Зварювання алюмінію
Алюміній плавиться за 660 °C, а його оксидна плівка — за 2050 °C. Уся техніка зварювання алюмінію побудована навколо цієї суперечності: спочатку треба прибрати плівку, і лише потім варити.
Оксидна плівка
Оксид алюмінію утворюється миттєво на повітрі, тугоплавкий і не пропускає дугу до металу. Прибирають його двома способами, і зазвичай застосовують обидва одразу.
- Механічно — нержавіючою щіткою безпосередньо перед зварюванням. Не наждаком: абразив вбиває частинки в м’який метал.
- Дугою — на змінному струмі. У напівперіод зворотної полярності дуга руйнує плівку катодним розпиленням; це і є причина, з якої алюміній варять на AC.
Між зачищенням і зварюванням має минути якомога менше часу: плівка відновлюється за хвилини.
Сталь попереджає про перегрів кольором, алюміній — ні. Він виглядає однаково до самого моменту, коли деталь провалюється. Орієнтуються за блиском ванни та за поведінкою кромки, а на тонкому металі — за часом.
Струм і газ
| Параметр | TIG | MIG |
|---|---|---|
| Рід струму | AC, баланс 30 % очищення | DC, зворотна полярність |
| Газ | Ar 100 %, товстий метал Ar + He | Ar 100 %, від 6 мм Ar + 30 % He |
| Електрод | WZ 8 (білий), кулька на кінці | — |
| Подача | присадка вручну | механізм push-pull |
Гелій піднімає тепловкладення й потрібен на товстому металі: без нього провару не досягти, бо алюміній відводить тепло втричі швидше за сталь. Діаметр вольфраму підбирає калькулятор вольфраму: на змінному струмі він береться із запасом.
Присадка: 4043 чи 5356
| ER 4043 (Si) | ER 5356 (Mg) | |
|---|---|---|
| Текучість | вища, шов гладший | нижча |
| Міцність | нижча | вища |
| Тріщиностійкість | краща | гірша на деяких сплавах |
| Анодування | темніє | колір зберігається |
| Подача в MIG | м’яка, схильна плутатися | жорсткіша, подається рівніше |
Практичне правило: ливарні сплави та серії 6xxx частіше варять 4043, конструкції з 5xxx і все, що піде на анодування, — 5356.
Пори
Пористість — головний дефект алюмінієвих швів, і причина майже завжди водень. Його джерела: волога на кромках і на присадці, олива, оксидна плівка, підсмоктування повітря в пальник. Тому кромки знежирюють, присадку зберігають у сухому місці й не торкаються голими руками, а перед роботою перевіряють щільність газового тракту.
Часті питання
Чому алюміній варять на змінному струмі?
Через оксидну плівку. У напівперіод зворотної полярності дуга руйнує її катодним розпиленням, у напівперіод прямої — плавить метал. На чистому постійному струмі плівка лишається, і шов виходить із незплавленнями. Виняток — MIG, де очищення забезпечує постійний струм зворотної полярності.
Чим зачищати алюміній перед зварюванням?
Щіткою з нержавіючого дроту, окремою, якою не торкалися сталі. Наждачний круг не підходить: абразив вбивається в м’який метал і потім дає включення у шві. Знежирення — розчинником, який не лишає плівки.
Чому пропалює тонкий алюміній?
Алюміній відводить тепло приблизно втричі швидше за сталь, тому на старті потрібен більший струм, а далі метал прогрівається й починає провалюватися. Звідси прийом: починати з підвищеного струму і знижувати його по ходу, для чого й потрібна педаль або функція зниження струму на пальнику.
Оновлено: