Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Svařování kovů je již dlouho používáno po celém světě. Pokud svařování ocelových konstrukcí nezpůsobuje problémy, pak je možnost svařování hliníku pro mnohé pochybná. Nicméně, mnoho pochybností zmizí, pokud se rozhodnete, jak vařit hliník s argonem.

TIG přístroj pro obloukové svařování argonem.

Hliník je skutečně specifický materiál a způsobuje další požadavky. Mnohé slitiny hliníku, které jsou široce používány jak ve výrobě, tak v každodenním životě, dále komplikují obraz. Navzdory některým obtížím lze problém, jak vařit hliník argonem, řešit poměrně snadno i v domácích podmínkách.

Specifická práce

Proces svařování argonovým obloukem.

Jedním z hlavních problémů při svařování hliníku je jeho rychlá oxidace ve vzduchu. Na povrchu hliníku se objevuje velmi žáruvzdorný oxid hlinitý (taví se při teplotě nad 2000 ° C) a vytváří hustý film. Před nebo během práce musí být tento film odstraněn.

Vystavení vysokým teplotám významně snižuje mechanickou pevnost hliníku, což může vést ke zničení materiálu v oblastech sousedících se svarem. Kromě toho má hliník vysokou tekutost taveniny, což komplikuje její zadržení ve svařovací zóně. Barva hliníku se při zahřívání nemění, což neumožňuje přesnou kontrolu zóny a stupně vytápění.

Hliník má zvýšený koeficient lineární expanze s nízkým modulem pružnosti, což vysvětluje jeho touhu po deformaci. Aby se vyloučilo nebezpečí deformací v oblasti svařování, je nutné provést například předehřátí.

Zvýšená tepelná vodivost hliníku vyžaduje větší množství tepla, aby se svařila, proto se zvyšuje spotřeba energie a výkon proudového zdroje. Pro hliník a zejména pro jeho slitiny s hořčíkem je charakteristický výskyt pórovitosti vodíku ve svaru. Během svařování existuje vysoké riziko praskání svarového materiálu za tepla způsobeného namáháním při jeho krystalizaci.

Princip svařování argonem

Schematický diagram svařování argonovým obloukem.

Dostatečně účinný způsob vaření hliníku je svařování elektrickým obloukem, který taví kov v inertním prostředí. Inertnost média ve svařovací zóně je zajištěna přívodem argonu vysoké čistoty. Je povoleno použití směsi argonu a helia. Takové prostředí umožňuje chránit materiál, který je svařen z oxidace při zvýšených teplotách během svařování, protože argon prakticky nevstupuje do chemických vazeb s jinými materiály samotnými a zároveň vytlačuje vzduch ze svařovací zóny.

Svařování elektrickým obloukem v argonu se provádí pomocí speciálního nástroje - hořáku. Hořák obsahuje kanál, kterým je do pracovního prostoru přiváděn argon. Uvnitř hořáku je umístěna elektroda. Horní část hořáku a elektroda jsou chlazeny kapalinou. Jako elektrody mohou být použity taveniny a netavící se elektrody. Pro zajištění svarového kovu kovem se používá plnicí tyč nebo drát, jehož materiál, když se roztaví během ohřevu, vyplní objem svaru. Tyč se pohybuje ve svařovací zóně z hořáku.

Kov se svařuje elektrickým obloukem, který se vznítí mezi kovovým povrchem a elektrodou. Pro zapálení a údržbu oblouku se na elektrodu aplikuje svařovací proud s přímým nebo střídavým napětím.

Příprava povrchu

Schéma wolframové elektrody pro svařování argonem.

Specifičnost svařování hliníku je předpokladem pro důkladnou přípravu povrchu před zahájením prací. Hlavním úkolem přípravy je zničit oxidový film, a to v několika fázích. Především se povrch očistí od prachu a nečistot a okraje spojených přířezů se očistí a nahoře se jemně zaoblí souborem.

V dalším kroku se na povrch působí rozpouštědlem. Pro hliník a jeho slitiny použijte organická rozpouštědla nebo alkalický roztok následujícího složení: 50 g fosforečnanu sodného, 50 g sodovky, 30 g tekutého křemičitanového skla na litr vody. Před zpracováním se doporučuje roztok zahřát.

Po vyčištění rozpouštědlem je hliník opracován kovovým kartáčkem. Takový kartáč může být vyroben z drátu o průměru 0, 1 až 0, 2 mm. Veškerá povrchová úprava materiálu by měla být dokončena nejpozději 3 hodiny před zahájením práce, aby se zabránilo vzniku nového filmu.

Použití nespotřebitelných elektrod

Schéma argonového svařování hliníku.

Hliník lze svařovat elektrodou, která se neroztaví v oblasti svaru. Taková elektroda zajišťuje pouze vytvoření elektrického oblouku mezi ním a povrchem obrobku. Kov pro vyplnění svaru je tvořen roztavením plnicího drátu.

Nejčastěji jsou wolframové elektrody používány jako nespotřebované elektrody. Průměr těchto elektrod je 2-6 mm. Hliníkové sochory o tloušťce do 12 mm se vaří wolframovými elektrodami.

Svařování hliníku s použitím wolframových elektrod se obvykle provádí na standardních svářecích instalacích typu UDG, které zajišťují dodávku střídavého proudu potřebnou silou. Jednotka je schopna dodávat argon rychlostí až 15 l / min. Velikost střídavého napětí ve svařovacím obvodu při použití argonu je udržována na 15-20 V.

Tabulka výběr drátu pro svařování hliníku.

Jako výplňový materiál se používá hliníkový drát na bázi čistého hliníku typu AO nebo HELL. Při práci s hliníkovými slitinami se používá drát nebo tyč s podobným nebo blízkým složením slitiny. Pro slitiny hliník-hořčík se proto používá přísada ze stejné slitiny s obsahem hořčíku mírně (až 1, 5%), který překračuje její obsah v samotné slitině.

Způsob svařování hliníku wolframovými elektrodami závisí na průměru elektrody a tloušťce hliníku. Můžeme doporučit některé specifické parametry procesu. Pro svařování plechů do tloušťky 2 mm s elektrodou o průměru 2 mm by měl být použit plnicí drát o průměru do 2 mm a síla svařovacího proudu by měla být v rozsahu 50-70 A. U sochoru o tloušťce 4 - 6 mm a elektrody o průměru 3 mm je průměr přísady 3 mm, síla proudu je 100-130 A, a když má elektroda průměr 4 mm, proud stoupá na 160-180 A. Svařování hliníku o tloušťce 10 mm s elektrodou 5 mm vyžaduje nastavení svařovacího proudu 220-300 A.

Schéma svařování hliníku plynem.

Hliník se svařuje pomocí nespotřebitelných elektrod v jednom nebo několika průchodech v závislosti na tloušťce polotovarů. Je-li tloušťka hliníku až 3 mm, může být proces svařování proveden v jednom průchodu (za předpokladu, že se pod svarem použije keramická podšívka pro uchování taveniny). Svařování hliníku o tloušťce do 6 mm bude vyžadovat dva průchody. Svařování o tloušťce větší než 6 mm vyžaduje vytvoření úkosu na hranách svařovaných obrobků a čtyř svařovacích průchodů.

Zapálení oblouku v argonu (zejména při použití wolframových elektrod) dotykem kovového povrchu elektrodou se nepoužívá. Nejúčinnější metodou je použití oscilátoru, který dodává elektrodě vysokofrekvenční vysokonapěťové impulsy. Tyto impulsy ionizují zónu oblouku a zajišťují jeho zapálení, když je aplikován svařovací proud, aniž by se dotýkal povrchu kovu elektrodou. V nepřítomnosti oscilátoru může být oblouk zapálen pouze zvýšením svařovacího proudu s minimální obloukovou mezerou.

DC: použití tavicích elektrod

Způsoby svařování hliníku.

S použitím tavných elektrod je možné svařování hliníku stejnosměrným proudem v argonu. Takové elektrody působením elektrického oblouku se roztaví a vyplní prostor mezi svařovanými částmi. Použití aditiv v tomto případě není nutné.

Při vytváření stejnosměrného oblouku se používají svařovací střídače, například typ vd-200. Hlavní výhodou svařování stejnosměrným proudem je stabilita oblouku a schopnost plynule nastavovat svařovací proud. Oblouk je zapálen a udržován konstantním proudem opačné polarity. Tato polarita zajišťuje zničení oxidového filmu na povrchu hliníku, což platí i pro výhodu způsobu.

V poslední době byly jako tavicí elektrody široce používány potažené ozany-1 elektrody pro technické hliníkové a ozan-2 elektrody pro některé slitiny hliníku.

Metoda svařování argonem pomocí tavící elektrody.

Tyto elektrody tvoří složení svaru, v blízkosti samotného materiálu. Spotřeba elektrod typu „ozan“ je v průměru 2–2, 2 kg na kilogram svařovaného kovu. Z ostatních spotřebních elektrod, OK96.10 elektrody potažené alkalickými solemi pro technický hliník, jakož i elektrody OK96.20 pro slitiny, vč. slitiny hliník-hořčík.

Tavné elektrody pro hliník mají vysokou hygroskopičnost, takže před použitím vyžadují sušení při teplotě až 150 ° C po dobu nejméně půl hodiny. Jejich použití po vysušení by nemělo být delší než jeden den.

Režim závisí na průměru elektrod a tloušťce kovu. Při svařování hliníku o tloušťce do 10 mm je třeba dodržovat následující doporučení: pokud je průměr elektrody 3 mm, je stejnosměrná síla nastavena na 60-90 A, s průměrem 4 mm - 90-125 A, s průměrem 5 mm - 120-150 A. Při svařování posunutí elektrody v příčném směru by mělo být minimální.

Teplota vytápění se volí s ohledem na stupeň materiálu a tloušťku. V průměru je vyžadováno vytápění až 400 stupňů. Po ukončení procesu svařování je nutné zajistit pomalé chlazení svaru.

Další doporučení

Kvalita svaru je zlepšena při dodatečném zpracování okrajů spojených přířezů. Při svařování hliníku o tloušťce menší než 5 mm se zpravidla neprovádí zpracování hran. V případě svařování hliníku o tloušťce 5-10 mm se doporučuje broušení horního okraje hrany, čímž se vytvoří svar ve tvaru písmene V. Při práci s kovem o tloušťce více než 10 mm se často používá zpracování ve tvaru hrany X, tzn. zkosení a horní a dolní část. Kromě toho je svar vytvořen na obou stranách obrobku.

Svařování hliníku se doporučuje pouze na tupo. Takové typy sloučenin, jako je překrytí nebo tvar T, vytvářejí nebezpečí hromadění strusky v mezerách, což způsobí zvýšenou korozi sousedních kovových oblastí.

Po vytvoření svaru musí být pečlivě očištěn od strusky. I malé zbytky vedou k chemickým interakcím, které zničí kov. Struska je odstraněna mytím teplou vodou a mechanickým čištěním kovovým kartáčkem.

Během práce je nutné kontrolovat vstupní argon. Zastavení průtoku není povoleno.

Potřebný nástroj

Při svařování hliníku potřebujete následující nástroj:

  • plyn hořáku nebo hořáku;
  • Bulharština;
  • soubor;
  • kružnice;
  • kladivo;
  • dláto;
  • kleště;
  • šroubovák;
  • kovové kartáče;
  • třmen;
  • klíče.

Svařování elektrickým obloukem v argonu prokázalo svou účinnost při svařování hliníku a jeho slitin. Vařit hliník tímto způsobem je zcela možné v domácích podmínkách za přítomnosti vybavení a určitých dovedností.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Obrábění kovů