Точечная сварка для алюминия своими руками

Точечная сварка алюминия — основы технологии

Содержание:

Одним из способов получения неразъемных соединений алюминиевых деталей является точечная сварка алюминия. Применение данного метода получило в основном в промышленных масштабах, но может быть выполнено и в домашних условиях.

Особенности сварки алюминия.

Сварку алюминия и его сплавов любыми способами осложняет несколько его физических и химических качеств:

• Пленка окиси, образующаяся на поверхности заготовки, имеет температуру плавления более 2000 градусов (Tпл алюминия составляет 657 градусов). Окислы алюминия являются стойкими химическими соединения, имеющими нейтральные качества. Поэтому получающаяся пленка практически не поддается воздействию флюсов. Кроме того, ее тугоплавкость может привести к перегреву металла в месте сварки, а алюминий в таком состоянии отличается хрупкостью.
• Причиной перегрева может также служить и высокая электропроводность материала, в этом случае возможно приваривание электрода (залипание) и заготовки.

Применение современных технологий сварки, мощного оборудования позволяет минимизировать последствия этих недостатков и вполне успешно осуществлять точечную сварку алюминия при соблюдении технологии подготовки и непосредственной сварки деталей.

Подготовка алюминия к точечной сварке.

Перед тем как сварить алюминий точечной сваркой, необходимо подготовить его поверхность. Подготовка поверхности алюминия перед сваркой является ответственным этапом, направленным на удаление с нее окиси. Для качественной сварки точечным методом достаточно обработать полосу шириной в 50 мм. Может выполняться механическим или химическим способом.

• Механическая очистка может выполняться вручную или при помощи специальных устройств, что более эффективно. Очистка в основном осуществляется при помощи вращающихся металлических щеток, при зачистке вручную чаще всего применяют наждачную бумагу.
• Химическая очистка является наиболее эффективным методом. Травление алюминия может осуществляться в растворах каустической соды или ортофосфорной кислоты. Перед обработкой заготовки должны быть обезжирены. После травления допускается хранения алюминия на складе до 3 дней (сварка переменной энергией) или 1 сутки (сварка аккумулированной энергией).

Подобная обработка позволяет полностью удалить пленку оксида и выполнить успешную сварку алюминия.

Принципы точечной сварки алюминия.

Точечная сварка алюминия может применяться для заготовок толщиной от сотых долей миллиметра до 5-6 мм. Технология точечной сварки алюминия не отличается от сварки других металлов таким же способом, хотя ряд нюансов все-таки имеется. Сварке можно подвергать плоские, профильные, круглые заготовки.

Свариваемые детали соединяются, сдавливаются с определенным усилием для уменьшения зазора. В том случае, если зазор на 10 см не превышает 0,2 мм, значительно улучшается контакт между свариваемыми элементами, что приводит к меньшему нагреванию участка сварки. После сжатия через электроды подается электрический ток большой плотности, которая может достигать 1 кА/мм 2 , в результате чего получается сварочная точка, соединяющая детали. Сварка алюминия возможна только при таких жестких режимах, при этом время воздействия тока (период сварки) определяется исходя из толщины металла. Во избежание перегрева металла сварка выполняется мощными, непродолжительными импульсами.

Оборудование для точечной сварки алюминия.

Как уже говорилось, алюминий и его сплавы имеют высокую теплопроводность, это существенно сужает круг применяемых для сварки электродов. Они должны быть сделаны из материала, имеющего хорошую электропроводимость, обладать твердостью и жаропрочностью. Поэтому для сварки алюминиевых деталей применяют медные электроды, различные по составу в зависимости от свариваемого сплава. Электроды могут иметь сферическую или ровную контактную поверхность.

Машины для контактной сварки алюминия по применяемой энергии можно разделить на 3 вида:

• Однофазные, обеспечивающие импульсы переменного тока различной модуляции.
• Трехфазные, оборудованные игнитронным преобразователем. Такой преобразователь позволяет выполнять медленное увеличение и уменьшение амплитуды тока сварки в каждом импульсе.
• Сварочные машины, в которых применяется накопленная энергия.

Каждый из этих аппаратов имеет свои преимущества и недостатки, но все они вполне успешно применяются в промышленных условиях.

Несмотря на все сложности, связанные со сваркой алюминия, необходимость ее применения будет только расти в связи с увеличением потребления этого металла. Постоянное усовершенствование методов сварки, в том числе и точечной, позволяет получать более качественные соединения.

Источник

Свариваем алюминий без аргона

Привет друзья! Я покажу как сварить алюминий без аргона, обычным инвертором. Весь процесс будет полностью идентичен как при электродуговой сварке стали, за исключением одного небольшого изменения. С помощью этого способа вы сможете без труда производить ремонт алюминиевых деталей или узлов дома, без дорогостоящего оборудования для аргонной сварки.

Понадобится

• Инверт постоянного тока, способный выдать 120 А.
• Специальный электрод для сварки алюминия — http://alii.pub/5nyy46

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.

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.

Свариваем алюминий обычным инвертором без аргона

Мой первый опыт сварки этого металла в без аргонной среде. Я буду сваривать толстые пластины. Закрепляем детали струбцинами. Минус подключаем к нижней пластине. Плюс к электроду.

Изначально рекомендую установить ток 100 А и попробовать.

Варим все на короткой дуге, так как из-за быстрого плавления электрода ее очень трудно ловить, особенно с непривычки.

Приноровившись уже получается стабильно держать дугу.

Как и после обычной сварки отбиваем окалину молотком.

И зачищаем щеткой.

Не судите строго, для первого тренировочного раза, я считаю, это хороший результат.

Особенно учитывая насколько это трудоемко и непривычно после обычной сварки стали.

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

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.

Источник

Характеристика контактной точечной сварки алюминия. Особенности и технология сварочного процесса

Контактная сварка регламентируется ГОСТом 15878-79 и основана на нагреве металла теплом, выделяющимся при протекании электрического тока по соединяемым деталям. Точечная контактная сварка (обозначается Кт) заключается в сваривании деталей по отдельным точкам с использованием двух электродов, по которым проходит ток, и передается сжимающее усилие.

Особенности сварки алюминия

Материал покрыт естественной оксидной пленкой, которая неодинакова по толщине и обладает большим электрическим сопротивлением. Свариваемость алюминиевых сплавов различна, но точечной сварке поддаются все. Трудность процесса зависит от сочетаний сплавов. Легче соединяются сплавы, имеющие высокий предел прочности.

Алюминий имеет высокую тепло- и электропроводность, поэтому точечная сварка сплавов требует использования кратковременных импульсов тока большой величины, превышающей в 3 раза значение, применяемое при сваривании низкоуглеродистой стали. Интервал температур ограничен.

Давления при работе с пластичными (неупрочненными) алюминиевыми сплавами такие же, как для низкоуглеродистой стали. Сплавы, упрочненные деформацией или термической обработкой, сваривают с давлениями, аналогичными работе с коррозионно-стойкими сталями.

Высокопрочный алюминиевый сплав при этом виде сварки имеет склонность к образованию дефектов усадочной природы (трещины, раковины, поры). По этой причине процесс проводится с применением ковочного усилия.

Качество сварного шва зависит от материала электродов и формы их торцов.

Технология сварки

Технология точечной контактной сварки алюминиевых сплавов включает такие операции:

• подготовка поверхностей;
• сборка;
• прихватывание;
• сварка;
• последующая обработка;
• контроль качества.

Выбор технологии зависит от исходных данных: программы изготовления элементов, их конструкции (тип материала, габариты, толщина), оборудования и приспособлений.

Форма и размеры соединяемых деталей, а также расположение точек должны быть такими, чтобы детали в местах соприкосновения прижимались беспрепятственно. Толщина свариваемых деталей не должна превышать троекратную разницу.

Количество свариваемых единиц в одном пакете – 2, допускается – 3, в неответственных соединениях – 4.

Оборудование

Средства производства при контактной точечной сварке алюминия включают:

• сварочное оборудование;
• средства для подготовки поверхности;
• приспособления, обеспечивающие точность сборки и сварки;
• электроды;
• устройства для проведения подготовительных, заключительных, доводочных операций;
• аппаратура для контроля.

Сварочное оборудование

Используют машины для контактной сварки. Их главные функции – сжатие и нагрев соединяемых элементов. По виду используемой энергии классифицируются:

• однофазные;
• трехфазные;
• накопленной энергии.

Примерная стоимость аппаратов для точечной сварки на Яндекс.маркет

При выборе конструкции машины для сварки алюминиевого сплава учитывается скорость размягчения материала, составляющая 0.002-0.005 сек. Прилагаемое к электродам усилие должно быть достаточным для разрушения поверхностного слоя окиси.

Электроды

По причине высокой теплопроводности материала, имеются ограничения к типам применяемых электродов. Материал для их изготовления должен обладать хорошей электропроводностью (более 85%), жаропрочностью, твердостью. Это медные электроды, состав которых подбирается по типу свариваемого сплава.

Примерная стоимость медных электродов на Яндекс.маркет

Подготовка материала

Этап проводится после проведения окончательной обработки и пригонки деталей для свариваемого узла. Процесс заключается в удалении с поверхности алюминия окиси с применением механического или химического метода.

Механический способ

Выполняется вручную наждачной бумагой или с использованием специальных устройств (вращающихся металлических щеток).

Предварительная подготовка металла заключается в зачистке участков в зоне сварных точек на ширину 30-50 мм. Сварка при этом методе производится через 2-3 часа после обработки во избежание повторного окисления алюминия.

Химический метод

В специальных ваннах выполняется травление алюминия водным раствором ортофосфорной кислоты или каустической соды. Перед проведением процедуры заготовки очищают от загрязнений, обезжиривают и промывают в теплой и холодной воде. Длительность травления – 10-15 минут, после чего детали просушивают горячим воздухом.

Допустимые сроки хранения заготовок после травления:

• 3 дня при сварке машинами с энергией переменного тока;
• 1 день – аппаратами накопленной энергии.

Порядок работ

Последовательность операций контактной точечной сварки алюминия следующая:

1. Установка заготовок.
2. Плотное прижимание материалов между электродами машины для контактной сварки.
3. Подача через электроды энергии.
4. Нагрев деталей.
5. Образование расплавленного ядра.
6. Отключение энергии.
7. Непродолжительная выдержка заготовок между электродами в сжатом положении с целью охлаждения свариваемой зоны, уменьшения усадочной раковины при кристаллизации расплавленного металла.

Процесс работы автоматизирован и начинается с момента нажатия оператора на пусковую кнопку.

Источник