вариантов наличием сразу 9 компонентов в составе. Продукт поставляется в прутках, не требует дополнительного применения флюсов, позволяет вести работу со сплавами на основе алюминия с разной температурой нагрева. Он разработан для домашнего применения, вне промышленной сферы, требует нагрева до +350 градусов, легко проникает через оксидную пленку.

Этот припой не подходит только для соединения меди и алюминия, поскольку в этом случае не удается избежать электрохимической коррозии.

Как выбрать?

При выборе подходящего припоя для алюминия важно обращать внимание на ряд основных критериев. В первую очередь это цена, которая может достигать 10 000 рублей за килограмм у зарубежных производителей.

Отечественные аналоги обходятся в 10-20 раз дешевле при сходном уровне качества и похожем составе.

Кроме того, имеет значение наличие флюса. В трубках и прутках он чаще всего уже есть, такая продукция стоит дороже, но не требует дополнительного лужения заготовок.

Стоит учесть и состав металлов, которые предстоит соединять. Большая часть припоев рассчитана на работу с чистым алюминием или сплавами на его основе. Для образования шва с медью нужны совсем другие средства, относящиеся к группе универсальных. Например, медно-алюминиево-кремниевый 34А отечественного производства. Но у него есть свои ограничения, связанные с наличием и объемами содержания магния в сплавах металлов.

Секреты использования

Паять алюминий и металлические соединения на основе его сплавов тоже нужно правильно. Обязательным этапом является зачистка поверхности деталей: она необходима при работе с тонколистовыми и стандартными заготовками.

При пайке стоит учесть несколько важных моментов.

Вести работу нужно газовой горелкой. Паяльник не позволяет достичь желаемой температуры нагрева деталей. В домашних условиях можно использовать насадку на баллон с широким пламенем.
Механическую обработку необходимо выполнять непосредственно перед нанесением припоя. Металл очень быстро окисляется. Предварительно стоит обезжирить его поверхность органическим растворителем.
Не оплавлять припой прямым нагревом горелкой. Это повысит качество соединения, улучшит связи на молекулярном уровне. Порошковый флюс внутри трубки прекрасно растекается и при контакте с нагретым металлом.
Наносить припой в прутках на разогретый металл в месте крепления. Движения должны быть резкими, чиркающими.
При выборе бесфлюсовых составов необходимо предварительно тщательно залудить поверхность.
При использовании припоев с высокой текучестью нужно обеспечить тщательное прижимание рабочих поверхностей в области шва до их остывания. Это актуально для составов ПОЦ80 и HTS-2000.
При работе с тонколистовыми материалами нужно нагреть алюминий до температуры плавления припоя, а затем держать горелку на расстоянии, позволяющем поддерживать этот показатель на постоянном уровне.
При высоких требованиях к прочности шва можно выполнить предварительную обработку места соединения путем травления, кислотной обработки.

Спаять алюминий с медью сложно, но возможно, при условии обеспечения достаточной изоляции металлов друг от друга. Достигается это за счет особых технологий, позволяющих избежать повышенного электротехнического напряжения в материалах. Кроме того, есть специальные тугоплавкие припои, позволяющие производить работу при высоких температурах в промышленных условиях и при работе горелкой.

С особенностями пайки алюминия можно ознакомиться в следующем видео.

Читайте также: