Сварка алюминия

Алюминий плавится при 660 °C, а его оксидная плёнка — при 2050 °C. Вся техника сварки алюминия построена вокруг этого противоречия: сначала нужно убрать плёнку, и только потом варить.

Оксидная плёнка

Оксид алюминия образуется мгновенно на воздухе, тугоплавок и не пропускает дугу к металлу. Убирают его двумя способами, и обычно применяют оба сразу.

• Механически — нержавеющей щёткой непосредственно перед сваркой. Не наждаком: абразив вбивает частицы в мягкий металл.
• Дугой — на переменном токе. В полупериод обратной полярности дуга разрушает плёнку катодным распылением; это и есть причина, по которой алюминий варят на AC.

Между зачисткой и сваркой должно пройти как можно меньше времени: плёнка восстанавливается за минуты.

Скачать схему: SVG · PNG

Ток и газ

Гелий поднимает тепловложение и нужен на толстом металле: без него провара не добиться, потому что алюминий отводит тепло втрое быстрее стали. Диаметр вольфрама подбирает калькулятор вольфрама: на переменном токе он берётся с запасом.

Присадка: 4043 или 5356

Практическое правило: литые сплавы и серии 6xxx чаще варят 4043, конструкции из 5xxx и всё, что пойдёт на анодирование, — 5356.

Поры

Пористость — главный дефект алюминиевых швов, и причина почти всегда водород. Его источники: влага на кромках и на присадке, масло, оксидная плёнка, подсос воздуха в горелку. Поэтому кромки обезжиривают, присадку хранят в сухом месте и не трогают голыми руками, а перед работой проверяют плотность газового тракта.

С подогревом алюминия осторожность нужна в обратную сторону, чем со сталью. Выше примерно 120 °C сплавы 6xxx теряют упрочнение, и зона термического влияния остаётся размягчённой навсегда — подогрев «на всякий случай» портит соединение, а не спасает его. Руководства Hobart и ESAB со ссылкой на AWS D1.2 дают для термоупрочняемых сплавов (и серии 5xxx с магнием выше 3 %) предел подогрева и межпроходной температуры 120 °C, причём держать металл при ней не дольше 15 минут. И ещё: алюминий перед расплавлением не меняет цвет, поэтому смотрят на ванну, а не на металл.

Какой это сплав и какая присадка

Прежде чем выбирать проволоку, надо знать, что лежит на столе. Первая цифра обозначения сплава говорит об основной добавке, и это определяет присадку сильнее, чем толщина или процесс.

Если деталь пойдёт на анодирование, выбор сужается до 5356 — 4043 темнеет до серого, это видно в сравнительной таблице выше. Если соединение будет работать при температуре выше 65 °C, 5356 отпадает из-за коррозионного растрескивания. Когда оба условия совпадают, решение принимают вместе с производителем присадки.

TIG на переменном токе по шагам

1. Баланс. Отправная точка — около 30 % очистки, как в таблице режимов. Больше очистки — шире матовая полоса у шва и сильнее греется электрод; меньше — глубже провар, но оксид перестаёт сходить.
2. Электрод. WZ-8 с шариком на конце или — в новых инверторах — по инструкции аппарата. Диаметр подберёт калькулятор вольфрама.
3. Старт. Повышенный ток в начале, потому что алюминий забирает тепло; педаль снимает ток, когда металл прогреется.
4. Присадка. Пруток подают на передний край ванны и не выводят из газовой защиты — нагретый конец прутка окисляется за секунду.
5. Чтение шва. Светлая матовая полоса рядом с валиком — зона очистки, она должна быть. Чёрный налёт на валике — признак грязи, недостаточной очистки или нехватки газа.

Общие правила процесса — на странице о сварке TIG.

MIG по алюминию: зачем нужен тянущий механизм

Алюминиевая проволока мягкая. Проталкиваемая через несколько метров рукава, она изгибается, путается у роликов и идёт рывками. Поэтому в таблице режимов стоит проталкивающе-тянущий механизм (push-pull), а если его нет, используют одно из заменяющих решений:

• Горелка push-pull — второй мотор в рукоятке тянет проволоку, ролики в подающем механизме её толкают. Цеховое решение; при длинных рукавах единственно надёжное.
• Spool gun — маленькая катушка прямо в горелке, проволока проходит несколько сантиметров. Удобно при эпизодической работе.
• Короткий рукав с тефлоновым каналом, ролики U и слабый прижим — работает с проволокой 5356, она жёстче; с 4043 больше мучений.

Токовый наконечник для алюминия на размер больше проволоки, потому что проволока расширяется от нагрева. Горелку ведут углом вперёд, толкая, а не таща, — тогда газ опережает ванну. Газ: аргон, а с 6 мм — аргон с 30 % гелия, как в таблице. Настройка роликов и канала описана в статье обслуживание аппарата.

Пример: рама из профиля 6082, 40×40×3

1. Сплав 6082 — серия 6xxx, значит присадка 4043, а если раму будут анодировать — 5356.
2. Процесс. На несколько рам — TIG на переменном, на серию — MIG с push-pull, лучше импульсный.
3. Подготовка. Обезжиривание, нержавеющая щётка только для алюминия, сварка в течение нескольких минут после зачистки.
4. Температура. Без подогрева выше примерно 120 °C — сплав теряет упрочнение. Между проходами ждать, пока деталь остынет.
5. Прочность. Зона термического влияния в 6082 всегда слабее основного металла — учитывать это должен конструктор рамы, а не сварщик. Массу профилей посчитает калькулятор массы алюминия.

Типичные ошибки с алюминием

• Щётка, которой чистили сталь. Частицы железа в шве — это коррозия и включения.
• Абразивный круг для разделки кромок. Абразив вбивается в мягкий металл — лучше фреза или напильник по алюминию.
• Проволока с катушки, лежавшей открытой в цеху. Гидратированный оксид на проволоке — это водород в шве и поры.
• Сварка MIG углом назад. Ванна выходит из-под газовой защиты, шов чернеет.

Автор: Dmitry Frolov, сварщик, изготовление металлоконструкций Обновлено: 27 сентября 2026