Как сделать электроды по алюминию своими руками: познаем вопрос

Алюминиевые конструкции, детали иногда нужно срочно отремонтировать. Имея навыки сварщика, многие самостоятельно заваривают алюминий электросваркой. В домашних условиях качественно выполнить шов не получится. Но как экстренную меру сварку алюминия электродом часто используют. Во время работы с легким металлом нужно учитывать особенности сплавов. Марганец увеличивает окислительную способность, магний улучшает свариваемость, кремний снижает температуру плавления.

Основные особенности сварки алюминия электродом

Давно известно, что сваривать алюминиевые детали очень тяжело. Ученые объясняют это присутствием на них плохо сплавляющейся пленки из оксидов. Чтобы сварка была наиболее качественной, необходимо тщательно очистить соединяемую поверхность от грязи и пленки оксидов.

Для эффективной очистки поверхности алюминия, перед выполнением сварочных работ, часто применяют любой органический растворитель или ванну из щелочи. Обработка в ванне из щелочи считается самым эффективным методом очистки изделий из алюминия. Сделать такой раствор своими руками довольно просто.

Для щелочной ванны необходимо:

• не больше литра воды;
• 50 грамм карбоната натрия;
• 30 грамм жидкого стекла;
• 50 грамм тринатрийфосфата.

Раствор, который был получен смешиванием этих компонентов, необходимо нагреть до 70 градусов. После этого стоит помещать в него изделия из металла.

По окончании очистки и обезжиривания изделий, необходимо перейти к следующему этапу. Он заключается в удалении пленки оксидов. При невыполнении этого условия, сваривать подобные детали очень плохо, а их соединение будет ненадежным и низкого качества. Чтобы удалить пленку оксидов своими руками, можно применять напильники, щетки для металла или болгарку. После этого процесса поверхность свариваемых изделий дополнительно покрывают растворителем.

После окончания всех работ по подготовке алюминия необходимо начинать сварку изделий. Для этой цели наиболее подходит инвертор и применение специализированных электродов для сваривания алюминия. Электроды, чтобы была хорошая горящая дуга и отличный сварочный шов, стоит погреть в печи, при температуре не менее 210 градусов. Средняя продолжительность прогревания обязана составлять около 3 часов.

Для сваривания алюминия стоит применять надежный источник постоянного тока с обратной полярностью. Применяя специальные электроды для варки алюминия, необходимо подбирать правильную силу тока. Специалисты рекомендуют, чтобы его сила составляла около 28 ампер на миллиметр диаметра электродов.

Стоит учесть еще один момент, позволяющий добиваться качественных и надежных сварочных швов. Он заключается в том, что перед сваркой изделие прогревают с помощью газовой горелки. Максимальная температура, до которой стоит прогреть алюминиевые изделия, очень сильно зависит от их размера. Насколько больше этот показатель, тем до большей температуры необходимо нагревать алюминиевые изделия.

Качество сварного шва изделий из алюминия зависит и от скорости их охлаждения. Соединение будет лучше, если охлаждать его медленно. Подобные технические методы позволяют отлично сплавить алюминий при варке на малых токах, избежать деформации свариваемых изделий и появления на швах кристаллизационных образований.

Сварка алюминиевых деталей выполняется в таком порядке:

1. До начала варки, если нужно сваривать изделия большой толщины, место соединения стоит нагреть газовой горелкой.
2. Сделанный шов необходимо хорошо почистить от шлака.
3. Почищенный шов обработать водой с температурой не менее 50 градусов.
4. После полного остывания сварочный шов зачищается от оставшихся шлаков щеткой по металлу. Когда это не делается, оставшийся шлак на шве может привести к его быстрому разрушению.

Понадобится

• Инверт постоянного тока, способный выдать 120 А.
  
  
• Специальный электрод для сварки алюминия.
  
  

Со сварочным аппаратом, думаю все понятно, а про электрод нужно пояснить. Оказывается, не так давно, в продаже появились специализированные электроды для сварки алюминия обычной сваркой без аргонной среды.

Марки их могут быть различны, так что спрашивайте в магазинах. В любом случае их без проблем можно приобрести в интернете.

Строение они имеют такое же как электрод для стали: жила, имеющая толстое покрытие. Тут все также, только электрод имеет другую цветовую палитру: жила — блестящая, так как состоит преимущественно из алюминия, покрытие — белое.

Такие электроды предназначены не только для алюминия, а так же для его сплавов: силумин, дюраль. Поэтому без труда можете варить и их.

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.

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

Хоть метод почти ничем не отличается от обычной дуговой сварки, нужно учесть следующие:

• Сварочный ток должен быть порядка 70-100 А
  
  
• Сварка ведется на короткой дуге.
  
  
• Угол электрода при сварке должен быть 90 градусов.
  
  
• Электрод сгорает в три раза быстрее, чем при обычной сварке стали.
  
  

Варить алюминий гораздо сложнее, поэтому, если вы не разу этого не делали, то советую обязательно потренироваться, что буду делать и я.

Варим с инвертором без аргона

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором вполне возможна, и здесь нам опять помогут правильные электроды – специальные расходники по алюминию. Безусловно, качество швов с помощью аргонодуговой сварки несоизмеримо выше, чем при методах без аргона, но для домашних работ оборудование для работы в аргоне слишком дорого. У самодеятельных мастеров чаще всего в распоряжении есть лишь элементарный сварочный аппарат.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия.

Домашняя сварка алюминия электродом требует знания и выполнения следующих рекомендаций:

• Соединения швов нужно делать только стыковыми. Другие виды типа тавровых или швов внахлест не подходят для алюминия из-за риска затекания шлака в зазоры. Впоследствии это приводит к коррозии.
• Очистка шва после плавления важна так же, как очистка поверхностей перед работой. Лучший способ – промывание шва водой.
• Про удаление оксидной пленки перед сваркой здесь уже писалось, но повторение лишним не будет: слишком уж важно это действие.
• Разделка краев металлических заготовок также чрезвычайно важна. Все зависит от толщины кромок. Если они толще, например, 3-х мм, разделку нужно формировать под углом 60° V-образной формы.
• Также не помешает предварительный нагрев заготовок перед сваркой. Таким способом вы сможете хоть немного «выровнять» дисбаланс низкой температуры плавления и высокой проводимости тепла.

Правила выбора расходника такие же и зависят от химического состава сплава – сварка алюминия инвертором в этом вопросе – не исключение. Сразу заметим, что чистый алюминий варится намного легче и лучше, чем его сплавы. Немаловажным фактором является немалая цена алюминиевых электродов.

Устройство горелки для сварки.

Стержни самых популярных из них сделаны из проволоки, покрытой смесью солей хлора или фтора очень тонким слоем. Так устроен целый ряд марок электродов, причем каждая из них имеет свое точное назначение с самыми подробными деталями использования.

Электроды для сварки алюминия инвертором следующие:

• ОЗА-1 для сварки с обязательным нагревом перед процессом для заготовок из чистого алюминия с зачищенными кромками.
• ОЗА-2 для наплавки сплавов алюминия с кремнием и заделки брака, полученного во время литья.
• ОЗАНА-1 для сварки чистого алюминия с толщиной кромки больше 10-ти мм с предварительным нагревом до 400°С.
• ЩЛ96.20 для сплавов алюминия с марганцем, магнием, кремнием, дюралюминия.

Инвертор для сварки алюминия может быть самой различной модификации. Чаще применяются полуавтоматы, но электродуговые аппараты тоже вполне подойдут.

Выбор сварочного аппарата и электродов

Алюминий относится к плохо поддающимся сварке металлам. Сила рабочего тока должна быть в 1,5 раза выше, чем для стали. Сварочный аппарат должен генерировать постоянный ток до 250–300 ампер. Для работы подойдет бытовой аппарат для сварки, работающий от сети 220 В. Можно подобрать выпрямители, трансформаторы или генераторы, но лучше остановить выбор на инверторе, его преимущества:

• высокий КПД, до 95%;
• низкие индуктивные потери;
• снижение расхода тока за счет автоматического отключения;
• аппарат спокойно переносит просадку напряжения в сети;
• поддерживается стабильная дуга, достаточно задеть заготовку;
• есть дополнительные функции;
• небольшие габариты, можно переносить его в любое место.

Легкие сплавы несколькими электродами с солевой обмазкой, образующей шлаковый защитный слой:

• Озана, Озана-2 производства Спецэлектрод;
• ОК 96.20, 96.10, 96.50, шведская компания ESAB;
• УАНА отечественных производителей.

Можно использовать другие расходники, предназначенные для сварки алюминиевого литья и сплавов. Заготовки 2мм варят диаметром 2,5, для 3–4 мм деталей выбирают толщину 3,2; максимальный диаметр стержней – 4

Виды

Для сварочных операций с алюминием используется несколько видов стержней. Основными из них являются следующие группы:

• щелочно-солевая — OK 96.10, 20, 50, предназначены для алюминия и его технической категории, из-за повышенной гигроскопичности нуждаются в защите от влажности;
• OЗAHA — обеспечивают хороший показатель свариваемости и полученного валика на разных сплавах металла, можно варить не только горизонтальные, но и вертикальные швы;
• OЗA — CвA1, 3, 5, 10, для чистого алюминия и сплава с кремнием;
• УAHA — сплавов алюминия;
• вольфрамовые — с использованием регулируемой защитной атмосферы.

Главным минусом последних считается тяжелый розжиг дуги.

Для несложных операций сварки электроды по алюминию можно изготовить собственными силами.

Это потребует следующих расходных материалов:

1. Алюминиевая проволока длиной ± 30 см, диаметром — 3-4 мм;
2. Обмазка, приготовленная из толченого мела и жидкого стекла.

Пастообразную смесь нанести равномерно на проволоку слоем 1-2 мм. После просыхания электрод готов к использованию.

Технология сварки алюминия электродом

В домашних условиях заготовки предварительно зачищают. У деталей, свыше 3 мм, разделывают кромки под углом 45–60°. Чем больше угол, тем качественнее получится шов. Если пластины толще 7 мм, их укладывают с зазором 2 мм. Трещины предварительно выравнивают, углубляют болгаркой, края высверливают, чтобы снять внутренние напряжения.

Как варят алюминий электродами:

• сначала заготовки прихватывают в нескольких местах;
• корневой шов ведут, держа электрод перпендикулярно;
• толстые детали варят в несколько проходов, каждый слой простукивают для снятия окалины;
• наплавочный валик должен выступать на 2-5 мм в зависимости от толщины деталей.

Сваривать алюминий нужно с соблюдением рабочего режима (толщина заготовки, мм/ток, А):

Толщина заготовки, мм	Ток, А
50 – 70
3 — 4	80 — 110
5	90 — 130

Начинающим сварщикам до выполнения шва нужно потренироваться на нерабочих поверхностях, чтобы привыкнуть держать короткую дугу.

Электросваркой ремонтируют детали, работающие под статической нагрузкой на сжатие. Это не самый эффективный метод ремонта. Швы не выносят скручивания, изгибов, сразу трескаются.

Самодельные расходники по алюминию

Поскольку покупные алюминиевые электроды – удовольствие не из дешевых, домашние мастера придумали способы изготовления расходников.

Марки электродов для сварки алюминиевых конструкций.

Самодельные электроды для сварки алюминия производятся по несложной технологии:

• Нарезать на ровные куски длиной 30 см из алюминиевой проволоки диаметром не более 4 мм.
• Покрытие или обмазку приготовить из измельченного мела, который нужно перемешать с силикатным клеем и тщательно перемешать. Опустить алюминиевые прутки в смесь.
• Слой обмазки должен составлять примерно 1,5 – 2,0 мм. Высушить до полной твердости слоя.

Еще раз про очистку

Предварительная очистка поверхностей заготовок перед сваркой – классическое правило во всех видах работ. Но в алюминиевых технологиях очистка является не просто полноценной, а ключевой частью самого процесса сварки.

Требования к очистке изложены в инструкциях к каждому виду алюминиевых электродов в качестве обязательного компонента технологии. Самым тщательным образом следует удалять масла, смазки и мелкие частицы металлов. Для минимизации риска образования окалины и высокой пористости кромки должны быть идеально ровными и чистыми.

Рекомендации для качественной сварки

• Зачистите щеткой по металлу место сварки, чтобы удалить оксид с поверхности.
  
  
• Если есть возможность, нагрейте детали газовой горелкой до 150-200 градусов Цельсия, это упростит задачу получения качественного шва.
  
  
• В момент сварки ведите электрод быстрее, так как он сгорает быстрее примерно в 3 раза.
  
  

Подведение итогов

С помощью данного метода вы сможете:

• — варить листовой алюминий;
  
  
• — алюминиевый профиль;
  
  
• — ремонтировать катеры двигателей или любые блоки из дюрали или силумина;
  
  
• — любые сварочные работы бочек или резервуаров;
  
  
• — сваривать токопроводящие шины;
  
  
• — и многое другое.
  
  

Прочность шва получается ничуть не хуже чем у аргонной сварки.

Конечно, немного трудоемкий процесс, но следует только приноровиться и все пойдет как по маслу. Из недостатков хочется отметить небольшую дороговизну электродов, по сравнению с обычными. Но если с сравнивать с аргонной сваркой, то сантиметр шва получается в разы дешевле, так что способ все равно выигрывает.

Смотрите видео

Обязательно посмотрите видео, где видно насколько это тяжело сделать с первого раз.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...