Сварка алюминия

Сварка является одним из самых распространённых процессов при работе с металлами, она подразумевает соединение расплавленных краёв листов металла между собой. При этом листы обычно имеют сравнительно большую толщину, в то время как автомобильный ремонт обычно требует более тонкой работы, не такой, какая проводится с трубами, объёмными металлическими изделиями.

Наиболее распространённым сварочным аппаратом при кузовном ремонте является споттер. При этом, если говорить о полуавтоматах, то все сведущие мастера используют полуавтомат MIG/MAG. Между тем, выбор полуавтоматического сварочного аппарата является не самой простой задачей, т.к. не все полуавтоматы приспособлены для автомобильного ремонта и не все отвечают критериям качества.

Некоторые выбирают сварочный аппарат, исходя их величины силы тока, что принципиально неверно, так же, как и стереотип о 300 Амперах, как оптимальной силе тока при сварке. Для кузовного ремонта сила тока вовсе не так важна.

При кузовном ремонте обычно требуется сварка тонких листов толщиной 0,6–1 мм, максимальная толщина может составлять 4 мм. Поэтому для сварки тонких листов требуется малая сила тока, всего 15–30 А, 120 А при 4 мм толщины. Максимальная сила тока при автомобильном ремонте составляет 160 А, большей силы тока при сварке не требуется!

Сварочные аппараты, как правило, не имеют столь широкого диапазона силы тока от 15 до 400 А. Поэтому при покупке сварочного аппарата его надо покупать для определённых операций. Конечно, можно приобрести высококачественный промышленный сварочный аппарат, который имеет очень широкий диапазон силы токов.
В этой статье мы рассмотрим особенности сварки алюминия– одного из самых распространённых металлов кузова автомобиля.

При сварке алюминия следует учитывать его химические и иные особенности. Во-первых, алюминий обладает очень высокой теплопроводностью, в 5 раз большей, чем у стали и стальных сплавов. Это влияет на то, что детали, соприкасающиеся с местом сварки, нагреваются больше положенного. Желательно подогревать алюминиевые детали перед сваркой. Во-вторых, алюминий имеет сравнительно низкую температуру плавления 640°C, то есть она значительно ниже температуры плавления, а при нагреве он размягчается. При этом цвет при нагревании не изменяется, поэтому визуально определить степень накала металла невозможно.
Эти две особенности приводят к тому, что вероятность порчи детали в связи с её расплавлением или перегревом при сварке существенно возрастает. Кроме того, значительная литейная усадка влияет на то, что при охлаждении и последующем застывании в алюминиевых деталях могут возникать внутренние деформации– "горячие трещины".

Сварка алюминия обычно производится аргонодуговой и полуавтоматической. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом ведётся при переменном токе, обычно на инвенторных сварочных аппаратах, которые позволяют регулировать напряжение. Чем ниже толщина детали, тем выше должно быть напряжение, и наоборот. Полуавтоматическая сварка алюминия является более мощной, производится при постоянном токе, часто в импульсном режиме. Примером сварочного полуавтомата для алюминия может являться NN PULSEMIG 270. Ток подаётся постоянно, но потери капель металла не происходит, перенос капель от электрода к изделию осуществляется планомерно и эффективно. При импульсном режиме возможно более точное позиционирование нагревателя, более аккуратное ведение сварки при меньшем тепловложении, т.к. не происходит разбрызгивания. Сам процесс является поэтому более безопасным. Однако сварочные аппараты, использующие импульсный режим сварки, стоят существенно дороже. Таким образом, мы выяснили, что оптимальными характеристиками для сварки алюминиевых деталей обладают инвенторныеили полуавтоматические сварочные аппараты, использующие импульсный режим сварки. При этом вообще не могут применяться аппараты для контактно-точечной сварки из-за недостаточной силы тока при их работе. Сварной точки при работе с ними не образуется даже при продолжительной сварке, КПД будет близок к 0, т.к. алюминий плавиться не будет.

Впрочем, и обычные MIG/MAG-аппараты не стоит применять для профессиональной сварки алюминия. Они универсальны, но лучше использовать аппараты, где есть специальный режим сварки для алюминия, обозначенный опцией (ALU). Например, такими являются все аппараты RedHotDot из семейства полуавтоматов HOTMIG 3/19/27 и 29.

Следует отметить, что алюминиевая проволока существенно мягче стальной. Поэтому подающее устройство должно быть с 4 роликами, чтобы равномерно распределять прижимное усилие, причём ролики для подачи алюминиевой проволоки должны иметь U-образную канавку для защиты поверхности. Использование приводных горелок, оснащённых катушкой Ø 100 мм типаSpoolGunпозволяет избежать такого технического сбоя как попадание проволоки в рукав горелки.

Необходимо помнить, что сварочные аппараты подключаются к евророзеткам, в частности, это относится к сварочным полуавтоматам моделей HOTMIG 19, HOTMIG27 и HOTMIG 29.

Если в аппарате не имеется специального разъёма SpoolGun, то можно приобрести специальные горелки для плавки алюминия, также применяются при алюминиевой сварке на неспециализированных аппаратах тефлоновые трубки, могут быть заменены контактные трубки. Всё это позволяет вести сварку алюминия на более высоком уровне. При сварке деталей из алюминия горелку устанавливают под углом 10-20° к вертикали на расстоянии 10–15 мм от сварного соединения, или же увеличивать давление газа при большем расстоянии для того, чтобы сохранить сварочную ванну невредимой.

Сварка «электрозаклепкой» через отверстие в верхнем листе.

Существует два способа сварки алюминиевых деталей, различающихся по виду свариваемых листов: есть ли в них отверстия, их количество. Для проведения сварки в обоих листах должны быть отверстия, которые просверливают при их отсутствии, причём их диметр должен составлять 10 мм, в том числе и при удалении деформированной части кузова фрезерованием сварных точек.

Перед сваркой листы алюминия необходимо не только промыть, но и удалить с них имеющуюся краску, лак и иные покрытия, в том числе оксидную плёнку. Обычно это делается путём шлифовки или полировки наждачной бумагой или стальной щёткой из нержавейки. Непосредственнное место сварки натирается до блеска, причём механическим путём, использование химических очистителей не рекомендуется, поскольку остатки химикатов, подвергшись накаливанию, могут дать непредсказуемую химическую реакцию. Сварка производится на расстоянии 15 мм от просверленных сквозных отверстий. Таким образом происходит нагрев зоны сварки, что облегчает проход материала электрода в точку сварки.

Как только сварной шов будет доведён до края отверстия, то при двухслойной сварке надлежит перейти к донышку, в котором сварной шов проводится по всей окружности. На нижнем листе, его обратной стороне, должен проявляться валик сварного шва, что должно свидетельствовать о высоком качестве сварки, причём его толщина должна составлять до 2-3 толщины свариваемого листа.

Если происходит сварка нескольких листов, имеющих сквозное отверстие, то применяется внешнее зажигание дуги. При сваривании двух листов сварочная горелка перемещается к месту соединения листов. Когда сваривают два листа, сварочную горелку по достижении края отверстия перемещают к месту смыкания листов внутри отверстия. Отверстие будет заполнено материалом электрода, если соответствующую окружность обойти сварочным швом полтора раза. Когда сваривают три листа, горелку направляют к тому месту в отверстии, где смыкаются нижний и средний листы. Отверстие должно быть забито материалом, окружность должны быть дважды опоясана сварочным швом.

После этого сварной шов отшлифовывается, а поверхность зачищается металлическим скребком или щёткой с металлической щетиной. Наконец края отверстия с обратной стороны проваривают, причём горелка должна располагаться под прямым углом к поверхности сварки, а сварной шов должен вестись от внешней точки возгорания дуги.

Таким образом, сварка алюминия– процесс далеко не столь примитивный, как может показаться на первый взгляд, а потому должен осуществляться профессионалами на профессиональном оборудовании.