Сварка силумина аргоном технология

Обновлено: 08.01.2025

Сварка силумина сопряжена с некоторыми трудностями. В первую очередь, сварке поддается только силумин литейных марок, в состав которого входит цинк. Во-вторых, сварка этого материала в отличие от алюминия более ресурсозатратна.

Силумин – это двухкомпонентный сплав, в составе которого кроме алюминия и кремния присутствуют медь, железо, марганец и прочие элементы. Из него изготавливаются различные изделия методом литья. Хорошие литейные свойства позволяют получать тонкостенные или сложной конфигурации детали, к которым предъявляются повышенные прочностные требования.

Широко применяется силумин при производстве элементов и деталей в авиационной, корабле-, судостроительной отраслях.

Сломанное изделие из силумина легко узнать. На его сколе четко выделяются крупицы. На практике обычно ремонтом не занимаются. Но если возникает острая необходимость, то соединить детали можно несколькими способами: сваркой, пайкой и склеиванием.

Особенности сплава

Силумин – это сплав алюминия и кремния, а кремний влияет на плохую свариваемость. Но примеси железа и титана дают возможность качественного сварного соединения. Марки материала силумин различны. Дешевые составы из Китая буквально плавятся при воздействии высокой температуры. Но изделия известных торговых марок выполняются из более качественного материала.

Среди особенностей силумина следует отметить следующее:

высокая прочность;
высокая износостойкость;
коррозионная стойкость.

У каждого изделия имеется ресурс работы, после которого происходит его разрушение. Соединить элементы можно методами, описанными выше. Склеиваются декоративные изделия. Если к изделию не будут прилагаться значительные внешние усилия, то соединение можно произвести пайкой. Пайка силумина осуществляется при помощи специальных припоев. В основном применяются припои для алюминия: ЕR4043, Harris52, HTS2000.

Изделие из силумина, требующее сварки

Пайку тонкостенных изделий производят мощным электрическим паяльником. Толстостенные же детали разогреть под силу только с использованием газобаллонного оборудования. Процесс протекает при температуре свыше 200°С. Но для предотвращения перегрева деталей используются металлические (стальные) подкладки.

Технология сварки силумина

Сварка силумина в домашних условиях проводится электродуговым методом, но двумя способами. Первый способ – это сварка плавящимися электродами. Широко применяются электроды марки ОК96.50. Стержень изготавливается из силумина, а в качестве обмазки используются составы на основе солей и щелочей из хлора или фтора.

Для соединения деталей плавящимися электродами требуются подготовительные работы. Кроме разделки кромок и удаления окислов с соединяемых поверхностей детали подвергаются предварительному нагреву. Сваривание производится в диапазоне температур от 250°С до 300°С. Для нагрева используется газовая горелка.

Результат сварки силумина

К тому же процесс проводится электродами, которые подвергаются нагреву. Печь настраивается на температуру 150°С. При сваривании силумина должны соблюдаться элементарные правила охраны труда. Для защиты должны использоваться:

костюм;
маска;
рукавицы;
защитная обувь.

Кроме того, в помещении должны присутствовать средства первичного пожаротушения и отсутствовать горящие и легковозгараемые предметы. Сварочное место должно иметь надежное заземление.

Второй способ – это сварка неплавящимся электродом в облаке инертного газа. Но не стоит забывать, что данный метод не подходит для работ в труднодоступных местах, на открытых пространствах, а также внутри резервуаров.

Аргонодуговая сварка силумина

В отличие от первого способа соединения деталей аргонодуговой метод оставляет после себя аккуратный шов и отсутствие шлака.

Технология сварки аргоном предполагает наличие следующего оборудования:

сварочный инвертор;
регулирующий осциллятор;
баллон с аргоном;
горелку для работы с защитными газами;
присадку.

Конструкция горелки позволяет одновременно подавать в зону сварки ток для розжига дуги и защитный газ.

Аргонодуговая сварка силумина

Перед тем как подвергнуть силумин сварке его подготавливают. Для этого:

кромки зачищаются от окислов механическим способом;
обезжириваются химическим составом.

Процесс аргонодуговой сварки протекает следующим образом:

Подсоединение инвертора производится в обратной полярности для лучшего плавления металла. При прямой полярности происходит ионизация газа и в сварочной зоне образуется плазма, которая силумин режет, а не плавит.
Электрод горелки из вольфрама подводится к свариваемой поверхности на расстояние не более 2,5 мм. Соприкасаться им категорически запрещено.
Аргон в зону сварки начинает подаваться по истечении четверти минуты (15 секунд) после образования дуги. Это обеспечивает лучший прогрев свариваемых элементов.
Для заполнения сварочной ванны к дуге вводится силуминовый присадочный пруток или проволока. Ее подают под некоторым углом к сварочной ванне и электроду. Скорость подачи проволоки не должна быть быстрой, иначе большой объем расплава провоцирует разбрызгивание.
Присадка вводится перед горелкой по пути ее движения. Все перемещения только вдоль шва.
После окончания горения дуги аргон, подается еще в течение 10 секунд. За это время металл шва немного остывает, что предотвращает образование тугоплавких окислов и трещин.

Достоинства и недостатки сварки аргоном силумина

Среди достоинств выделяются:

узконаправленное воздействие дуги предотвращает деформацию свариваемых элементов;
аргон значительно тяжелее воздуха, поэтому он вытесняет кислород из сварочной зоны, увеличивая качество;
высокая скорость процесса;
наличие разнообразных разработанных методик для сварки различных составов.

работы можно производить только в закрытых помещениях иначе порывы ветра будут сдувать аргон из-под горелки;
высокие сварочные токи требуют дополнительного теплоотведения;
дорогостоящее оборудование;
долгий подбор режимов.

Процесс сварки силумина – занятие достаточно сложное. Для качественного выполнения необходим большой практический опыт.

Сварка аргоном

Существует довольно обширный перечень металлов, для которых сварка в обычной атмосфере неприменима. Ввиду высокой химической активности этих металлов и сплавов в нагретом и жидком состоянии, они взаимодействуют с кислородом воздуха и окисляются, теряя свои физические свойства.

Алюминиевые сплавы Нержавеющие стали Высоколегированная сталь Ферротитан Красная медь листовая

К таким веществам относятся нержавеющая и высоколегированная сталь, цветные и редкие металлы, такие, как титан, медь, алюминий. Для их качественной сварки была разработана технология сварки в защитной атмосфере инертного газа, препятствующего контакту сварочной ванны с кислородом воздуха. Чаще всего в качестве такого газа применяется аргон.

Ручная дуговая сварка в среде аргона

Технология сварки в среде аргона сложна по сравнению с обычной сваркой, но дает возможность сваривать металлы, соединить которые другим методом практически невозможно.

Технология сварки аргоном

Основной принцип работы — сварка выполняется электродуговым способом в атмосфере защитного газ.

Большая часть цветных металлов, нержавейка и высоколегированная сталь отличаются от черных металлов тем, что в нагретом состоянии проявляют высокую химическую активность и взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя окислы и теряя полезные присадки.

Это существенно ухудшает как свойства самого шва, так и металла в околошовной области. Шов получается непрочным, а сплавы теряют свои свойства, обусловленные легирующими добавками. Еще хуже дело обстоит с алюминием и некоторыми другими легкими металлами — они возгораются.

Чтобы избежать этих неприятных последствий, сварку проводят в атмосфере инертного газа — аргона, препятствующего взаимодействию и разогретого металла с кислородом воздуха. Плотность аргона почти в полтора раза больше, чем плотность воздуха, поэтому инертный газ замещает воздух в рабочей области и защищает ее.

Сварка аргоном может выполняться как плавкими, так и неплавкими электродами, обычно вольфрамовыми.

Технология аргонодуговой сварки предусматривает три основных метода:

MMA (РАД) ручную, вольфрамовым электродом
MIG/MAG (ААД) автоматическую, неплавким электродом
TIG (ААДП) –также автоматическую, плавким электродом

Особенности аргонной сварки

Аргоновая сварка отличается от обычной несколькими особенностями. Основным рабочим инструментом в составе аппаратного комплекса служит горелка. В ней по центру закрепляется вольфрамовый электрод, газ поступает через форсунку.

Электродуга нагревает и расплавляет металл в рабочей области, присадочная проволока, плавясь, дает материал для шва. Состав этой проволоки надо подбирать так, чтобы он был как можно ближе к составу свариваемых металлов.

Технологический процесс состоит из следующих этапов:

Механическая либо химическая (а в случае сильных загрязнений — и обе) очистка свариваемых поверхностей и околошовной зоны. Необходимо очистить поверхности лот механических загрязнений, масляных пятен и пленки окислов.
Массовый провод от аппарата присоединяется к свариваемым заготовкам. Следует отметить, что присадочная проволока не входит в состав электроцепи.
В зависимости от толщины свариваемых деталей выбирается рабочий ток и выставляется на источнике тока.
За 10-25 сек до розжига дуги подают в рабочую зону газ, открыв вентиль на баллоне. Важно помнить, что отключать подачу газа можно только через 5-15 сек после окончания очередного шва.

Процесс аргоновой сварки

Горелку с электродом, выступающим на 2-5 мм, следует поднести к месту начала шва по возможности близко к деталям, но не касаясь их. Наилучший зазор, при котором получается аккуратный и надежный шов — примерно два миллиметра.
Присадочную проволоку следует удерживать перед горелкой, и вместе плавно вести их по линии шва. Очень важно вводить проволоку в рабочую область осторожно и плавно, во избежание образования брызг металла.
Розжиг дуги выполняется без соприкосновения электрода и заготовок. Для этого в схему добавляют осциллятор, генерирующий мощные импульсы напряжением от 2 до 6 киловольт и частотой до 500 килогерц. Эти импульсы и осуществляют электрический пробой газовой прослойки между электродом и массой.

Режимы аргонной сварки

Для получения надежного шва, требуется правильно выбрать режимы аргонной сварки. Ключевыми параметрами являются:

Переменный или постоянный ток.
Полярность сварочного напряжения.
Значение рабочего тока.
Темп подачи аргона.

Так, для соединения легких металлов, таких, например, как магний или алюминий, используют переменный ток. Многократная перемена полярности разрушает пленку из окислов, постоянно покрывающей их поверхность.

Выбор режима для аргонодуговой сварки

Роль осциллятора не исчерпывается начальным розжигом дуги. При работе переменным током, во избежание затухания электродуги в момент смены полярности, он продолжает посылать в сварочную цепь высокочастотные импульсы.

Величину рабочего тока определяют, исходя из нескольких параметров:

Свариваемый металл или пара металлов.
Толщина и габариты деталей.
Толщина электрода.

Для облегчения этого выбора существуют специальные справочные таблицы в профессиональной литературе и в руководстве пользователя сварочного аппарата.

Темп подачи аргона устанавливается на основании следующих факторов:

Скорость сварки и подачи присадочной проволоки.
Скорость перемещения воздушных масс в рабочей зоне.

Расход газа при постоянном и переменном токе

При наличии сквозняков или сварке на открытом воздухе необходимо будет скомпенсировать сносимый аргон увеличением подачи. В случае сильных порывов ветра для подачи аргона применяют специальные форсунки с ячеистыми сетками.

Кроме того, при работе на открытом воздухе или в случаях, когда не удается полностью очистить поверхность заготовок от загрязнений, в рабочую смесь включают небольшую долю кислорода (до 5 %), чтобы выжечь примеси или обратить их в шлак. Этот примем неприменим при работе с медью, поскольку в результате цепи химических реакций шов выходит пористым и непрочным.

Преимущества и недостатки

К очевидным преимуществам метода относят:

Высококачественный и прочный шов
Малая степень нагрева заготовок позволяет сваривать без деформаций конструкции сложной формы.
Возможность сваривать химически активные в нагретом состоянии материалы, которые бывает затруднительно или невозможно соединить другими способами.
Повышение скорости работы благодаря высокой температуре дуги.

Кроме перечисленных достоинств, у метода есть и недостатки:

Сложность аппаратного комплекса и его настройки
Высокие требования к квалификации и навыкам сварщика

Недостатками данной технологии являются:

использование сложного сварочного оборудования;
необходимость в специальных знаниях и достаточном опыте выполнения подобных работ.

Аргонодуговая сварка дает возможность делать прочные и долговечные швы, отличающиеся высокой равномерностью проплавки свариваемых заготовок. Она позволяет сваривать как тонкостенные, так и толстостенные конструкции из цветных металлов в разных их комбинациях.

Использование сварки аргоном позволяет получать качественные и надежные сварные соединения, характеризующиеся равномерной проплавкой соединяемых деталей. Применяя аргонодуговую сварку плавящимся электродом, можно сваривать детали из цветных металлов небольшой толщины даже без применения присадочной проволоки.

Виды сварочного оборудования

Для сварки аргоном применяется несколько типов оборудования:

Ручной процесс — сварщик держит горелку и присадочный материал.
Полуавтоматический процесс — присадочный материал и газ подаются автоматически в горелку, которую мастер ведет вдоль шва вручную.
Полностью механизированный процесс – в рабочей области человек отсутствует, подача присадочного материала и ведение горелки осуществляется оператором дистанционно.
Роботизированный процесс — оператор только вводит программу, а система ЧПУ исполняет ее.

Большое преимущество метода — возможность соединять материалы, сварка которых другими методами затруднительна.

Это могут быть и разнородные металлы на производстве, и стык труб в домашней системе отопления.

Принцип работы сварочного оборудования

Аппаратный комплекс для сварки в среде аргона включает в себя:

Сварочный аппарат — инвертор или полуавтомат, развивающий рабочее напряжение в 60-70 В. Возможно использование сварочного трансформатора или выпрямителя.
Осциллятор — генератор импульсов напряжением 2-6 киловольт и частотой от 150 до 500 килогерц. Служит для розжига электиродуги и ее поддержания при работе переменным током.
Устройство для подачи газа в рабочую область, включающее в себя баллон, редуктор и шланг, присоединяемый к горелке.
Керамическая горелка.
Неплавкий электрод и присадочный материал.

Процесс аргонодуговой сварки

Перед началом сварки проводится настройка параметров работы и зачистка деталей. В правую руку сварщик берет горелку, в левую — присадочную проволоку, не входящую в состав электрической цепи. За 15-20 сек до начала работы нужно подать газ к началу шва с помощью вентиля или кнопки подачи аргона.

Электрод подводят на расстояние около двух миллиметров к заготовкам, не касаясь металла. На электрод подается напряжение. Это удобно делать ножным коммутатором. Осциллятор выдает серию импульсов и осуществляет пробой газового промежутка, разжигая дугу.

Вольфрамовые электроды для сварки аргоном

Мастер плавно, без рывков и касаний электрода вводит проволоку в рабочую область, проволока плавится и заполняет пространство между соединяемыми заготовками, формируя материал шва. Одновременно нужно вести горелку по траектории шва и подавать присадочный материал. Ручная сварка требует отменной координации движений и хорошего глазомера.

Марки аргона используемые при сварке

Государственный Стандарт 10157-79 определяет три марки аргона для использования при сварке:

А — содержит 99.99% аргона, служит для работы с химически активными и редкими металлами, такими, как титан или цирконий, и для окончательной сварки особо важных конструкций.
Б — содержит 99.96% аргона, используется для работы с алюминиевыми и магниевыми сплавами и другими материалами, подверженными воздействиям растворимых в металле газов.
В — содержит 99.90% аргона, применяется для работы по нержавейке, легированным высокопрочным и жаростойким сталям, а также по алюминию в чистом виде.

Технические характеристики аргона для сварки

Весь аргон, выпускаемый промышленностью, сертифицируется по одной из трех марок.

Самостоятельное выполнение сварочных работ

Самостоятельно собрать аппаратный комплекс для ручной аргонодуговой сварки вполне реально для домашнего мастера, обладающего достаточными знаниями и навыками в области электротехники, сварочных и слесарных работ.

Для этого потребуется:

Трансформатор с амперметром для контроля рабочего тока.
Коммутатор, или контактор, подающий напряжение на электрод.
Осциллятор с индуктивно – емкостным фильтром и реле для его включения.
Регулятор подачи аргона.
Горелка для аргона.
Баллон, редуктор и газовый шланг.
Электроды из вольфрама различного диаметра.
Источник питания коммутирующих приборов напряжением 24 в.
Газовый клапан с электроприводом.
Реле включения осциллятор.
Балласт для уменьшения постоянной составляющей тока, подключаемый в разрыв сварочной цепи. Вместо специального устройства подойдет старый автомобильный аккумулятор на 50-80 ампер-часов.
Средства индивидуальной защиты сварщика: маска, краги, брезентовая спецодежда с негорючей пропиткой.

Все эти элементы комплекса можно приобрести сравнительно недорого. Однако если нет уверенности в своих способностях электротехника и газовщика, или время дорого-на рынке такой аппаратный комплекс TIG предлагается по цене от 20 тыс. руб.

Сварка алюминия аргоном

За последние 193 года с момента своего открытия алюминий получил достаточно широкое распространение. Обладая такими достоинствами как: лёгкость, прочность, податливость штамповке, высокую коррозийную стойкость, высокая теплопроводность и электропроводность, хорошие парамагнитные свойства, его соединения абсолютно не токсичны. Благодаря своим свойствам он применяется во многих отраслях современной промышленности, от пищевой, до авиационной и космической. Широкое применение деталей из этого металла потребовало разработать технологический процесс сварки деталей. Особое место среди методов сварки алюминиевых деталей занимает технология сварки алюминия аргоном.

Сварка алюминия аргоном

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Одним из существенных недостатков материала являются трудности, с которыми сталкиваются при сварке деталей из него. Этот недостаток связан с тем, что алюминий образует быструю и прочную химическую связь с кислородом. Говоря проще, его верхний слой моментально образовывает плёнку, представляющую собой окись алюминия. Основные трудности, возникающие при сварке алюминия, вызваны его химическими и физическими особенностями:

Существенная разница между температурой плавления самого металла (она составляет 660°C), и температурой плавления окисной поверхностной плёнки (достигает температуры 2060°C).
Большое количество сплавов алюминия с другими металлами. Это необходимо для придания требуемых свойств. Различные легирующие добавки изменяют температуру плавления, следовательно, необходимо создавать соответствующие условия для сварки таких деталей.

Температура плавления алюминия и его окисной пленки

Трудности, связанные с первой особенностью, решаются достаточно легко с помощью современного оборудования. Однако следует помнить, что коэффициент теплового расширения внешней оксидной плёнки в три раза меньше, чем этот коэффициент самого алюминия. При некачественном прогреве внутри образуются трещины и пустоты. Кроме этого поверхностная плёнка является более рыхлой. Она обладает высокой гигроскопичностью и худшими защитными свойствами.

Для преодоления второй проблемы, необходимо знать какой состав сплава требуется сварить. Сегодня в промышленном производстве в алюминий добавляют различные химические элементы: медь, магний, марганец и даже кремний. Все эти сплавы делятся на следующие группы:

Сплавы, в состав которых входят алюминий, медь и марганец. Они называются дюралюмины.
Сплавы алюминия, кремния и марганца. Они получили название – авиали.
На основе алюминия и меди с добавлением различных элементов. Например, железа и никеля.
С добавлением цинка.

Процесс сварки аргоном

Все эти они имеют соответствующие обозначения в соответствии с ГОСТ. Но, следует помнить, что из всего перечня сплавов хорошо свариваются не все. К ним относятся: сплавы марки АД, АМ, АВ, М и Д20. Для сварки определённого вида сплава необходимо использовать подходящую для него сварную проволоку и соответствующие флюсы и присадки. Их перечень приведен в ГОСТ 7871-75.

Для проведения качественной сварки следует учитывать следующие особенности:

трудности, связанные с расплавлением верхней оксидной плёнки;
относительно невысокую температуру плавления самого алюминия;
необходимость в мощном источнике энергии;
обязательная заварка образующегося кратера;
тщательная зачистка шва, перед тем как приступить к сварке.

В настоящее время применяются следующие виды сварочных процессов:

В окружении инертных газов. Применяются вольфрамовые электроды и добавочные бруски. Такой режим называется AC TIG.
В окружении инертных газов с автоматизированной подачей сварочной проволоки. Такой способ получил наименование DC MIG.
Без использования газовой защитной оболочки. В этом случае место сварки покрывается плавящими электродами. Этот режим именуется ММА.

Независимо от выбранного способа сварки сплавов алюминия, главной задачей является разрушение образованного слоя оксидной плёнки на поверхности свариваемых деталей. Для этого используется переменный или постоянный ток разной полярности. В этом случае можно добиться так называемого катодного распыления верхней оксидной плёнки.

Из перечисленных способов сварки наибольшей популярностью пользуются: аргонодуговая сварка АС TIG и полуавтоматическая импульсная сварка MIG. Очень часто первый вид сварочного процесса называют или аргонной, или аргоновой, или сваркой аргоном. Каждый из этих терминов подразумевает один и тот же технический процесс: сварка вольфрамовым электродом в среде аргона.

Для реализации такого сварочного процесса необходимы следующие элементы:

мощный источник переменного тока (желательно с изменяющейся частотой);
высокочастотный HF преобразователь для зажигания сварочной дуги.

Изменение частоты переменного тока в сторону увеличения и уменьшения в определённых пределах позволяет обеспечивать более точный контроль над состоянием дуги. Можно регулировать фокусировку ширины.

Это необходимо при сварке тонких деталей и сварки в труднодоступных местах.

Кроме изменения частоты применяется изменение баланса переменного тока. Изменение баланса позволяет управлять процессом так называемого «раскисления» поверхностного слоя алюминия. Иногда его называют предварительной чисткой. Количество и качество подобной чистки зависит от состава металла, его чистоты и скорости сварки. Однако настройка слишком высокого баланса значительно снижает стабильность создаваемой дуги. Низкий баланс приводит к тому, что не удаётся расплавить поверхностную оксидную плёнку.

Высокочастотный HF преобразователь обеспечивает надёжное образование сварочной дуги.

Для проведения такой сварки используются вольфрамовые электроды и присадочные прутки или проволока. В соответствии с ГОСТ электроды должны иметь диаметр от 1,6 до 2,4 мм, а прутки диаметром от 1,6 до 4 мм. В качестве защитного газа применяют инертный газ (обычно это аргон) отсюда и пошло название процесса сварки. Правда существуют аппараты, в которых применяется гелий с высокой степенью очистки.

Cварочный аппарат MIG

Все параметры: интервал изменения частоты и баланса переменного тока, размеры электродов и присадочного прутка, размер дуги, скорость подачи газа зависит от технических возможностей оборудования и состава и формы свариваемых деталей. Чтобы не допускать ошибок при сварке, разработаны специальные таблицы, которые позволяют выставлять требуемые параметры.

Кроме таблиц, опытными сварщиками разработаны инструкции по сварке алюминия. Согласно инструкции целесообразно обеспечивать угол между свариваемой поверхностью и электродом выдерживать в пределах 70-80°, между электродом и присадочным бруском или проволокой близким к 90°. Длину сварочной дуги необходимо выдерживать в пределах от 1,5 мм до 2,4 мм. Горелка должна двигаться медленно и не обгонять присадочный пруток. Таким образом, будет обеспечена наилучшая защита образованного шва.

Технология аргонодуговой сварка алюминия

Для получения лучшего качества сварки следует алюминиевую деталь располагать на горизонтальной поверхности. В качестве подложки лучше использовать прокладку из меди или стали. Будет обеспечен надёжный отвод тепла во время сварочного процесса. Это необходимо при сварке тонких деталей, так как перегрев может вызвать прожигание самой детали.

Размеры сварочной ванны выбираются исходя из размеров свариваемых деталей. Скорость движения горелки должна выбираться в соответствии с силой сварочного тока и скоростью подачи аргона.

Повышенный расход газа приводит к эффекту засасывания воздуха в зону дуги, что снижает эффект воздействия инертного газа. Если газ вытекает медленно, или применяется слишком большая скорость сварки, это тоже приводит к ухудшению качества защиты места шва. Обычно специалисты включают подачу аргона за 3-5 секунд до зажигания дуги и выключают через 5 секунд после сварки.

Последовательность проведения сварочных работ

Сварка аргоном алюминия осуществляется в следующей последовательности:

Подготовка сварочного аппарата, ванны для сварки, подбор электродов и дополнительных брусков, подбор необходимого флюса.
Подготовка свариваемых деталей. Этот процесс производится в три этапа:

непосредственная очистка и обезжиривание частей алюминиевых деталей, которые будут свариваться. Обезжиривание поверхности производится растворителями, например ацетоном или уайт-спиритом;
при необходимости производят разделку кромок. Это делается для деталей, толщина которых превышает 4 мм. Если толщина деталей не превышает 2 мм, то специалисты советуют произвести, так называемую отбортовку;
предварительное удаление оксидной плёнки. Эту операцию производят механическим воздействием на поверхность свариваемых деталей. Её производят либо с помощью наждачной бумаги или металлической щётки из нержавеющей стали (желательно, чтобы толщина проволоки у щётки не превышала 0,15 мм).

Непосредственная сварка. Она осуществляется в соответствии с существующими инструкциям и рекомендациями и подробно описана в предыдущем пункте.

Кроме всех приведенных преимуществ, профессионалы отмечают, что с помощью технологии сварки алюминия аргоном можно производить разнородную сварку. Именно применение аргона и соответствующей горелки позволяет сваривать металлы с разными температурами плавления и коэффициентами расширения.

Процесс сварки силумина - каким оборудованием выполняется, особенности техники, расходники

Сегодня силумин применяют для производства всевозможных сложных элементов. Сварщики соединяют детали из силумина применяя этот метод сваривания.

Сложным этот способ не назовешь, но, когда дело доходит до практики, при работе со сплавом многие начинающие мастера встречаются с большим количеством трудностей.

Детали из этого металла, соединяются более сложно, так как при сварке сплав окисляется и нагревается. Учитывая такие особенности, для этого способа сваривания применяют аргон. Этот элемент препятствует окислительному процессу во время сварочных работ.

Примечание. Силумин – это кремнийсодержащий сплав в основе которого лежит алюминий. Из него производят разные изделия замысловатых форм.

Из физических свойств этого сплава следует выделить износоустойчивость, высокую прочность, а также не податливость коррозии и небольшой вес.

Силуминовая сварка с применением аргона

По технологии процесс варки силумина почти аналогичный алюминиевой сварке. В ней одновременно применяется электрическая и газовая технологии, вследствие чего эта технология называется аргонодуговой.

Таким образом, работы по свариванию проходят в защитном облаке из аргона с применением нерасходуемого электрода.

Выше мы упоминали, что аргон во время сваривания отыгрывает защитную роль от окислительных процессов. Он выталкивает массы воздуха из зоны сварки, так как воздух легче аргона.

Другая отличительная черта этого химического элемента заключается в его инертности. То есть, аргон никогда не вступит в реакцию с воздухом либо иными газами.

Начинающим сварщикам, первый раз сваривающим силумин, рекомендуем быть осторожными и следить за температурой газа, чтобы не перегреть его.

Если производится сварка с обратной полярностью (когда осуществляется присоединение заготовки к минусовой стороне, электрода к плюсовой), будет происходить отсоединение электродов от атомов газа.

Вследствие чего аргон ионизируется и пропускает электроток сквозь себя. Таким образом, следует удостовериться, что газ доведен до требуемой температуры, так как в случае его перегрева, он своей мощностью начнет ломать элементы из силумина, а не скреплять их.

Важно заметить! Для сварки подходит только металл, с составом кремния от 5 до 20 процентов (литейный). Но если в сплаве есть довольно много примесей цинка, этот металл запрещается сваривать.

Как правильно сварить силумин

Для работ со сплавом применяют аргонодуговую сварку. Работы предполагают применение следующего оснащения: горелочное устройство, инвертор, осциллятор, а также газовый баллон.

Нерасходуемый вольфрамовый электрод закрепляется в горелочном аппарате, а силуминовая проволока отыгрывает роль присадки.

До начала сварочных работ с силумином нужно:

Пескоструйным аппаратом, наждачкой, либо металлической щеткой следует зачистить края элементов из сплава, предназначенных для сваривания.
Следующий этап – обработка деталей специальным химическим веществом, таким как растворитель либо бензин.

Такая технология предусматривает работы на обратной полярности с короткой дугой. Эти параметры предоставят лучшие условия для плавки сплава.

В сварочной зоне следует разместить присадочную проволоку, чтобы она расплавилась и соединилась с силумином. В итоге получится жидкое вещество однородной консистенции, которое станет монолитом после охлаждения.

Для образования сварочного шва высокого качества, проволоку следует подавать перед горелочным устройством, а сам горелку удерживать под углом.

От скорости, постоянности и точности подачи сварочной проволоки по шву зависит его качество. В случае очень быстрой подачи металл разлетится, а шов будет не ровным.

Важно придерживаться следующих советов и правил сваривания сплава в домашних условиях:

Нельзя прикасаться к заготовкам из металла при поджигании электрода;
Лишь после разжигания электрода из вольфрама должен вводиться аргон;
Чтобы деталь остывала равномерно, не следует сразу перекрывать поступление газа. Нужно выключать подачу аргона через 10 с после того, как будет прекращено поступление электроэнергии на электрод.

Сварка силумина аргонодуговым методом: все "за" и "против"

Такой способ обладает массой преимуществ, из которых мы хотим выделить следующие:

Эта технология одна из немногих, которая позволяет сварить детали из силумина;
Процесс варки не займет много времени, если работать на короткой дуге;
Применяя аргон в качестве защитного газа, вы обезопасите металл от окисления. Таким образом, если сваривать сплав по всем правилам, получится надежный крепкий шов;
Даже на дому можно успешно осуществлять такого рода сварочные работы, но от опыта также многое зависит.

Конечно, как и у любого другого метода, у этого помимо плюсов найдутся и минусы:

Аргонодуговую сварку металла не желательно производить на улице. Причина в том, что есть вероятность сдувания защитного газа ветром из зоны сварки. Таким образом, для сваривания рекомендуют выбирать закрытые помещения.
При использовании аргонодуговой сварки важно собрать все нужное оснащение;
Есть вероятность появления трудностей при регулировке сварочного режима;
Детали из силумина нужно будет предварительно охлаждать, если вы используете трансформатор для сварки.

Подытоживая скажем, что процесс сварки силумина довольно кропотливый, он требует точности, аккуратности и немного опыта. Если вам важен итоговый результат, а не набор практических навыков, советуем вызвать профессионала.

Как варить силумин в домашних условиях

Сварка металла

Сварка силумина имеет некоторые технологические особенности, т.к. этот сплав алюминия с кремнием быстро окисляется при нагреве. Это затрудняет процесс соединения элементов, отличающихся сложной формой.

Свариваемость сплава и возможные проблемы

Силумин прочен и устойчив к коррозии и хорошо поддается литью, штамповке и ковке. Однако сплав отличается высокой окислительной активностью, что затрудняет процесс сварки.

Удобнее работать с силуминовыми сплавами литейных марок, которые включают 5-22% кремния, но даже в этом случае требуются большие затраты ресурсов. Если в состав сплава входит много цинка, деталь варить нельзя, т.к. под действием температуры этот компонент выгорает, делая кромку ломкой.

При обработке силумина чаще используют инертные газы. Аргон, который тяжелее воздуха, оседает на обрабатываемой поверхности облаком. Таким образом, на открытом воздухе провести обработку этой области крайне сложно. Кроме того, в ряде случаев возможно плавление электродов.

Для сварки этого сплава применяют далеко не все припои, т.к. висмут, свинец, олово и кадмий плохо растворяются в алюминии, что делает полученное соединение ненадежным.

Однако при использовании флюса, отличающегося высокой активностью, и при тщательной обработке места шва используют припой на основе оловянно-свинцовой смеси. Полученный в этом случае шов отличается низкой устойчивостью к окислительным процессам, поэтому требует дополнительного покрытия лакокрасочным материалом.

Лучше всего для пайки и сварки алюминиевых элементов подходят припои на основе:

Расходные материалы часто включают сразу несколько компонентов в разных соотношениях. Лучшим являются припой 34А, содержащий около 6% кремния, 28% меди и 66% алюминия, а также ЦОП-40 с 40% цинка и около 60% олова.

Плюсы и минусы

Часто сварка и пайка силумина проводятся с использованием аргона. Этот метод имеет ряд преимуществ и недостатков.

К положительным сторонам такой обработки можно отнести:

высокую прочность соединения;
вытеснение кислорода со сварочной области;
исключение деформации кромок;
снижение затрат времени на формирование шва;
исключение быстрого окисления материала.

Считается, что технология сварки силумина с применением аргона проста, поэтому более доступна новичкам.

Однако у этого способа имеется и ряд недостатков. Такая сварка невозможна на открытом воздухе, т.к. ветер мешает распределению инертного газа по рабочей поверхности. Кроме того, выполнять обработку можно только специальным оборудованием. Нередко возникают сложности с настройкой сварочных аппаратов. Если для обработки силумина используется трансформатор, дающий высокую силу тока, поверхности потребуется периодически охлаждать.

Предъявляемые требования

Для защиты силумина требуется создание прочной окисной пленки. Ее формирование усложняет процесс работы. Если обрабатываемая деталь не будет находиться под большой нагрузкой, сварку допустимо выполнять при постоянном токе, отличающемся обратной полярностью, с применением электрода. Кроме того, обработка таких изделий может быть выполнена прямым током и с применением неплавящегося вольфрамового или угольного электрода.

Особые требования предъявляются к нагреву деталей для проплавления. Для этого можно использовать газовую горелку. Если толщина материала менее 10 мм, нагревание проводится до 250-300°C. Если заготовка толще, производится нагрев до 400°C.

Есть требования и к силе тока: его регулируют до начала сварки. Желательно провести тестирование на силумине схожей толщины. Сварочная работа должна проводиться непрерывно 1 электродом, т.к. формирующаяся при остывании пленка включает в себя шлаки, которые препятствуют повторному розжигу дуги. Таким нужно постараться сразу же заварить всю необходимую поверхность, т.к. преждевременное прекращение работы ухудшит качество шва.

Только массивные заготовки могут быть сварены в 2 прохода. Сначала разогреваются края, а затем ведется шов. При этом присадка держится в левой руке и перемещается позади электрода. Его необходимо помещать на расстоянии 7-10 мм. Нельзя допускать плавления припоя каплями, т.к. это приведет к разбрызгиванию силумина и отсутствию формирования шва.

Пайка силумина

Пайка силумина имеет свои особенности.

Чтобы спаять элементы из этого сплава, нужно придерживаться некоторых правил:

Сначала тщательно зачистить обрабатываемые поверхности, обеззаразить их.
Зафиксировать детали в нужном положении.
После этого проверить работу инструментов.
Газовой грелкой прогреть обрабатываемую область.
Прикасаться к разогретому месту припоем с включением активного флюса.

Если для работы используется бесфлюсовый припой, крайне важно для разрушения оксидной пленки дополнительно нанести флюс.

Описание возможных способов сварки

Существует 2 главных метода сварки элементов из силумина. В первом случае соединение проводится аргонодуговым способом, а во втором используются плавкие электроды. Каждый вариант имеет свои особенности.

В аргоновой среде

Аргоновая сварка в большинстве случаев позволяет получить лучший результат. Однако этот способ соединения требует использования специального оборудования, например сварочного инвертора, рассчитанного на 220В или 380В.

Сила тока должна регулироваться в зависимости от толщины деталей. Кроме того, при работе задерживается осциллятор, который необходим для регуляции напряжения, поступающего на электрод при создании дуги. В процессе работы потребуются также баллон с газом и сварочное оборудование, присадочный пруток, горелка, расходные материалы.

Сварка силумина с аргоном требует использования обратной полярности. Таким образом, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации инертного газа, повышения его электропроводности.

Инертный газ начинает подводиться к рабочей области только после розжига. Шов при этом охлаждается в защитной зоне не менее 10 секунд. В этом случае обеспечивается качественное схватывание верхнего слоя.

Припой необходимо вести со средней скоростью перед горелкой. Электрод не следует приближать к поверхности на расстояние менее 2,5 мм. Движения прутка и горелки должны совпадать. Необходимо, чтобы диаметр присадочной проволоки был меньше, чем диаметр электрода.

С использованием плавящихся электродов

Для сварки плавящимся электродом со стержнем из силумина можно проводить выпрямитель или трансформатор. Перед работой поверхность требуется нагреть до 150°C, саму область стыка прогреть до 300°C. В этом случае шва не будет, т.к. произойдет сплав поверхностей. Образовавшийся шлак нужно зачистить.

Как подготовить силуминовую поверхность

Поверхность из силумина требует специальной подготовки перед сваркой и пайкой:

Провести тщательную зачистку рабочей зоны для устранения оксидной пайки. Лучше всего использовать для этого металлическую щетку или наждачную бумагу.
Обеззаразить поверхность, используя бензин, ацетон или другой растворитель.

Настройки аппаратов для сварки

Настройка зависит от типа сварочного оборудования, которое будет использоваться для сварки силумина.

Лучше всего после подготовки всех аппаратов провести тестирование на отдельном куске материала и при необходимости выполнить подстройку.

Возможности холодной сварки

Детали, которые не будут подвергаться сильным нагрузкам, можно соединять холодной сваркой.

Для этого применяют специальные клеевые составы:

«Холодная сварка».
PERMATEX Cold Weld.
Abro Steel.
Cosmopur 819.
Mastix.
Cosmopur 819.
Abro Steel.

Каждый из этих материалов имеет особенности использования. Они указываются производителем на упаковке. Необходимо точно следовать представленным рекомендациям.

Что необходимо помнить

Крайне важно тщательно подготавливать поверхности к обработке. При сварке нельзя касаться электродом имеющихся заготовок. Подавать газ следует через 15 минут после розжига. После завершения работы не рекомендуется сразу же прекращать подачу газа: это обеспечит постепенное остывание поверхности.

Можно ли варить дома

В случае крайней необходимости сварку изделий из силумина можно проводить в домашних условиях. Однако необходимо соблюдать технику безопасности: надевать защитную одежду, перчатки и очки. Помещение должно проветриваться, но при этом не должно быть сквозняка. Кроме того, для проведения работ нужно иметь необходимые навыки. Новичкам не следует выполнять сварку дома.

Читайте также: