Электроды по алюминию 3 мм

Описание и характеристики алюминиевых электродов при дуговой сварке

Интересуетесь, какие существуют электроды по алюминию для электродуговой сварки и в среде защитных газов? Расскажем про промышленные и самодельные стержни!

Физико-химический состав

Состав электродов по алюминию для дуговой сварки сильно отличается в различных марках. В основу их все равно входит чистый алюминий, масса которого является подавляющей, но главные свойства определяются различными добавками, которые могут служить для сварки сплавов и так далее. К примеру, марка ОЗА 1 предназначается для работы с чистым металлом и она практически на 99% состоит из него. Остальной 1% это добавки, куда входит 0,5% кремния, 0,25% титана, 0,2% железа и прочие примеси. Если же материалы предназначены для сварки алюминиево-кремниевых сплавов, то в них может содержаться около 12% кремния, а все остальное алюминий.

Электроды для сварки по алюминия марки ОЗА 1

Электроды для сварки по алюминия марки ОЗА 1

Почему алюминий сложно варить

как варить алюминий

Сварка алюминия при помощи инвертора TIG.

Все дело в физике и, в частности, температуре плавления. Сам алюминий плавится при весьма невысоких температурах, не превышающих уровня 650°С. В отличие от других металлов он не меняет своего цвета при нагревании, в результате чего очень сложно понять, когда детали готовы к формированию сварочного шва. Все это было бы не так страшно, если бы в процесс не вмешивалась оксидная пленка, которая образуется на поверхности этого металла с молниеносной скоростью.

Пленка ведет себя совсем по-другому. Во-первых, чтобы ее расплавить, температуру нужно нагнать до 1750°С. Во-вторых, оксид значительно тяжелее самого металла, поэтому во время сварки погружается в него и таким образом застывает. Простым и элегантным решением проблем с оксидной пленкой является тщательная зачистка поверхностей алюминиевых заготовок – это одно из обязательных требований в сварочных работах по алюминию.

Алюминий – отличный проводник тепла, его теплопроводность в пять раз выше, чем у других металлов. А низкая температура плавления в комбинации с высокой теплопроводностью приводит к еще одной рабочей неприятности: сварка электродом по алюминию сопряжена с высоким риском прожога металла во время плавления.

Алюминий отлично ладит с другими металлами и образует сплавы самого разного назначения, иногда с диаметрально противоположными свойствами. Эти сплавы тоже не без проблем. В работе с ними существует высокий риск образования трещин. Это происходит из-за недостаточной прочности металла на разрыв, когда он находится в частично жидком и твердом состоянии в пограничном температурном диапазоне. В результате усадочного напряжения образуется деформация деталей в процессе охлаждения в виде трещин.

Электроды для сварки алюминия и алюминиевых сплавов: технические особенности

Алюминий относится к тому типу металлов, которые труднее всего сваривать. Свойства этого металла существенно усложняют процесс сварки, поэтому на крупных предприятиях очень редко используется ручная сварка электродами. Для этого применяется специальная техника.

Однако в домашних условиях или в небольших мастерских использование спецтехники может быть дорогим и невыгодным. Поэтому в таких условиях допускается применение ручной дуговой сварки.

Основные особенности алюминия, которые усложняют сварочный процесс:

  • Оксидная плёнка. Образуется на поверхности алюминиевых изделий и создаёт дополнительные проблемы, так как для её расплавки нужна температура более 2000оС. При том, что сам алюминий начинает плавиться при 600оС.
  • Тяжело сделать цельный шов. Метал быстро окисляется и на расплавленных каплях появляется тугоплавкая плёнка. Поэтому приходится принимать меры по снижению уровня кислорода в окружающей среде (с помощью специального оборудования это сделать проще, чем вручную).
  • Алюминий быстро плавится и сильно растекается. При сварочных работах нужно использовать теплоотводящие подкладки.
  • Склонность к образованию кристаллизационных трещин. В большинстве алюминиевых сплавов находится кремний. Из-за этого при сварке швов могут образоваться расколы.
  • Высокий показатель линейного расширения. В процессе затвердения шва форма может деформироваться.
  • Для сварки конструкция и деталей из алюминия нужно применять ток в 1,5 раза сильнее, чем при работе с другими металлами.

Важные особенности металла

Алюминий был впервые получен в 1825 г., а спустя 30 лет была разработана первая технология промышленного производства и очистки металла. До начала XX столетия себестоимость материала была сопоставима с золотом, но впоследствии цена упала из-за внедрения методики электролиза.

Химические свойства

В естественных условиях на поверхности металла находится оксидный слой, устойчивый к воздействию чистого кислорода, азотной и серной кислот. При повышении температуры азотная кислота разрушает пленку, аналогичное воздействие оказывает концентрированная соляная и разбавленная водой серная кислота.

Химические свойства

Ингибиторами образования пленки являются олово или галлий, которые вводят в состав сплава.

Чистый алюминий вступает в реакцию с кислородом воздуха и галогенами (за исключением фтора, для соединения с которым требуется нагрев).

Физические свойства

Основные свойства материала:

  1. Металл имеет серебристо-белый цвет, удельный вес составляет 2,712 г/см³ (в 3 раза ниже, чем у углеродистых сталей).
  2. Температура перехода в жидкую фазу находится в диапазоне +658…660°С (зависит от степени очистки от примесей), расплав начинает кипеть при +2519°С.
  3. Материал образует сплавы с другими металлами, которые отличаются повышенными механическими характеристиками. Например, введение кремния позволяет получить силумин, используемый для литья деталей, а соединение с магнием (дюралюминий) применяется в автомобильной и авиационной промышленностях.
  4. Алюминий отличается повышенной электропроводностью (на уровне 65% по сравнению с очищенной медью), а также хорошо пропускает тепло, что позволяет применять металл при производстве радиаторов. Отполированные пластины обладают повышенной отражающей способностью.

Характеристики электродов для сварки алюминия дуговой сваркой

Дуговая сварка — выгодный и простой вариант при обработке конструкций из алюминия или его сплавов. При этом используются покрытые плавящиеся электроды.

Одна из главных особенностей алюминиевых электродов — быстрая скорость плавления. Поэтому сварка происходит в 2-3 раза быстрее, чем при работе с другими металлами.

При остановке сварки (или при обрыве дуги) на конце стержня, а также на поверхности кратера сварочной ванны образуется слой шлака. Из-за этого сложно повторно разжигать дугу. Рекомендуется варить одним электродом непрерывно, до полного расплавления расходника.

Какими электродами варить алюминий и его сплавы

Электроды для сварки алюминия от обычных электродов для стали отличаются своим покрытием. В его составе имеются хлориды и фториды щелочных металлов. Именно они вступают в реакцию с оксидной плёнкой и разрушают её под воздействием высоких температур.

Какими электродами варить алюминий и его сплавы

В свою очередь, для низкотемпературной пайки алюминия используются специальные флюсы, которые выполняют такую же самую задачу по разрушению оксидной пленки. Подробно о том, как выполняется пайка алюминия в домашних условиях, вы можете почитать здесь: https://svarkapajka.ru/pajka-alyuminiya-v-domashnix-usloviyax.html

Наиболее популярными марками электродов для сварки алюминия считаются:

Электроды ОЗАНА и ОЗА — обмазка данных марок электродов имеет в своём составе фтористые и хлористые соли калия и лития, которые превращают оксидную плёнку на поверхности алюминия в шлак. Покрытие электродов ОЗА и ОЗАНА гигроскопично и обладает низкой прочностью.

Электроды ОЗА-1 и ОЗА-2 — используются для сварки чистого алюминия без каких-либо примесей. Для их изготовления служит проволока СвАК5 и СвАК3. В свою очередь электроды ОЗАНА-1 изготавливают из алюминиевой проволоки.

Какими электродами варить алюминий и его сплавы

ОК 96.10 — электроды шведской компании ESAB. Они имеют особый состав обмазки с высоким содержанием солей хлора и фтора. К сожалению, данная марка электродов не поставляется на сегодняшний день шведской компанией в страны СНГ, а на замену ей пришли такие электроды по алюминию, как ESAB OK AlMn1.

Электроды OK AlMn1 — это аналог сварочных электродов по алюминию ОК 96.10. Они имеют солевое покрытие стержня и идеально подходят для сварки алюминиевых сплавов с невысоким содержанием марганца с магнием, не более 3%.

Продукция шведской компании ESAB

Категория щелочно-солевых электродов ОК96 производится для сваривания и наплавления деталей из алюминия и сплавов. Процесс происходит в среде защитного инертного газа аргон. Расходники производятся нескольких модификаций.

ОК 96.10. Назначение – сварка алюминия в чистом виде без технических примесей. Производятся с обмазкой композитным материалом из солей хлора и фтора. Шов ложится ровно и аккуратно, без разбрызгивания металла. Шлаки легко удаляются с поверхности.

При малом токе происходит залипание материалов. Нагревать стержни не обязательно, но желательно, потому что так можно снизить их расход. Кромки защищать не придется. Достаточно лишь обдать их горячей водой. Подходят для работы с дюралюминием.

Электроды ОК 96.10

ОК 96.20. Марка электродов для сварки слабонагруженных конструкций с минимальными требованиями. Они успешно сваривают сплавы с содержанием магния и марганца не более 3%. В составе стержня есть добавки марганца. Тип покрытия – солевое. Сваривать можно в любом положении, с предварительным нагревом до 220°С.

Электроды ОК 96.20

ОК 96.50. Востребованы при сваривании алюминиевых сплавов с включением меди, магния или марганца. Электродный стержень состоит из алюминиево-марганцевого сплава. Может использоваться как присадочная проволока при сварке автогеном. Покрытие прутка сделано щелочно-солевой обмазкой.

Электроды ОК 96.50

Полезные советы

Новичкам иногда сложно сделать выбор, потому что в алюминиевых сплавах присутствуют разные компоненты, от которых зависит качество конечного результата соединения. Поэтому стоит прислушаться к рекомендациям профессионалов.

  • Хорошо, если электрод по своему составу точно подходил под состав сплава. Многие производители это указывают на упаковке или в маркировке, что облегчает процесс подбора.
  • Выбор толщины расходника также является немаловажным. Нельзя варить толстым электродом тонкие детали. Это гарантия появления прожога основного металла.
  • Нельзя в сварке использовать расходники, которые просушивались дважды или трижды. У них снижено качество.
  • Предварительная обработка кромок сваривания – обязательное условие. Надо из зачистить сначала металлической щеткой, а затем обработать растворителем. Только таким образом можно удалить оксидное покрытие.
  • Новичку не стоит браться за тонкие заготовки, лучше опыта набираться на толстых деталях. Все дело в скорости сварочного процесса. Он проходит быстро, так что прожечь тонкий металл несложно. Плюс появляется вероятность образования толстого сварного шва за счет большой текучести алюминия.
  • Чем толще металл свариваемых изделий, тем длительнее процесс прокалки электродов.
  • Варить лучше при умеренных токах, что позволит хорошо проплавить основной металл.
  • Если варятся толстые детали, то оптимальный вариант – это локальный нагрев по участкам. Закончили сварку, удалили своими руками шлак, промыли шов горячей водой и зачистили его металлической щеткой. Переходите к следующему участку.
  • При дуговой сварке необходимо точно подобрать величину сварочного тока. Здесь можно использовать вот такое соотношение: на один миллиметр толщины свариваемых деталей применять ток силой 25-30 ампер. К примеру, если толщина заготовок равна 5 мм, то для их соединения необходим ток, равный 150 амперам.

Любой сварщик скажет, что варить алюминиевые сплавы достаточно сложно. У каждого свой опыт, который набит большим количеством испорченных стыков. И все дело в текучести металла и оксидной пленке, которая является тугоплавким материалом. Поэтому у данного процесса свой собственный технологический подход.

Электроды для сварки дюралюминия

Практически все вышеописанные электроды по алюминию подходят и для сварки дюралюминия. Тем не менее, есть определённые марки электродов, которые предназначены для сварки только чистого алюминия, без каких-либо примесей.

Электроды для сварки дюралюминия

В первую очередь это, электроды ОК 96.10, которые применяются для сваривания изделий из чистого алюминия. В свою очередь, практически такие же электроды данного производителя, но другой марки (ОК 96.50) подходят для сварки алюминиевых сплавов, в том числе и дюралюминия.

Обмазка алюминиевых электродов

Покрытие электродов, предназначенных для работы с конструкциями из чистого алюминия или его сплавов, изготавливается из хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов. Такой состав покрытия позволяет ему вступать в реакцию с оксидом алюминия во время горения сварочной дуги. При этом образуются комплексные соединения, которые переходят в шлаки.

В зависимости от конкретной задачи подбираются расходники с разным составом покрытия. Некоторые виды позволяют осуществлять легирование металла шва, благодаря добавлению в состав обмазки дополнительных элементов. Хотя чаще всего легирование производится за счёт особого состава стержня.

Варим с инвертором без аргона

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором вполне возможна, и здесь нам опять помогут правильные электроды – специальные расходники по алюминию. Безусловно, качество швов с помощью аргонодуговой сварки несоизмеримо выше, чем при методах без аргона, но для домашних работ оборудование для работы в аргоне слишком дорого. У самодеятельных мастеров чаще всего в распоряжении есть лишь элементарный сварочный аппарат.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия.

Домашняя сварка алюминия электродом требует знания и выполнения следующих рекомендаций:

  • Соединения швов нужно делать только стыковыми. Другие виды типа тавровых или швов внахлест не подходят для алюминия из-за риска затекания шлака в зазоры. Впоследствии это приводит к коррозии.
  • Очистка шва после плавления важна так же, как очистка поверхностей перед работой. Лучший способ – промывание шва водой.
  • Про удаление оксидной пленки перед сваркой здесь уже писалось, но повторение лишним не будет: слишком уж важно это действие.
  • Разделка краев металлических заготовок также чрезвычайно важна. Все зависит от толщины кромок. Если они толще, например, 3-х мм, разделку нужно формировать под углом 60° V-образной формы.
  • Также не помешает предварительный нагрев заготовок перед сваркой. Таким способом вы сможете хоть немного «выровнять» дисбаланс низкой температуры плавления и высокой проводимости тепла.

Правила выбора расходника такие же и зависят от химического состава сплава – сварка алюминия инвертором в этом вопросе – не исключение. Сразу заметим, что чистый алюминий варится намного легче и лучше, чем его сплавы. Немаловажным фактором является немалая цена алюминиевых электродов.

Стержни самых популярных из них сделаны из проволоки, покрытой смесью солей хлора или фтора очень тонким слоем. Так устроен целый ряд марок электродов, причем каждая из них имеет свое точное назначение с самыми подробными деталями использования.

Электроды для сварки алюминия инвертором следующие:

  • ОЗА-1 для сварки с обязательным нагревом перед процессом для заготовок из чистого алюминия с зачищенными кромками.
  • ОЗА-2 для наплавки сплавов алюминия с кремнием и заделки брака, полученного во время литья.
  • ОЗАНА-1 для сварки чистого алюминия с толщиной кромки больше 10-ти мм с предварительным нагревом до 400°С.
  • ЩЛ96.20 для сплавов алюминия с марганцем, магнием, кремнием, дюралюминия.

Советы профессионалов

При отсутствии опыта выбрать расходные материалы и соединить алюминиевые элементы непросто. Поэтому советы мастеров будут кстати.

  • Лучше, когда состав заготовки и сплав алюминиевых электродов точно соответствуют друг другу. Проверить это можно по информации на упаковке.
  • Сечение электродов для сварки должно отвечать толщине стенки. Если варить толстым стержнем тонкий лист, то прожог неизбежен.
  • Разница толщин допускается не более 1 мм.
  • Просушенные 2-3 раза расходники теряют качество и использовать их не рекомендуется.
  • Предварительная зачистка обрабатываемых сваркой кромок обязательна.
  • Новичкам сварочного дела следует начинать с толстых деталей. Сварочный процесс протекает очень быстро, и тонкий металл легко прожигается.
  • Алюминий отличается повышенной текучестью, поэтому тонкий шов получить достаточно сложно.
  • Прогревать электроды перед работой нужно тем дольше, чем толще свариваемый металл.
  • Хорошему плавлению основного металла способствуют умеренные токи.
  • Толстые заготовки лучше прогревать участками. Готовый шов очищают от шлака, промывают горячей водой, обрабатывают щеткой и варят дальше.

Особенности сварочного процесса

Сварочный процесс очень чувствителен к чистоте поверхностей свариваемых деталей по физическим и химическим параметрам. Детали необходимо зачистить металлической щеткой или напильником и протереть растворителем. Таким образом снимается оксидная пленка. Защитная среда и газ не в состоянии от нее избавиться.

После тщательной подготовки можно начинать сваривание алюминия с применением инвертора. Ток должен быть только постоянным с обратной полярностью, потому что переменный ток не дает хорошего шва. Сварочный ток для дуговой сварки нужно точно подбирать. Исходят из того, что на 1 мм толщины свариваемого листа необходимо 25-30 А. Так, при толщине стенки 4 мм потребуется ток 120 А.

Сварка алюминия и его сплавов

Действовать нужно быстро, чтобы шов получился качественным. Сложности при сварке возникают из-за того, что электроды для алюминия плавятся в 3 раза быстрее стальных. При наплавке металла дугу следует держать близко к детали.

Почти все марки электродов для сваривания алюминия предварительно прогреваются в печи при 200°С пару часов, потому что при резком скачке температуры металл сильно разбрызгивается. Надежные сварные соединения получаются при прогреве стыков с помощью газовой горелки. Температура нагрева тем выше, чем больше толщина детали.

Шов основательно зачищается от шлаков, а затем обливается горячей водой. Такой прием замедляет процесс остывания, снижает коробление и минимизирует образование трещин. Охлажденную конструкцию нужно повторно зачистить в месте сварочного шва. Остатки шлаков становятся причиной образования коррозии.

Видео по теме: Электроды для сварки алюминия

Как выбрать электроды

При определении марок электродов для работы с алюминием необходимо учитывать:

  • химический состав, который подбирается по содержанию элементов в материале свариваемых деталей;
  • сечение металлического стержня, зависящее от толщины заготовок.

Рекомендации от мастеров

Советы опытных сварщиков начинающим мастерам:

  1. Рекомендуется вести сварку заготовок электродами, изготовленными из сплава одной марки. Информация о химическом составе инструмента указывается производителем на упаковке.
  2. Необходимо учитывать соотношение толщины заготовок и диаметра электрода. При использовании инструмента с повышенным сечением возможно прожигание листового алюминия.
  3. Расходные материалы не рекомендуется просушивать более чем 2-3 раза из-за деградации покрытия.
  4. Перед началом электросварки кромки сопрягаемых деталей необходимо обработать абразивным инструментом, удаляющим окислы.

Из-за повышенной текучести расплава сформировать тонкий и равномерный шов затруднительно. Крупные узлы рекомендуется сваривать в несколько этапов с перерывами для очистки мест соединения от шлака.

KOBATEK-250

Описание Электроды KOBATEK-250 предназначены для сварки литейных алюминиевых сплавов (в том числе силумина), а также сварки, наплавки и.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий