Сварка алюминия ацетиленом

Сварка алюминия газом

Главные затруднения появляются потому, что имеется большой шанс образования брака. Коэффициент расширения способствует нестандартной усадке, поэтому стоит следить как за режимами сварки, так и за толщиной формирования шва. Несмотря на это часто возникают различные микротрещины и поры, для защиты которых используется особая среда. При сваривании алюминия при помощи газа можно достигнуть двух целей сразу, таких, как температурное воздействие для расплавления, и наличие защищающей среды от вредных внешних факторов.

Несмотря на все это, приходится бороться со свойством высокой текучести алюминия в расплавленном состоянии. Газовое сваривание помогает справляться с подобными ситуациями, но все же она имеет свои способности, которые не стоит забывать. Сваривание аргоном является весьма эффективным способом, но он не имеет соотношения с газовым свариванием, поскольку тут главным источником является электрическая дуга. Основной проблемой приходится удаление оксидной пленки, которая расплавляется при температуре 2000 градусов, в то время как плавление алюминия начинается при 700.

Преимущества

  • Газовое сваривание алюминия происходит на небольшой скорости, благодаря чему шов качественно формируется, процесс варки происходит гораздо дольше в отличие электродуговой;
  • Применение рабочего газа в качестве защиты сварочной ванны, от попадания в нее различной грязи, мусора, и атмосферного воздуха;
  • Отсутствие применение электродов с обмазкой, где часто содержится водород, приводящий к появлению напряжения в металле;
  • Высокий уровень качества сваривания, в независимости от опыта сварщика;
  • Возможность производить длинные неотрывные швы, благодаря использованию присадочного материала;
  • Преимущественно проще работать с тонкими листами;
  • Применение газового пламени для подогрева и остывания детали.

Недостатки

  • Применение газа, из-за которого требуются усиленные меры по технике безопасности;
  • Подготовительные к процессу работы и уборка рабочего места в окончании занимают максимум времени;
  • Весьма дорогостоящее оборудование в отличии других видов сваривания
  • Используется множество приспособлений.

Материалы и инструмент

Для осуществления газового сваривания алюминия потребуются необходимые приспособления такие как:

• Газовая горелка – через нее происходит подача газа для сварки металла. Разновидностей горелок множество, но все они имеют два отверстия для подачи газа и возможность регулировать параметры;

• Шланги – соединяются между баллоном и горелкой, требуется особое внимание, поскольку небрежное обращение может привести к утечке газа из-за трещин;

• Баллон с газом — здесь сварка металла происходит в основном благодаря кислороду, так же существуют другие газы как ацетилен и пропан;

• Присадочный материал – в основном это проволока, которая подается в качестве основного материала, формирующая сваривание. Виды проволоки подбираются идентично, в соответствии с качествами подготовленной к свариванию алюминиевой заготовке. Если производить газовое сваривание алюминия толщиной до 2мм, то проволока должна быть 1-1.5мм. Когда толщина до 5мм, проволока должна составлять 1.5-3мм, а больше 5мм, — проволока от 4мм и выше.

Подготовка кромок

При газовом сваривании алюминия очень сложно достичь требуемой глубины провара, поэтому для качественного шва нужно скашивать кромки. Когда толщина листа меньше 4мм, скос не является обязательным, поскольку температуры плавления горелки хватит для соответствующего провара.

В остальных случаях нужно совершить скос под углом от 30 до 45 градусов, наклон увеличивается, если толщина заготовки будет другая. Возможно, понадобится много проволоки, однако качество шва будет соответствовать проделанной работе. В завершении зачистка производится с помощью болгарки, напильника, или других подобных приспособлений.

Пошаговая инструкция

    1. Вначале заготовку требуется хорошенько почистить, снять жир, удалить оксидную пленку, и произвести скос кромок;

  1. Далее следует разложить флюс на месте будущего шва, он увеличит качество свариваемости, и предотвратит появление оксидной пленки на протяжении всего процесса;
  2. Требуется разогреть металл до необходимой температуры, что бы избежать деформации от перепада температуры, и плавления флюса;
  3. После начинается основной процесс сварки алюминия, где производится подача проволоки, на место образования валика шва;
  4. После завершения процесса, требуется понемногу понижать температуру горелки, разогревая металл, что бы избежать теплового напряжения;
  5. После того как деталь остынет, требуется отбить шлак и почистить ее до необходимого вида.

Меры осторожности

Процесс газового сваривания алюминия является опасным для жизни, как и другие разновидности сварки с применением газа. Перед началом процесса требуется убедиться в исправности оборудования, внимательно просмотрев стрелки манометра. Баллон следует поставить в радиусе 5 метров от места сварочных работ, поскольку пламя горелки может привести к взрыву. Бережно обращаться со шлангами не повредив их, поскольку может произойти утечка газа, что тоже не безопасно.

Газовая сварка алюминия

Для газовой сварки алюминиевых и магниевых сплавов могут быть использованы обычные газовые горелки. Для сварки деталей малой толщины мощность пламени составляет 75—100 л ацетилена м час на 1 мм толщины листа, при более значительной толщине ли­ста 100—150 л ацетилена в час на 1 мм толщины металла.

Сварка выполняется нейтральным пламенем, так как избыток ацетилена или кислорода ухудшает качество сварного шва.

Номер наконечника горелки и расход ацетилена в зависимости от толщины свариваемого металла приведены в табл. 6. При сварке чистого алюминия в качестве присадочного металла исиользч-‘ется алюминий или сплав алюминия и кремния ЛК (5% Si).

Присадка А К способствует лучшему формированию сварных швов и имеет меньшую литейную усадку. Присадочный металл в виде проволоки обычно покрывается флюсом и просушивается Химический состав флюсов, применяемых при газовой сварке алюминия и его сплавов, приведен в табл. 7.

Химический состав флюсов для газовой сварки алюминия, % вес.

Компоненты флюса просеивают через сито с 1600—200 otb/cv.i 2 , взвешиваются в соответствии с данными табл. 7, перемешивают i хранят в герметически закрытой посуде с притертой пробкой в су­хом помещении.

Флюс в виде порошка перед употреблением разводят в воде или в спирте.

Удельный вес флюса в расплавленном виде должен быть не­много меньше удельного веса расплавленного металла, а темпера­тура плавления должна быть близка к температуре плавления алю­миния. Растворителями окисной пленки в основном являются фто­ристые соли, входщие в состав флюса; для снижения температуры плавления флюса в его состав вводят хлористые соли.

Продукты использованного флюса на сварном шве во влажной среде вызывают коррозию алюминия, поэтому после сварки детали следует хорошо очистить щеткой, промыть горячей, а затем холод­ной водой. Из этих соображений не рекомендуется применять соединения внахлестку, при которых трудно удалить остатки флюса, попавшего в зазоры между листами.

Для облегчения условий сварки и получения, доброкачествен­ных сварных швов, кромки листов перед сваркой очищают от грязи и масел шабером, стальной щеткой или растворителями на ширину не менее 25—30 мм от линии шва.

При сварке листового алюминия толщиной свыше 10 мм его следует

направлено на присадочным стержень под углом 40—60°. Незави­симо от толщины при газовой сварке алюминия рекомендуется сва­ривать его за один проход.

Газовая сварка встык листов толщиной до 3 мм производится без скоса кромок. При деталях большей толщины общий угол рас­крытых кромок должен составлять 90°.

При газовой сзарке магния и его сплавов необходимо проявлять большую осторожность; .рекомендуется выполнять только мало на­пряженные детали, если толщина не превышает 2,5—5,0 мм. При газовой сварке магния и его сплавов требуется тщательная под­гонка соединяемых деталей.

Ввиду высокой температуры ацетилено-кислородного пламени, применение его при сварке легких сплавов не обязательно.

Ацетилен может быть заменен другими горючими газами, на­пример, водородом, пропан-бутаном и др.

Газовая смесь водорода с метаном или водорода с ацетиленом более благоприятна в данном случае сварки.

С поверхности свариваемых деталей необходимо удалить грязь масла и др. при помощи специальных растворителей или щелочей. Для сварки необходимо очищать детали, но не протравливать.

Анодированная пленка на деталях удаляется до сварки сталь­ными щетками. Она может ухудшить растекаемость жидкого ме­талла и вызвать пористость в шве. Для толщин листов до 3 мм скоса кромок не требуется.

Оптимальные составы флюсов для газовой сварки алюминия и магния и их сплавов приведены в табл. 8 и 9.

Составы фторидиых флюсов для газовой сварки магниевых сплавов

По мере нагревания детали газовым пламенем при сварке ра­стет толщина окисной пленки, и, когда толщина ее достигает при­мерно 0,002 мм, рост ее прекращается. Металл внутри тугоплавких окисных пленок расплавляется. В этот момент с поверхности де­тали удаляется окисиая пленка и при помощи присадочного стержня сварочная ванна раскрывается. Горелка с наконечником № 5, 6 или 7, в зависимости от толщины детали, с нейтральным пламенем поддерживается так, чтобы ядро пламени было распо­ложено на расстоянии 7—8 мм от поверхности сварочной ванны.

При движении горелки справа налево присадочный стержень погружается несколько в сварочную ванну, пламя горелки, направ­ленное на наружную часть стержня, расплавляет его и таким обра­зом происходит формирование шва.

При движении горелки слева направо газосварщик перемеши­вает сварочную ванну присадочным стержнем, которым время от времени и удаляет окисную пленку’алюминия и шлак. Пламя го­релки направляется на поверхность сварочной ванны впереди при­садочного стержня.

Проведенные исследования заваренных образцов из сплава марки АЛ8 показали, что при бесфлюсовой заварке получается вполне удовлетворительная структура шва и высокие механические свойства соединений.

Необходимо отметить, что выполнение бесфлюсовой сварки дета­лей из алюминия и его сплавов можно рекомендовать лишь высоко­квалифицированным опытным газосварщикам, при условии неодно­кратной проверки качества сварных соединений в лабораторных условиях.

Газовая сварка алюминия

Автор: Игорь

Дата: 01.07.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Алюминий является широко используемым в промышленности материалом, так как его свойства оказываются достаточно востребованными. В основном это случается благодаря легкости, но в то же время у этого металла плохие свойства свариваемости, что затрудняет работу с ним. Газовая сварка алюминия также вызывает сложности, как и электродуговая, при которой используется сварочный трансформатор.

Технологии газовой сварки

Основные проблемы возникают из-за того, что при сваривании образуется высокий риск появления брака. Коэффициент расширения способствует нестандартной усадке, так что приходится рассчитывать не только режимы сваривания, но и толщину создания шва. Помимо этого, нередко образуются трещины и поры, для борьбы с которыми требуется использовать особую защитную среду. Когда идет сварка алюминия при помощи газа, то здесь получается достичь двух целей сразу, так как газ оказывается и температурное воздействие для расплавления, и создает защитную среду от внешнего воздействия.

Читайте также  Работы по коррозии алюминия

Брак при газовой сварки алюминия

Помимо этого приходится справляться со свойствами повышенной текучести материала в расплавленном состоянии. Газовая сварка алюминия помогает бороться с некоторыми проблемами подобного рода, но все же у нее есть свои особенности, которые следует учитывать. Ведь сварка аргоном оказывается более эффективным средством, но она не относится к газовой, так как тут основной движущей силой является электрическая дуга. На алюминии может создаваться окислительная пленка, температура плавления которой выше 2 тысяч градусов Цельсия, тогда как сам алюминий плавится менее чем при 700.

Преимущества

  • Газовая сварка алюминия помогает проводить процесс сваривания на меньших скоростях, что дает более высокий уровень, ведь скорость сваривания здесь, примерно, в три раза меньше, чем при электросварке;
  • Здесь используется газ в качестве защиты от воздействия внешних факторов;
  • Нет необходимости в использовании электродов с обмазкой, в которой зачастую содержится водород, который приводит к появлению напряжений в металле;
  • Уровень качества соединения значительно выше, даже если работа ведется не опытным мастером;
  • Возможно создавать более длительные непрерывные швы благодаря использованию сварочной проволоки;
  • Легче работать с тонкими заготовками;
  • Пламя горелки можно использовать для подогрева деталей и их последовательного остужения.

Недостатки

  • Использование газа всегда является более опасным для здоровья и жизни человека процессом, так как существует вероятность взрыва;
  • Процесс подготовки, а также последующей уборки, является более длительным и менее удобным;
  • Применение газа оказывается более дорогостоящей процедурой, чем использование электрической сварки;
  • Задействуется большое количество оборудования.

Материалы и инструмент

Условия сварки алюминия предполагают наличие всех необходимых средств, которые помогут сделать этот процесс максимально качественным. Для этого требуется:

  • Газовая горелка – основной рабочий инструмент мастера, который осуществляет подачу газа к месту сваривания металла. Существует несколько моделей горелок, но все они весьма сходи между собой, так как служат для вывода газа из двух источников и регулировки параметров подачи;
  • Шланги – служат для соединения горелки с баллонами. Их требуется грамотно хранить и тщательно ухаживать за ними, так как при поломке может возникнуть опасная ситуация.
  • Манометр – инструмент для измерения давления в баллоне, который обязательно должен присутствовать во время процесса. Это требуется, чтобы следить за количеством оставшегося газа, чтобы соблюдать соответствующие режимы.
  • Баллоны с газом – сварка алюминия может проходить при помощи кислорода, как основного вещества, задающего температуру горения, а также ацетилена, пропана и прочих сопутствующих газов.
  • Присадочная проволока – материал, который будет подаваться в качестве основного вещества, формирующего шов соединения. Подбор марки проволоки осуществляется согласно марке алюминия или его сплава. Когда идет сварка алюминия газосваркой, то требуется, чтобы материал проволоки был максимально идентичен основному материалу на заготовке. Если осуществляется газовая сварка алюминия толщиною до 2 мм, то проволока должна быть 1-1,5 мм. Если толщина до 5 мм, то диаметр проволоки должен быть 1,5-3 мм, а свыше 5 мм – проволока от 4 и выше.

Перед каждым использованием газового оборудования нужно убедиться в его работоспособности.»

Подготовка кромок

Сварка алюминия газовой горелкой хоть и проходит проще, чем электрическая, но глубина приваривания от этого страдает, так что требуется дополнительно подготавливать кромки. Если толщина заготовки составляет менее 4 мм, то эта процедура не является обаятельной, так как мощности горелки будет вполне достаточно, чтобы достать на такую глубину. В ином случае требуется придать кромкам деталей со стороны соединения «V»-образную форму.

Подготовка кромок к газовой сварке алюминия

Угол скоса может составлять от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины, так как чем она выше, тем больше должен быть угол. Для этого потребуется большее количество присадочного материала, но благодаря этому соединение окажется более качественным. Обработка происходит при помощи болгарки, напильника или других металлорежущих инструментов.

Пошаговая инструкция

Прежде всего следует разобраться с параметрами. Параметры сварки алюминия, в зависимости от толщины, выглядят так:

Толщина заготовки, мм 0,5—0,8 1 1,2 1,5-2 3-4
Мощность ацетиленовой горелки, литр/час 50 75 75-100 150-300 300-500
  1. Сварка алюминия газовой горелкой начинается с подготовки материала, так как алюминий требуется очистить от налетов и обезжирить, а также зачистить от пленки окиси и подготовить кромки;
  2. Затем следует выложить флюс, который улучшит качества сваривания и поможет бороться с окислительной пленкой, которая очень быстро появляется на металле;
  3. Затем можно подогреть металл, чтобы он не деформировался от резких перепадов температуры и на нем расплавился флюс;
  4. Затем уже идет непосредственный процесс сварки алюминия, путем подачи присадочного материала в место образования валика шва;
  5. Когда все будет окончено, то желательно постепенно снижать мощность горелки, подогревая металл, чтобы снять с него напряжения;
  6. После остывания шов нужно обработать, оббив шлак и зачистив его до эстетически приемлемого вида.

Сварка алюминиевых конструкций может происходить при различных режимах, так что не стоит забывать менять настройки, так как это во много определяет качество соединения.»

Техника безопасности

Газовая сварка алюминия и его сплавов является небезопасным процессом, как и любая работа с газом. Перед каждым использованием оборудования нужно убеждаться в его целостности и внимательно следить за показанием манометра. Сами баллоны желательно отставлять как можно далее от источника пламени, так как сварка алюминия горелкой дает открытое пламя, которое может привести к детонации. Также нужно следить, чтобы не пережимались шланги во время работы, что также может стать причиной несчастного случая.

Газовая сварка алюминия

Алюминий и его сплавы широко применяют в промышленности в виде листов, труб и другого профильного материала. Сплавы алюминия имеют высокие механические свойства при малой плотности, что достигается легированием их марганцем (Mn), магнием (Mg), кремнием (Si), никелем (Ni), хромом (Сr) и другими элементами. Алюминиевые сплавы делят на две группы — деформируемые и литейные. Деформируемые, в свою очередь, подразделяют на неупрочняемые и упрочняемые термообработкой. К деформируемым неупрочняемым сплавам алюминия относят сплавы алюминия с Mg или Мn, а к термически упрочняемым — дюралюмины Д1, Д16 и сплавы АВ, АК и В-95. Из литейных сплавов наибольшее распространение получили силумины — сплавы алюминия с кремнием Si (4-12% Si). Литейные сплавы применяют для деталей, имеющих сложную конфигурацию.

Основной трудностью при сварке алюминия является образование на его поверхности оксидной пленки с температурой плавления 2050°С, которая затрудняет плавление металла и сплавление свариваемых кромок. Оксидная пленка имеет плотность 3,85 г/см 3 и остается на поверхности сварочной ванны. Другая трудность при газовой сварке алюминия заключается в том, что при нагреве алюминий не меняет цвет, и поэтому трудно уловить момент начала его плавления. Для этого требуются опыт и навык сварщика.

При газовой сварке алюминия необходимо учитывать низкую температуру плавления и высокую теплопроводность, что требует правильного выбора мощности сварочного пламени. При газовой сварке алюминия возникают также значительные остаточные напряжения и деформации, связанные с высокими значениями коэффициента теплового расширения этих сплавов. Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина свариваемого металла, мм до 1,5 1,6-3,0 3,1-5,0 5,1-10,0 10-15
Диаметр присадочной проволоки, мм 1,5-2,5 2,5-3 3-4 4-6 6-8

Для газовой сварки алюминия и его сплавов согласно ГОСТ 7871-75 используют 11 марок присадочной проволоки: Св-А97, Св-А5с, Св-АМц, Св-Мг3, Св-АМг5, Св-АМг6, Св-АМг7, Св-АК3, Св-АК5, Св-АКЮ, Св-АК12. При сварке алюминия используется сварочная проволока Св-АК5. Сплавы алюминий-магний сваривают сварочной проволокой Св-АК5, Св-АКЮ, Св-АМг3, Св-АМг5, в качестве присадка используют проволоку Св-АМц и Св-АК5.

Согласно ГОСТ 7871-75, применяют следующие диаметры сварочной проволоки: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10; 11; 12 мм.

Сварочная проволока должна иметь ровную, гладкую поверхность, без трещин, закатов и вмятин. Проволока поставляется в бухтах, масса бухты не должна превышать 40 кг. При сварке литейных алюминиевых сплавов применяют присадочной металл того же состава, что и основной. Основным видом соединений при газовой сварке деталей из алюминия и его сплавов являются стыковые соединения. Применение тавровых, угловых и особенно нахлесточных соединений не рекомендуется. Зазор между свариваемыми деталями следует устанавливать, руководствуясь данными, приведенными в таблице.

Толщина деталей в стыковой соединении, мм Величина зазора, мм Расстояние между прихватами, мм
До 1,5 0,5-1,0 20-30
1,6-3,0 0,8-2,0 30-50
3,1-5,0 1,8-3,0 50-80
5,0-10,0 2,5-4,0 80-120
10,1-15,0 3,5-5,0 120-211
15,1-50,1 4,5-6,0 200-360

Стыковые соединения деталей толщиной до 4 мм выполняют без скоса кромок, с зазором между ними от 0,5 до 2 мм. При толщине металла свыше 5 мм обязательно делается V-образный скос кромок (угол 30-35° с каждой стороны). При толщинах свыше 12 мм рекомендуется двусторонняя Х-образная разделка кромок (угол 30-35° с каждой стороны). Разделку кромок осуществляют механическим способом. Кромки свариваемых деталей и присадочный материал перед сваркой необходимо тщательно очистить от грязи и масла напильником или металлической щеткой на ширину 30-40 мм с каждой стороны шва и обезжирить. Присадочную проволоку и свариваемые кромки промывают в течение 10 мин в щелочном растворе, составленном из 20-25 г едкого натра и 20-30 г углекислого натрия на 1 дм 3 воды при температуре 65°С с последующей промывкой в проточной воде. После этого кромки и присадочную проволоку травят в течение 2 мин в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты или в 15%-ном растворе азотной кислоты. После травления детали и проволоку промывают в горячей, а потом в холодной воде и протирают ветошью.

Для удаления оксидов алюминия из сварочной ванны, а также облегчения разрушения оксидной пленки при газовой сварке алюминия и его сплавов применяют флюсы. Флюсы содержат легкоплавкие смеси хлористых соединений, щелочных и щелочноземельных элементов, к которым добавляют небольшое количество фтористых соединений. Флюсы наносят на свариваемые кромки или нагретую сварочную проволоку в виде порошка или пасты, приготовленной на воде или спирте. Для разведения флюса применяется фарфоровая, стеклянная или эмалированная посуда, разводят флюс в необходимом количестве из расчета хранения его 4-5 ч. Более длительное хранение флюса в разведенном состоянии снижает его активность.

Читайте также  Технология сварки алюминия электродами

Флюс на проволоку и кромки наносят чистой кистью или конец присадочной проволоки погружают в разведенный флюс. Флюс наносят тонким слоем на подготовленные кромки детали и на прилегающие к шву поверхности на расстояние, равное трехкратной ширине шва.

Содержащиеся во флюсах фтористые соединения растворяют в расплавленном состояний оксид алюминия. Хлористые соли лития отнимают кислород от оксида алюминия. Все флюсы для сварки алюминия, особенно те, которые содержат хлористый литий, очень гигроскопичны, поэтому их хранят в герметически закрытых банках и открывают лишь перед употреблением. При выполнении прихватки флюс наносят только на присадочный металл. После сварки остатки флюса необходимо удалять с поверхности шва и прилегающей к нему зоне для предотвращения коррозии сварного соединения. Сварные швы очищают металлической щеткой с последующей промывкой 2%-ным раствором азотной кислоты, затем горячей водой и просушкой.

При газовой сварке алюминия и его сплавов пламя берется нормальное. Избыток кислорода и горючего газа не допускается, так как свободный кислород окисляет алюминий, а избыток горючего газа приводит к сильной пористости шва. Мощность сварочного пламени выбирается из расчета расхода ацетилена 75 дм 3 /ч на 1 мм толщины свариваемого изделия. Расход ацетилена в зависимости от толщины свариваемого металла приведен ниже:

Толщина металла, мм Расход ацетилена, дм 3 /ч
1,5 50-100
1,6-3 100-200
3,1-5 200-400
5,1 -10 400-700
10,1-15 700-1200
15,1-25 900-1200
25,1-50 900-1200

Газовую сварку выполняют восстановительной зоной пламени, расстояние от конца ядра до свариваемой поверхности 3-5 мм. Сварку ведут левым способом. Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла в начале сварки должен составлять почти 90°, а затем по мере прогрева свариваемых деталей угол устанавливается в зависимости от их толщины. Мундштук горелки располагают под углом 20-45° к свариваемой поверхности. Угол наклона присадочной проволоки во всех случаях составляет 40- 60° к свариваемой поверхности.

Виды поперечных колебаний мундштука горелки и сварочного прутка зависят от толщины свариваемого металла. При газовой сварке деталей из алюминиевых сплавов толщиной до 3 мм поперечных колебаний не делают, а при. больших толщинах в процессе сварки горелки выполняют различные поперечные колебания. При сварке алюминиевых деталей свыше 5 мм применяют правый способ сварки.

При газовой сварке алюминия необходимо стремиться к тому, чтобы сварка выполнялась только в нижнем положении. Сварку листов необходимо начинать, отступив от края на 50-100 мм, с последующей заваркой оставленного участка в обратном направлении. Сварочный процесс должен выполняться непрерывно, отрыв сварочного пламени от ванны расплавленного металла не допускается. Свариваемые детали толщиной более 10 мм перед сваркой рекомендуется подогревать до температуры 300-350°С. Подогрев осуществляется в электрических, газовых печах или газовыми горелками. Литые детали из алюминиевых сплавов сваривают с общим подогревом до температуры 250°С, отливки из силумина — до температуры 350-400°С. При заварке трещин концы их засверливают, разделывают до определенного угла и заваривают от середины к краям. Длинные трещины заваривают обратноступенчатым способом.

Газовая сварка алюминия и его сплавов.

Газовая сварка алюминия — это хорошая альтернатива дорогой аргонно-дуговой сварке. Оборудование газовой сварки может быть аж в десять раз дешевле современного аргонно-дугового аппарата, с обеими функциями переменного и постоянного тока (подробнее о нём в этой статье). И тем не менее качество шва может не намного уступать дорогому аргонно-дуговому аппарату. Алюминий и его сплавы хорошо свариваются газовой сваркой. И даже всемирно признанный авторитет в обработке листового металла Ронн Ковель, в своих видео-уроках по изготовлению бензобаков для чёппера из алюминия, не смотря на наличие дорогого аргонно-дугового аппарата известной американской фирмы «Миллер Электрик», варит алюминиевый бензобак обыкновенной газовой горелкой. А вообще рекомендую сначала научиться варить алюминий газовой сваркой, и только после этого приобретать дорогой аргонно-дуговой сварочный аппарат и начинать учиться варить на нём. Опыт и навыки газовой сварки непременно пригодятся вам при обучении сварке в среде аргона.

Особенность сварки алюминия и его сплавов состоит в образовании очень тугоплавкой плёнки окиси алюминия(AL2O3), которая располагается на поверхности жидкого металла сварочной ванны.Парадокс состоит в том, что температура плавления алюминия всего 657°С, а температура плавления окисной плёнки аж 2060°С. Эта плёнка окиси препятствует сплавлению частиц металла и обязательно должна удаляться с помощью флюса. Газовую сварку алюминиевых сплавов наиболее целесообразно применять для толщин от 1 до 5 мм. Она даёт хорошие результаты при правильном выборе режима сварки, наличии навыков у сварщика и применения флюсов, которые хорошо растворяют окись алюминия.

флюсы для газовой сварки алюминия.

Важное значение имеет правильный выбор мощности пламени, так как плёнка окиси алюминия полностью закрывает сварочную ванну и мешает сварщику контролировать начало расплавления металла. При слишком мощном пламени этот момент может быть упущен и тогда в месте сварки образуется сквозное проплавление металла, которое трудно поддаётся исправлению. В зависимости от толщины металла, мощность пламени при сварке алюминия и его сплавов должна быть : при толщине металла в 0,5 — 0,8 мм расход ацетилена 50 дм³/ч; при толщине 1 мм расход ацетилена 75 дм³/ч; при толщине 1,2 мм 75 — 100 дм³/ч ; при толщине 1,5 — 2 мм 150 — 300 дм³/ч; при толщине 3 — 4 мм 300 — 500 дм³/ч.

Флюсы . Для сварки алюминия разработано множество флюсов и основные из них приведены в таблице. Флюс наносят на зачищенные от грязи и окислов кромки металла и присадочную проволоку, составы флюсов наносят в виде пасты или порошка. Входящие в состав флюса хлористые соли, например лития, отнимают кислород от окиси алюминия, а фтористые соединения растворяют в расплавленном состоянии окись алюминия. Все флюсы для сварки алюминия гигроскопичны, то есть жадно поглощают влагу, и поэтому должны храниться в герметичных стеклянных банках, и готовить флюс желательно небольшими порциями, в соответствии с фактическим расходом флюса на сварку. После сварки остатки флюса необходимо тщательно удалять промывкой жёсткой щёткой в горячей воде, так как остатки флюса вызывают коррозию шва.

В таблице по подготовке кромок показаны способы и углы подготовки кромок при газовой сварке алюминиевых сплавов. Листы толщиной менее 1,5 мм можно сваривать с отбортовкой кромок. Соединений в нахлёстку следует избегать из за опасности затекания флюса между листами и последующей коррозии соединения, да и не шов это, когда соединяют детали внахлёст. Я считаю что листы должны соединяться только встык и на одном уровне, только тогда после проковки и шлифовки шва можно добиться качества однородной детали.

Не смотря на применение флюса, желательно перед сваркой кромки свариваемых деталей очистить промывкой в щелочном растворе, состоящем из 20 — 25 грамм едкого натра и 20-30 грамм углекислого натрия на 1 дм³ горячей воды(65°С), а затем кромки промывают в воде комнатной температуры. Сплавы АМц и АМг ещё и желательно протравить перед сваркой в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты, а сплавы Д и АМг можно протравить в 15%-ном растворе азотной кислоты. После травления кромки промывают в тёплой воде и насухо вытирают. Во избежание нового окисления, металл сваривают не позже 8 часов после указанной подготовки. Хотя сейчас в крупных городах можно найти фирменные флюсы, с которыми травление кромок перед сваркой можно не делать.

Присадочная проволока. Для газовой сварки алюминия и его сплавов предусмотрено 12 марок проволоки диаметром от 1 до 12 мм. Применяют проволоку из чистого алюминия марок А0 и А1 химического состава — 55 ; из алюминия марок АД, АД1 и алюминиевых сплавов марок АМц, АМг, АМг5п, АК, АМгЗ, АМг5В, АМг6, Д20 химического состава 49( по ГОСТ). Проволока для газовой сварки алюминия поставляется в бухтах в нагартованном состоянии, чистой, гладкой, без грубых следов протяжки, трещин, расслоений и вмятин. На поверхности проволоки не допускаются белые и тёмные пятна с шероховатой поверхностью, являющиеся признаком коррозии. Допускаются белые и тёмные пятна без шероховатостей, а так же цвета побежалости, которые являются следствием отжига проволоки.

Для сварки алюминия можно применять проволоку той же марки, что и свариваемый металл. При сварке термически обработанных алюминиевых сплавов и сплава АМц, лучшие результаты даёт применение проволоки АК, которая содержит 5% кремния, повышающего жидкотекучесть металла шва и даёт меньшую усадку. Для сплавов АМг не рекомендую применять проволоку АК, так как она снижает пластичность шва, лучше использовать проволоку АМг, с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле. Для сварки литых алюминиевых деталей используйте проволоку АК, АМц или проволоку из чистого алюминия. Проволока из чистого алюминия подходит почти ко всем алюминиевым сплавам, но всё же советую использовать проволоку точно такого же сплава, что и свариваемый металл и вы не ошибётесь и шов будет качественным.

Алюминий и его сплавы сваривают левой сваркой, только восстановительным пламенем(о видах сварочного пламени читаем в этой статье) или с небольшим избытком ацетилена. Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла должен быть не более 45°. Для закрепления кромок делайте предварительные прихватки. Допускается лёгкая проковка шва в холодном состоянии. Литые алюминиевые детали рекомендую сваривать участками по 50 -60 мм и с предварительным подогревом до 200 — 250°С (особенно массивные детали). После сварки для получения и сохранения мелкозернистой структуры алюминия, литые детали подвергаем отжигу при температуре 300 — 350°С и затем медленно охлаждаем.

Сущность и режимы газовой ацетиленовой сварки

Принцип ацетиленовой сварки

Суть метода заключается в применении ацетилена в качестве горючего газа. Делают его из воды и карбида кальция, что изначально смешивались в особом генераторе. Помимо этого устройства в состав сварочного аппарата входили:

  • баллон с кислородом;
  • горелка, снабженная рукояткой с вентилями;
  • шланги.
Читайте также  Как правильно сварить нержавейку инвертором?

Именно вентилями регулировались оба используемых газа, они должны были сочетаться в правильной концентрации. Но так как приходилось постоянно менять воду и карбид, и сливать после того, как ацетиленовая сварка завершена, технический состав немного изменился. Теперь генераторы уже не используются, на их место пришли баллоны, которые еще на стадии производства заполнены ацетиленом под нужным давлением.


Принцип сварки ацетиленом с кислородом

Кислород

При обычной температуре и давлении газ не имеет цвета и запаха. Для сварочных работ востребован технический кислород, добытый из воздуха и обработанный в воздухоразделительных установках, трех сортов:

  • высшего, чистота по объему – 99,5%;
  • 1-го – 99,2%;
  • 2-го – 98, 5% .

Остаток составляют аргон и азот.

При смешении горючих газов или паров горючих жидкостей с кислородом в определенных пропорциях начинается интенсивное горение с выделением большого количества тепла.

Для хранения технического кислорода используют специальные окрашенные в голубой цвет баллоны объемом 40 дм3 (40 л). Надпись «Кислород» сделана черным. Масса такого баллона без колпака и башмака составляет 60 кг.

Внимание! При использовании кислородных баллонов необходимо соблюдать предельную осторожность из-за высокого давления внутри них. Есть еще одна опасность – высокая активность газа при контакте с органическими веществами (маслами или жирами). Чистый кислород – очень сильный окислитель, который при взаимодействии с углеводородами вызывает возгорание с большим выделением тепла, что провоцирует взрыв.

Сколько кислорода содержится в баллоне 40 л? Номинальное давление газа в баллоне при +20°C – 14,7 МПа (по ГОСТу 5583). В таких условиях в него вмещается 6,3 м3 кислорода, по массе – 8,3 кг.

Плюсы и минусы

Среди преимуществ сварки ацетиленом и кислородом:

  • Не требуется подключение к электричеству.
  • Все оборудование мобильно.
  • Можно проводить сварку даже на улице, а также в местах, где обычная сварка не эффективна.
  • Легко избежать прожогов, просто удаляя горелку от детали.
  • Можно менять степень нагревания сварочной ванны, регулируя направление пламени.
  • Качество сварных швов выше, они прочнее, визуально смотрятся аккуратнее.
  • Не нужно делать операционный стык.
  • Стоимость расходных материалов, а также оборудования невысока.

Недостатки у такого метода сварки тоже есть:

  • Площадь нагрева больше, чем при другой сварке, это может повлиять на всю деталь.
  • Редко применяется для промышленных объектов.
  • Длительность выше, чем у электрической сварки.
  • Требуется высокий разряд от сварщика.
  • Взрывоопасность высокая из-за применения ацетилена и кислорода.
  • Автоматизировать процесс не получится.
  • Нельзя сваривать внахлест.

Также нужно помнить, что сваривать детали этим методом может производить только человек с высокой квалификацией, так как это продвинутый уровень.

Назначение флюсов для газовой сварки

При нагревании во время сварочного процесса медь, алюминий, магний и сплавы на их основе интенсивно взаимодействуют с кислородом воздуха или сварочного пламени. В результате на металлической поверхности образуются оксиды, температура плавления которых превышает температуру плавления основного металла. Оксидная пленка значительно усложняет сварку.

Предотвратить появление поверхностных оксидных пленок помогают специальные пасты или порошки, то есть флюсы. Эти составы наносятся предварительно на кромки свариваемых элементов и сварочную проволоку (прутки). При нагреве флюсы образуют легкоплавкие шлаки, предотвращающие образование тугоплавких оксидов. Функции флюсов выполняют: прокаленная бура, борная кислота, оксиды и соли лития, бария, калия, фтора, натрия и другие. Вид состава определяется свойствами свариваемого металла. База флюса для кислородной резки – железный порошок. Флюсы также могут использоваться для специальных легированных сталей и чугуна. Для обычных «черных» сталей не применяются.

Технология сварки ацетиленом

Чтобы ацетиленовая сварка была выполнена правильно, необходимо соблюдать технологию. Она описана в следующих шагах:

  1. Все оборудование проверяется на целостность.
  2. Подготавливается рабочее место и детали, которые нужно соединить.
  3. Открывается подача ацетилена, пока не возникнет запах.
  4. Поджигается горелка.
  5. Добавляется кислород до появления стабильного пламени синего цвета.
  6. Давление газа ацетилена обычно устанавливается на 2–4 атм, кислорода — до 2 атм, не выше.
  7. После можно переходить к сварке.

Сварка в домашних условиях

Сварка алюминия в домашних условиях обладает рядом особенностей. Рассмотрим их:

  • Все работы нужно проводить в хорошо проветриваемых помещениях с низкой влажностью воздуха. Сварку можно проводить на улице в теплое время года (температура воздуха должна быть не менее 10 градусов). Если на улице недавно был дождь, то сварочные работы противопоказаны (лишняя влага в воздухе негативно влияет на шов).
  • Сварочный стол должен быть пустым. Уберите с него посторонние металлические объекты, химически активные вещества, пластиковые изделия. Перед работами стол необходимо вымыть и вытереть насухо, чтобы избежать контакта расплавленного металла с водой.
  • При выборе газа предпочтительней чистому аргону (без гелия), поскольку он обладает более высокой температурой детонации. Проволоку и компоненты сварочного аппарата (инвертор, горелка) не рекомендуется держать на столе. Это же правило распространяется на запасные компоненты аппарата.
  • Если для очистки пленки Вы применяете химическое травление, то процедуру рекомендуется выполнять на открытом воздухе.
  • Сварочные работы следует проводить в защитной рабочей одежде. Не забудьте также купить защитные очки, чтобы не повредить глаза. Если сварку Вы проводили на открытом воздухе, то по ее завершении детали нужно занести в помещение. Запрещено касаться шва до его полного остывания.

Обратите внимание, что многие алюминиевые изделия, которые можно встретить в продаже, не из чистого алюминия, а из дюралюминия (сплав с добавлением магния, меди, марганца). Сварка дюралюминия в домашних условиях отличается. У этого сплава немного отличаются физико-химические свойства (температура плавления, теплоемкость, текучесть). Перед проведением работ рекомендуется выполнить пробную сварку. Оптимальным методом сварки дюралюминия является аргонная технология в среде аргоно-гелиевой смеси.

Способы сварки

Когда речь идет об ацетиленовой варке, то говорят о двух ее основных видах, имеющих условные названия «на себя» и «от себя».

Метод «на себя» предполагает, что горелка перемещается сварщиком первее присадочной проволоки, разогревая тем самым сварочную ванну до нужного температурного уровня. Пламя должно подаваться под углом 45°. Горелку нужно вращать кругами вдоль шва, а присадка тем временем должна следовать за пламенем и продолжать движение в зоне сваривания.

Когда процесс идет «от себя», проволока размещается перед пламенем. Здесь металл плавится одновременно с присадочным стержнем, поэтому материалы целиком заполняют собой сварную ванну. Здесь важно добиться, чтобы металлы смешивались равномерно, так как если их взаимопроникновение будет слабым, то шов получится низкого качества. Чаще всего этот метод применяется, когда нужно соединить детали из толстого металла.


Способы сварки

То, насколько хорошо смешались металлы, трудно понять визуально, так как некрасивые швы могут быть и у очень прочных соединений, а красивые — у не особенно надежных. Поэтому стоит делать как можно меньший зазор между заготовками, а также проводить для большего уменьшения пространства между зазорами прихватки, тогда в качестве шва не будет сомнений.

Какая сварочная проволока применяется для газовой сварки?

Для сварки в качестве присадочных материалов применяют обычно проволоку, прутки и гранулы с химическим составом, аналогичным свариваемому металлу. Их температура плавления должна быть равна или ниже, по сравнению с обрабатываемым материалом. Поверхность проволоки – чистая, без ржавчины, масел, окалины. Проволока для газосварки и наплавки производится в соответствии с тем же стандартом, что и для дуговой сварки, – ГОСТом 2246.

Как поступить, если нет возможности достать сварочную проволоку требуемого состава? Для работы с нержавеющей сталью, медью, латунью или свинцом в порядке исключения используют полоски из материалов такой же марки, как и свариваемый металл.

Как выбрать проволоку в соответствии со свариваемым материалом и эксплуатационным назначением изготавливаемой продукции?

  • Для ответственных сварных металлоконструкций и изделий рекомендуется применять марганцевую и кремнемарганцевую проволоку: Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С.
  • Для низколегированных марок используют низколегированную проволоку, содержащую хром.
  • Для чугуна предназначаются прутки, выпускаемые по ГОСТу 2671. Они делятся на марку А, востребованную для горячей сварки с общим предварительным подогревом изделия, и Б – для сварки с местным подогревом. Марки НЧ-1 и НЧ-2 используют для низкотемпературной газосварки литых элементов.
  • Для сварки алюминия и сплавов на его основе предназначена проволока, соответствующая ГОСТу 7871: Св-А1, Св-АМц, Св-АК-5, Св-АМг.
  • Для меди и ее сплавов выпускается присадочная проволока, регламентируемая ГОСТом 16130 (М1, МСр1), или прутки М1р и М3р.

Оборудование и материалы

Ацетилено-кислородная сварка потребует таких инструментов:

  • Баллоны с газами.
  • Присадочный материал, подбирающийся в зависимости от рабочего металла, его толщины и иных параметров.
  • Исправная горелка.
  • Молоток, плоскогубцы.
  • Иглы для чистки горелки.
  • Металлическая щетка, а также специальные составы для очистки, обезжиривания поверхности рабочих деталей.
  • Набор ключей, чтобы прикрепить редукторы и штуцера.

Газовая сварка ацетиленом стала популярной не зря. Она проста для хорошо подготовленного сварщика, не так дорога, не требует сложного оборудования. А швы получаются очень прочными, даже когда соединить нужно сложные конструкции. Главное, знать, как варить ацетиленом, а обо всех теоретических особенностях этого процесса говорится в этом материале.

Достоинства и недостатки

Сварка ацетиленом применяется в производстве различного оборудования вот уже порядка ста лет. И надо отметить, что эта технология актуальна, до сих пор несмотря на то, существует множество оборудования для выполнения электрической сварки, в том числе и с применением защитных газов.

Рекомендуем! Применение алюминотермитной технологии для сварки рельс на железной дороге

Технология газовой сварки обладает рядом преимуществ:

  • для выполнения сварки нет необходимости применять сварочные аппараты;
  • доступность газовой смеси, ее можно приобрести в специализированных организациях;
  • при выполнении сварки газом нет необходимости в источнике энергии и наличия защитной среды, пламя с успехом выполняет эту функцию;
  • возможность регулировки расхода газа и соответственно температуры пламени.
  • отсутствие сильного разбрызгивания металла;
  • отсутствие УФ-излучения – работу выполняют в специальных очках газосварщика.

Между тем, газовая сварка обладает и рядом серьезных недостатков:

  • низкая скорость нагрева свариваемых металлов;
  • тепло от газовой горелки, в отличие от электродуговой имеет широкое рассеивание по поверхности свариваемых деталей и обладает низкой концентрацией в одной точке.