Як своїми руками зробити електроди для зварювання алюмінію – особливості, інструкція, використання

При роботі з алюмінієм зварювальник часто відчуває труднощі, оскільки алюміній – досить примхливий метал, який, до того ж, має не один легований свій різновид.

Початківцю електрогазозварника працювати з алюмінієм в домашніх умовах без додаткових теоретичних знань легко не вдасться. Але сьогодні ми з Вами намагатимемося розібратися з тонкощами зварювання такого металу, як алюміній, і спробуємо розповісти Вам про особливості роботи з цим металом.

Алюмінієва вода

Алюміній (Al) – біло-сріблястий метал, третій елемент земної кори за поширеністю і перший серед металів. Вміст у корі – 8.8%. Атомний номер – 13, а молярна маса – 26,98154. У контексті промисловості, алюміній – відмінний універсальний білий метал, що має спектр відмінних від інших металів характеристик. До них належить:

• Низька маса;
• Парамагнетизм (здатність до намагнічування);
• Стійкість до корозії;
• Здатність до електро- та теплопровідності;
• Пластичність
• Низька температура плавлення (660 градусів Цельсія)

Всі ці характеристики роблять алюміній одним із найбільш незамінних металів у промисловості та виробництві автомобільної, сільськогосподарської та ракетної техніки.

Який алюміній можна варити

Як правильно, більшість сплавів з алюмінію піддаються зварюванню із пристосованим до цього обладнанням. З такого типу відносяться сплави алюмінію серій:

• 1ххх (технічно чистий);
• 3ххх (сплав із марганцем);
• 4ххх (сплав із кремнієм);
• 5ххх (сплав із магнієм);
• “6ххх (сплав з магнієм та кремнієм).”

Але треба не забувати про існування сплавів алюмінію, формування шва в більшості випадків з яких за допомогою ручного дугового зварювання – неможливе. До них можна віднести:

• 2ххх (сплав із міддю);
• 7ххх (сплав з магнієм, цинком та міддю).

В силу своєї схильності до корозії та появи тріщин на швах після застигання з цими сплавами алюмінію за допомогою ручного дугового зварювання не працюють. До того ж, якщо врахувати, що ці сплави використовуються у справі літакобудування, попит на якість шва зростає подвійно, тому це потрібно врахувати.

Особливості зварювання алюмінію та опис процесу

Весь хід повинен починатися з підготовки обладнання. Відразу забіжимо наперед: для зварювання алюмінію та інших сплавів електроди, призначені для роботи зі сталлю – не підійдуть.

Однією з фундаментальних відмінностей алюмінію від, наприклад, сталі – наявність оксидної плівки при контакті металу з киснем з атмосфери: у процесі зварювання ця плівка через свою високу температуру плавлення (а вона близько 2000 градусів Цельсія) ускладнює утворення гарної зварювальної ванни, що негативно позначається. на якості шва.

Чим більший шар оксидної плівки на поверхні – тим важче успішно та якісно завершити зварювальні роботи, тому її потрібно обов’язково видаляти з поверхні металу перед зварюванням.

Потрібно звернути увагу, що оксидна плівка – необхідне алюмінію покриття, тому що при його присутності на поверхні алюміній і має стійкі антикорозійні здібності, тому зварювальний шов повинен це покриття мати.

Також для зварювання алюмінію використовуються електроди, у складі покриття яких присутні солі хлору та/або фтору: за допомогою оксидна плівка, за допомогою вступу в реакцію, при дії високих температур руйнується, полегшуючи процес зварювання.

Такі електроди можна використовувати в сукупності з класичним зварювальним апаратом ММА типу зі зворотною полярністю і постійним родом струму, але потрібно мати на увазі, що такі електроди витрачаються мінімум у 2 рази швидше, ніж сталеві, відповідно, купувати їх потрібно в стільки ж разів більше.

У тому числі процес зварювання алюмінію можна проводити за допомогою інертного газу, часто аргону або його суміші з гелієм. Завдяки ньому утворюється середовище з, як не дивно, аргоновим газом, в якому виключається контакт поверхні алюмінію з киснем, що перешкоджає покриванню металу оксидною плівкою (оскільки алюміній не реагують з аргоном) і процес зварювання стає легшим.

Вже в цьому випадку полегшити процес нам допоможе аргонова зварка із застосуванням тугоплавкого електрода, яким найчастіше є вольфрамовий. Цей вид зварювання несе ім’я TIG-зварювання або ручна аргонодуговая. Вже в цьому випадку струм має бути змінним.

Алюміній також вимагає стеження за подачею напруги та, як наслідок, температурним балансом. Це потрібно через те, що він є досить текучим металом, внаслідок чого його зварювальна ванна в процесі роботи здатна виплеснутися зі шва, що також не обіцяє якістю виконаної роботи.

Після підготовки устаткування наступає наступний етап – підготовка поверхні алюмінію. Все починається з знежирення та зачистки. Після цього потрібно в обов’язковому порядку провести хімічну обробку майбутнього виробу, яка включає:

• Знежирення в їдкому натрі 5-ти відсотків протягом 2-х хвилин;
• Промивання в 50 градусній воді, а після цього промивання в холодній;
• Освітлення у водному розчині азотної кислоти 15-ти відсотків протягом 2-х хвилин;
• Знову промивання теплою і після цього холодною водою
• Сушіння при 60 градусах Цельсія до видалення вологи

Подальше виконання зварювання з підготовленим обладнанням (!) має відбуватися пізніше, як за 3 години після хімічної обробки поверхні металу.

Після завершення можна і потрібно розпочинати фінальну обробку поверхні – зачистку. Вона проводиться так: шов алюмінію позбавляється шлаку, тому що його наявність здатна утримувати під собою вологу і стати причиною виникнення корозій.

Після цього шов поливають окропом для видалення зайвої кислоти, зменшення пор у шві та ущільнення оксидної плівки. Після остигання шов заново зачищають від зайвого шлаку щіткою з металевим ворсом.

Після якісного, педантичного та планового проведення всіх етапів обробки та підготовки у Вас має вийти якісний, монолітний, акуратний та рівний зварювальний шов.

Варто мати на увазі, що оксидна плівка на зварювальному шві з алюмінію формується повноцінно після 1-2 тижнів перебування в середовищі з 20 градусами Цельсія, але зі збільшенням температури реакція створення плівки каталізується і її шар стає все більше і більше, аж до 10- ти нанометрів.

Марки електродів для зварювання алюмінію

Залежно від сплаву та легування алюмінію, марка електродів має бути індивідуальною, але основою електродів для роботи з ним має бути стрижень з алюмінію або вольфраму (при роботі в аргоновому середовищі) та його лужно-сольове покриття. Такі характеристики мають електроди марок:

• ОЗА: 1 і 2;
• ОЗАНА: 1 і 2;
• УНА: 1;
• ОК 96 (лужно-сольові): 10, 20 та 30;
• ЕВЧ (вольфрамові).

У кожної марки можливі інші різновиди через наявність домішок чи присадок у складі стрижня. Діаметр електрода треба підбирати в залежності від товщини поверхні металу в конструкції.

Рецепт домашніх електродів

Як Ви бачите, робота з алюмінієм – покритий мороком лабіринт, що складається з безлічі важко відчутних способів виходу з нього. Якщо Ви неофіт у світі електрогазозварювання, але хочете розпочати роботу з алюмінієм – для Вас є спосіб цей лабіринт пролетіти.

Правда є «але» одне: домашні електроди краще усунути від використання в серйозних конструкціях, тому що їхня якість стоятиме на десяток рівнів нижче, ніж якість професіоналами електродів.

Проте цей спосіб цілком має право на існування, оскільки значно менш сильно спустошить Вашу кишеню, ніж покупка дорогих електродів. Для створення домашніх електродів для зварювання алюмінію нам потрібні:

• Алюмінієвий дріт, товщиною від трьох міліметрів;
• Мел;
• Силікатний клей (побутова назва – «рідке скло»);

Рецепт простий: потрібно нашаткувати дріт на шматки завдовжки 25-30 сантиметрів. Після цього потрібно потовкти крейду і перемішати з силікатним клеєм, після чого вмочити в нього нарізані стрижні. Пропорції крейди та силікатного клею необхідно регулювати самостійно, головне – товщина покриття електрода не повинна бути більшою, ніж 2.5 мм.

Потім покриття дати на стрижнях повністю засохнути і електроди можна тестувати. Найкраще електроди протестувати на фрагменті, якого не буде видно у виробі або який не шкода зіпсуватиме.

Вердикт

У цій статті ми розібрали з Вами акуратний процес зварювання алюмінію і постаралися розібратися з максимальною кількістю нюансів, які повинні бути прийняті до уваги в процесі роботи з цим металом.

Також ми розібралися, як можна самостійно зробити електроди, які запросто можна використовувати «на чорний день» і які точно не завдадуть нищівного удару по гаманцю зварювальника.

Рекомендуємо Вам вивчити тему роботи з алюмінієм більш поглиблено, якщо Ви дійсно бажаєте дізнатися більше способів створення якісного шва на цьому металі та підняти свій рівень професіоналізму у справі електрогазозварювання. Діліться враженнями від роботи з алюмінієм та саморобними електродами. Успіху Вам у праці!