Сварка алюминия и ее особенности
При сваривании деталей из алюминия процесс осложняется появлением в результате химической реакции особенной окисляющей пленки: она тугоплавкая, прочная и имеет химическую формулу Al203. Эта пленка может быть расплавлена только при труднодостижимой температуре выше 2000 градусов по Цельсию, и, оставаясь на поверхности металла, мешает соединению деталей.
Особенности сварки алюминия
Для того, чтобы проводить сварку при нормальной для нее температуре (до 500 градусов по Цельсию), во время работы на поверхность соединения наносят специальный активный флюс, который препятствует образованию окисляющих капель Al203. В состав флюса входят хлор- и фторсодержащие соединения, которые обеспечивают прочность сварочного шва, а также препятствуют появлению трещин и зазоров.
Есть и еще несколько сложностей сварочных работ с алюминием:
• при взаимодействии с водородом алюминий становится пористым, что затрудняет и сварочный процесс, и делает сам металл менее прочным;
• при нагревании алюминий не изменяет цвета, поэтому очень сложно определить, когда он начинает плавиться – для работ с этим металлом можно привлекать только высококвалифицированных работников;
• если нагреть алюминий больше, чем на 500 градусов по Цельсию – он станет гораздо менее прочным и может разрушаться даже под давлением собственного веса.
Необходимость учитывать все эти особенности делает правильную технологию сварки алюминия достаточно сложной, поэтому к работе должны допускаться только опытные сотрудники с достаточным количеством технического оснащения.
Защита от окисления
Для защиты алюминиевых деталей от появления окисляющей пленки очень важна предварительная подготовка:
1. Каждую деталь тщательно омывают в теплой и в холодной воде по очереди и после этого протирают ветошью до полной сухости.
2. Обрабатывают детали специальным флюсом для предотвращения появления оксидной пленки Al203. Флюс можно наносить в виде пасты как на сварочную электродную проволоку, так и на сами кромки свариваемых деталей.
Удалить окисляющую пленку с алюминиевой поверхности можно не только флюсом, но и еще несколькими способами: механическим и электрическим.
При механическом удалении пленка убирается вручную шпателем или наждачными инструментами: этот способ требует больших трудозатрат и человеческого ресурса, поэтому применяется только на малом производстве.
При электрическом же способе удаления окисляющей пленки алюминиевые детали попадают под катодное распыление постоянным током уже во время сварки. Этот способ больше подходит для промышленного масштаба сварочных процессов.
Техники сварки алюминия
Для прочной сварки алюминия применяется несколько различных способов:
• Дуговая сварка: ручной метод, в котором детали скрепляются с помощью переменного электрического тока и сварочной дуги, управляемой человеком.
• Аргоновая сварка: используется для алюминиевых деталей толще 8 мм. Процесс проходит с использованием постоянного электрического тока при обратной полярности.
• Газовая сварка: выполняется нормальным пламенем. Этот вид сварки применим для разной толщины алюминиевых деталей, но при его использовании необходимо следить за тем, чтобы не произошел переизбыток взаимодействия горючих газов с окисляющим алюминий кислородом.
Выбор конкретного способа сварки зависит от нескольких важных факторов: масштаба производства, наличия необходимого оборудования, толщины свариваемых деталей, экономической выгоды и т. д.
При использовании любых сварочных автоматов необходимо учитывать толщину детали из алюминия. Если она не превышает 10 мм, то поперечные движения горелкой недопустимы, а если толщина пластины больше 10 мм, то колебательные движения необходимы для придания необходимой прочности шву. Также для толстых деталей обязательно предварительное нагревание, иначе «холодная» сварка не сможет обеспечить достаточной диффузии и, как следствие, надежности шва.