Электроды для сварки алюминия своими руками

Электроды для сварки алюминия своими руками

Электроды по алюминию для сварки — это металлические стержни, покрытые обмазкой. Обмазка защищает металл от окисления и улучшает качество сварного шва. Их практически не используют в крупных цехах и на заводах, поскольку их КПД недостаточно для выполнения больших объемов работ. Но такие электроды широко используются домашними умельцами.

Зачастую для сварки алюминия используется угольный электрод. В этой статье мы расскажем все, что нужно знать о стержнях для алюминия и подробно объясним, как сделать электроды для сварки своими руками.

Особенности сварочных работ с деталями из алюминия

Всем специалистам-сварщикам известно: варить алюминий непросто. Это объясняется наличием на поверхности деталей из этого металла тугоплавкой оксидной пленки. Важнейшими задачами, которые необходимо решить для того, чтобы сварка была выполнена качественно, являются тщательная очистка поверхностей соединяемых заготовок от загрязнений и удаление с них оксидной пленки.

Чтобы эффективно очистить и обезжирить поверхности алюминиевых деталей перед тем, как вы начнете выполнять сварочные работы, можно использовать органический растворитель (ацетон, РС-1, РС-2, уайт-спирит) либо щелочную ванну (в ней заготовки оставляют на несколько минут – не более 5). Выдержка в щелочной ванне является более эффективным способом очистки деталей из алюминия. Приготовить раствор для нее несложно даже в домашних условиях своими руками. Для этого потребуются:

  • 1 л воды;
  • 50 г карбоната натрия;
  • 50 г технического тринатрийфосфата;
  • 30 г жидкого стекла.

Пример очистки алюминиевой детали в щелочном растворе

Раствор, приготовленный в результате тщательного смешивания данных компонентов, надо нагреть до 65 градусов Цельсия. Только после этого можно помещать в него заготовки из алюминия.

После очистки деталей из алюминия и их обезжиривания надо решить еще одну важную задачу – удалить тугоплавкую оксидную пленку. Если этого не сделать, варить такие заготовки будет очень затруднительно, а полученное соединение будет обладать низким качеством и невысокой надежностью. Для удаления оксидной пленки в производственных и домашних условиях используют металлические щетки, напильники или шлифовальные машинки. После выполнения механической обработки поверхности соединяемых деталей второй раз обрабатывают растворителем.

Поверхность детали из алюминия, качественно подготовленная к сварке путем механической чистки

По окончании вышеперечисленных подготовительных работ можно приступать к сварке деталей из алюминия. Лучше всего делать это с помощью инвертора, используя специальные электроды для сварки алюминия. Их, чтобы получить стабильно горящую дугу и качественный сварочный шов, необходимо прогреть в печи, выдерживая температуру 200 градусов Цельсия. Продолжительность такого прогрева должна составлять порядка 2 часов.

Чтобы варить алюминий, необходимо использовать источник постоянного тока и подключать его в обратной полярности. Используя определенные электроды для сварки алюминия, важно правильно выбирать силу сварочного тока: его величина должна составлять 25–30 А на один миллиметр их диаметра.

Прогрев алюминиевых заготовок газовой горелкой

Необходимо учитывать еще одну тонкость, которая позволяет получать надежные и качественные сварные соединения. Заключается эта тонкость в том, что место будущего соединения прогревают при помощи газовой горелки. Температура, до которой необходимо нагреть соединяемые детали из алюминия, зависит от их толщины. Чем этот показатель выше, тем интенсивнее следует прогревать заготовки из алюминия.

На качество сварного соединения деталей из алюминия влияет в том числе и скорость их охлаждения: она должна быть очень медленной. Такие технологические приемы позволяют хорошо проплавить металл даже при сварке на невысоких токах, избежать коробления соединяемых деталей и появления в месте их соединения кристаллизационных трещин.

Есть ряд обязательных действий, которые выполняют при сварке алюминия (их можно также изучить по видео).

  • Перед сваркой, если предстоит варить детали значительной толщины, место соединения необходимо прогреть при помощи газовой горелки.
  • Полученный сварной шов следует тщательно очистить от шлака.
  • Очищенный сварной шов обдается горячей водой (это обеспечит его медленное остывание).
  • После остывания шов тщательно очищается от остатков шлака металлической щеткой. Если не выполнить это требование, остатки шлака на сформированном соединении могут привести к образованию и развитию коррозии.

Какие электроды применять для сварки алюминия

Интересуетесь, какие существуют электроды по алюминию для электродуговой сварки и в среде защитных газов? Расскажем про промышленные и самодельные стержни!

Какими электродами сваривают алюминий

Плавящиеся покрытые стержни:

  • ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2;
  • ОЗА-1 — ОЗА-2;
  • УАНА;
  • Capilla ALU 60/12 Si;
  • Aluminil Si 12;
  • EAL 4047;
  • ALUMIN-351N;
  • ZELLER 480;
  • ОЗР — ОЗР-2 использовать лучше для резки металла.

1) ОЗАНА-1, ОЗА-1, ESAB 96.10 применяются для наплавки и сварки чистых сплавов алюминия с предварительным нагревом металла. Процесс происходит на постоянном токе обратной полярности. Шов имеет коррозийную стойкость.

2) ОЗАНА-2, ОЗА-2, ESAB 96.50 сваривают сплавы кремнистые (силумин), АЛ4, АЛ9, АЛ11, пригодны для литья. Постоянный ток обратной полярности. Стержни нуждаются в прокалке, а металл в подогреве.

3) УАНА (солевое покрытие) для алюминиевых литейных сплавов АД00, АД0, АД1, АД, АМц.

4) Capilla ALU 60/12 Si спецпокрытие для соединения алюминиево-кремниевых сплавов (Al-Si, Al-Mg-Si, Al-Si-Mg-Cu). Цена 2 350 рублей за упаковку 2 кг, диаметр стержней 2,5 мм.

5) Электроды для алюминия Aluminil Si 12 со специальным белым покрытием для соединения деталей, где требуется совпадение цвета. Ремонтируют трубы, окна, мебель, детали автомобилей. Литые сплавы с содержанием Si-а до 12% — AlSi 12 (Cu), AlSi 10 Mg (Cu), AlSi 6 Cu 4. Металл толще 15 мм подогревают перед сваркой от 150 °C до 250 °C.

6) EAL 4047 для соединения алюминиевых сплавов:

  • Al Si 12 (алюминий-кремний);
  • Al Si 12 (Cu);
  • Al Si 10 Mg (алюминий-магний-кремний);
  • Al Si 10 Mg (Cu);
  • Al Si 6 Cu 4.

7) ALUMIN-351N для восстановления турбин, штреков, крышек, поршней, труб толщиной более 2 мм. Свариваемые материалы:

  • Al Si 5 Mg (3.2341);
  • Al Si 10 Mg (3.2381);
  • Al Si 10 Mg (Cu) (3.2381);
  • Al Si 12 (3.2581);
  • Al Si 12 (Cu) (3.2583);
  • Al Si 11;
  • Al Si 9 M g;
  • Al Si 9 Cu 3;
  • Al Si 7 M g;
  • Al Si 6 Cu 4.

8) ZELLER 480 с улучшенным покрытием для электродуговой сварки и наплавки алюминия, силумина, дюралюминия. Применяется для устранения дефектов литья и ремонта блоков двигателей, картеров и т.п.

9) ОЗР-1 и ОЗР-2 для резки на повышенных режимах с наклоном стержня в противоположную сторону. Движения электрода возвратно-поступательные: сверху-вниз или вперед-обратно. Прокалка изделий 1 час, при температуре 170 градусов.

Электроды алюминиевые быстро поглощают влагу, хранить их лучше в сухих местах.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия (неплавящиеся):

  • WP с зеленным наконечником;
  • WZ-8 с белой маркировкой;
  • WL-15 (цвет золотистый);
  • WL-20 (маркировка синяя),

Для полуавтоматов применяют проволоку MAL 4047, ER 4043, ER 5183, ER 5356.

Цена на стержни описанные выше приличная и домашние «кулибины» делают самодельные электроды для сварки алюминия. В домашних условиях, сделать своими руками стержни — не сложно. Рецепт изготовления прост:

  • взять алюминиевую проволоку 3-4 мм, порезать на куски 300-350 мм, зачистить шкуркой;
  • измельчить мел, соединить с жидким стеклом (силикатный клей), перемешать до состояния пасты;
  • нанести смесь на приготовленные куски слоем 2 мм, просушить.
Читайте также  Как выровнять стены гипсокартоном в деревянном доме

Проволока погружается в раствор обмазки вертикально, с оставленным чистым концом длиной 30 мм. Самодельные стержни подвешиваются для просушки.

Как варить алюминий электродом

Алюминиевые сплавы имеют различную свариваемость, из-за присутствия в них легирующих элементов разной концентрации. Таблица поможет определить легко и трудносвариваемые группы материалов.

При толщине металла более 5 мм, сварка алюминия электродом выполняется с разделкой кромок. V-образная канавка делается со скосом 45-60 градусов, а технологический зазор между заготовками 1-2.5 мм, исходя от толщины свариваемых элементов.

Изделия подвергаемые сварке нуждаются в просушке (подстраховка от пористости шва), а электроды в прокалке по инструкции завода-изготовителя.

Подготовленные кромки обезжириваются ацетоном или растворителем.

Электросварка алюминия электродом выполняется под прямым углом (без наклона стержня), короткой дугой.

У толстого металла, место соединения подогревается до температуры 150-200 градусов.

Технология выполняется инвертором на постоянном токе обратной полярности (положительный полюс на электроде, отрицательный на детали).

Необходимые сварочные принадлежности:

  • источник тока для ручной дуговой сварки;
  • металлическая щетка для очистки оксидной пленки;
  • молоток для удаления шлаковой корки;
  • сварочный щеток;
  • электроды;
  • краги.

Если у кого нет, чего-либо из описанного оборудования, то поспешите в магазин за покупками.

Описание процесса

Возьмем для примера, материал толщиной 10 мм. Нарезаем кромки под углом 45 градусов. Газовой горелкой делаем просушку и подогрев кромок деталей, предварительно обезжирив их.

С помощью зажимных приспособлений устанавливаем пластины с зазором 1 мм и щеткой удаляем оксидную пленку.

Абразивный инструмент нельзя применять, частицы абразива попадут в вязкий слой алюминиевого сплава и вызовут дефекты сварного шва.

После зачистки выполняем сварку сухим электрод, диаметром 3 мм. После каждого прохода, удаляем шлак молотком. Соединение по шлаку не допускается.

При соблюдении технологических рекомендаций, получается прочное соединение.

Видео:

Что нужно для сварки алюминия

Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.

При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.

Выбор вольфрамовых электродов

  1. Наиболее бюджетные типа ЭВЧ, которые состоят из 98,5 % химически чистого вольфрама с добавкой железа, кальция, молибдена, никеля и кремния. Профессионалы недолюбливают эти марки электродов, поскольку считают, что зажигание дуги в этом случае происходит нестабильно (для инверторных аппаратов это обстоятельство важно). Такие электроды могут быть шлифованными и не шлифованными.
  2. Типа ЭВЛ — отличающиеся тем, что в их составе дополнительно присутствует оксид лантана (в количестве до 1,4%). Наличие этого вещества улучшает условия поджига дуги и уменьшает склонность дугового разряда к прожогу поверхности соединяемых деталей. В электродах марки ЭВЛ-2 количество оксида лантана доведено до 2%.
  3. Типа ЗВТ, в составе которых наличествуют тантал и двуокись тория (их суммарное процентное содержание в составе материала электрода достигает 3,5-5%). Наличие указанных компонентов позволяет успешно варить алюминий в сочетании с другими алюминиевыми сплавами. Электроды этого типа выделяются своей наивысшей ценой.

  • Марка WP (зеленый цвет) считается наиболее универсальной. Такими электродами можно работать как по чистому алюминию, так и по его сплавам. Пригодны для сварки переменным током, причем с возрастанием частоты осцилляций качество соединения увеличивается. Поскольку теплостойкость материала ограничена, то для обеспечения более равномерного теплового поля торец выполняют полусферическим;
  • Марка WZ-8 (белый цвет) используется при наличии специальных требований к химической чистоте шва. Роль такого очистителя выполняет окись циркония, которая входит в состав. Кроме того, оксид циркония повышает стабильность горения дугового разряда и увеличивает термостойкость;

Марка WТ-20 (красный цвет) по своим потребительским характеристикам примерно соответствует отечественным маркам ЭВТ. Однако для соединения алюминия и его сплавов они используются реже, поскольку ухудшают стабильность горения дуги. Единственное их преимущество — высокая стойкость, что имеет значение при продолжительных сварочных операциях.

Кратко о составе

Покрытие состоит из хлорида и фторида щелочноземельного или щелочного металла, которые легко вступают в реакцию с пленкой при активации сварочной дуги, а комплексные соединения образуют шлак. Для конкретных задач выбираются электроды с разными покрытиями, некоторые из них позволяют легировать металл шовного соединения, благодаря специальным добавкам, находящимся в обмазке. Особый химический состав стержня принимает активное участие в этом процессе.

Инверторы, применяемые для сварки деталей из алюминия, могут между собой отличаться по конструкции и модификации. Наиболее распространены полуавтоматические аппараты, а также электродуговые установки.

Выбираемый для сварки алюминиевых деталей аппарат должен иметь следующие возможности:

  • должен быть установлен осциллятор для обеспечения возможности увеличения стартового тока;
  • настройка основного тока с высокой точностью в соответствии с толщиной детали;
  • регулятор подачи инертного газа при сварочных работах.

Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет

На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.

Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.

Применение вольфрамовых электродов

Аргонную сварку применяют в самых разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Возможность аппаратом TIG ac/dc соединить различные углеродистые, нержавеющие, конструкционные стали, а также современные сплавы металлов, характеризует эту технологию как самую востребованную в производстве на данный момент. Аэрокосмическая отрасль, как правило, является основным пользователем данного типа сварки.

В промышленности tig-сварку используют для соединения деталей различных конфигураций. Аргонную сварку применяют для создания переходов между трубами различного диаметра. Сварочные швы алюминия после tig-сварки не образовывают трещин, имеют химическую целостность металла, что позволяет использовать этот режим сварки для герметизации ёмкостей с ядерными отходами в связи с их утилизацией.

В связи с простой технологией аргонной сварки алюминия, её можно применить в быту, используя домашние инверторы TIG ac/dc. В бытовых условиях возможно организовать даже сварочный процесс нержавейки. Надёжность получаемого шва не вызывает сомнений, так как сварочный шов являет собой единое целое со свариваемым металлом. Современные технологии сварочных работ ставят аргонодуговую сварку с применением вольфрамовых электродов на одно из первых мест в мире по качеству производимых работ.