Dobrý svářeč je ten, kdo má ve svém řemesle co nejvíce možností. Tím, že o svařování hliníku argonem ví vše, jen zvýší své šance na úspěšné zaměstnání nebo získání lukrativních zakázek. Stojí za to důkladně prozkoumat tento typ činnosti, dozvědět se více o nastavení svařovacího stroje a nuancích technologického procesu.
Vlastnosti
Za prvé, stojí za to mluvit o základech, konkrétně o tom, proč je svařování hliníku s argonem tak atraktivní. Důvod je jednoduchý: hliníkové povrchy za normálních podmínek vždy obsahují neodstranitelný film oxidů. Jsou produkovány samotným kyslíkem obsaženým ve vzduchu. Kromě jednoduchého ucpání je oxidový film špatný kvůli jeho velmi vysokému bodu tání – 2000 stupňů oproti 660 pro samotný „okřídlený kov“. Je proto přirozené, že pro svářeče bude mnohem snazší pracovat v prostředí, které odstraní škodlivé usazeniny a zabrání jejich opětovnému výskytu.
Kromě toho, když se budete snažit něco dělat venku, povede to také ke zhoršení kvality švů.
Tento problém elegantně řeší svarová lázeň z chemicky neutrální látky. Teoreticky mohou svářeči používat jiné plyny. Hélium je však příliš drahé a oxid uhličitý nedává plně požadovaný výsledek. Argon nebo, jak se také říká, argonové obloukové svařování je také dobré:
efektivní vytlačení vzduchu z nádob (protože argon je těžší);
absolutní inertnost látky (plyn nebude s ničím interagovat);
žádné riziko požáru nebo toxických látek;
komparativní jednoduchost tvorby vodivého plazmatu.
Principem provozu v inertním prostředí je použití speciálního hořáku. Jeho střed obsahuje speciální elektrodu. Vyrábí se na wolframovém podkladu, prodloužení za konstrukci je od 2 do 5 mm. Aby elektroda zůstala stabilně na svém místě, používá se speciální držák. Plyn se uvolňuje pomocí keramické trysky.
Teplota, stejně jako v jiných případech, je určena charakteristikami elektrického oblouku. Šev je vytvořen pomocí pečlivě vybraného drátu. Prodloužení oblouku umožňuje rozšířit šev, ale toho je dosaženo za cenu snížení jeho hloubky. Podélným pohybem elektrody a hořáku vzniká úzký, zapuštěný svarový spoj. Plnicí drát a elektroda musí být trvale udržovány v oblasti nasycené ochranným plynem a nesmí se za ni pohybovat.
Přehled typů svařování
Tig svařování lze provádět ručně. U této možnosti přebírá jak pohyb pracovního prvku, tak posuv drátu svářeč. Během pracovního procesu se používají pouze nekonzumovatelné elektrody. Mechanizovaný nebo poloautomatický způsob znamená, že drát bude podávat technické zařízení. Svářeč bude stále obsluhovat hořák.
V tomto provedení je možné použít elektrody, které jsou již schopné tavení. Tato technologie je rozdělena do řady speciálních oblastí.
Nejsložitějším typem je automatizovaná technologie. Operátor koordinuje akci na dálku. Dokonce i plně automatizované systémy, které zpočátku konfigurují a regulují, jsou stále běžnější. Toto řešení je velmi atraktivní v průmyslových objektech.
Zařízení a materiály
Vezměte prosím na vědomí, že vhodné svařovací zařízení je rozděleno do 3 hlavních typů. Specializovaná zařízení pracují vždy pouze se stejným typem obrobku. Univerzální zařízení lze používat v různých režimech. Existuje také speciální zařízení – to je název pro průmyslová zařízení, která pracují, i když s odlišnými částmi, ale přísně stejné velikosti.
Požadovaná kvalita je zajištěna pouze použitím speciálního hořáku s wolframovým spotřebním prvkem. Všechna ostatní řešení neumožňují dosažení požadovaných parametrů.
Důležitou roli hraje také použití hlavních a pomocných transformátorů. Hlavní roli hrají oblouková zařízení se standardním napětím 70 V. Při nutnosti servisu spínacích zařízení se připojuje pomocný transformátor.
Kromě toho budete potřebovat:
stykač (bude produkovat proud daného napětí);
válec naplněný argonem;
reduktor (namontovaný na válci);
usměrňovače (poskytují stabilní stejnosměrný proud automobilového napětí);
měřič doby foukání plynu;
speciální ventil a některé další součásti.
Je nutné dodávat pouze plyn s velmi vysokou čistotou, jinak je vysoký výkon hotových výrobků nedosažitelný. Přítomnost více než 0,2-0,3 % nečistot (vztaženo na celkovou hmotnost) není povolena. Přítomnost ve zjistitelných množstvích je zakázána:
uhlovodíky jakéhokoli druhu.
Samostatnou diskusi si zaslouží přísady používané při obloukovém svařování hliníku argonem. Pokud se svařují slitiny s hořčíkem a manganem (nevystavují se tepelnému zesílení), použijte plnicí tyč TIG ER-5356.
Přesný domácí analog je „Sv-AMg5“, vyrobený v souladu s GOST 1975. V každém případě by přísada měla být co nejblíže materiálu obrobku.
Další věcí jsou odlévací slitiny, které byly legovány přídavkem křemíku nebo kombinací křemíku a manganu.
V tomto případě potřebujete aditivum TIG ER-4043, známé také jako AlSi5 nebo „Sv-AK5“. Taková součástka vám umožní úspěšně opravit závady na různých typech automobilových a leteckých dílů. Jako pájka se často používá hliníkový drát DEKA ER4043 0,8 mm. 1 balení obsahuje 0,5 kg přířezů. Důležité: spotřeba plynu je přesně určena průměrem použitého drátu.
Nastavení argonové aparatury
Nejprve upravte průtok plynu pomocí tlakoměru umístěného co nejblíže hadici. Doporučený rozsah hodnot je od 6 do 12 litrů za minutu. Důležité: vnitřní spotřeba by měla být o 50 % nižší než venku. Turbulence, která se objevuje při vysokém tlaku, umožňuje spolehlivě chránit svařovací zónu v důsledku míšení proudu vzduchu a plynu na hranici. Hliník o tloušťce 1 mm se svařuje přivedením 30 až 40 A, odpovídající proud je přiváděn na elektrodu o tloušťce 0,16 cm.
Jiné možnosti:
1,5 mm – až 60 A a až 0,23 cm;
2 mm – až 80 A a až 0,23 cm;
3 mm – od 90 do 120 A a 0,32 cm.
Polarita při práci na hliníku je 50/50. Ale pro efektivní manipulaci s čistým kovem, aby byl šev tenčí a elektroda se méně zahřívala, musí být regulátor posunut směrem dolů. U slitin se odpovídající indikátor zvyšuje, i když byste se tím rozhodně neměli nechat unést.
Střídavé výboje s velkou kladnou půlvlnou mají velmi špatný vliv na obrobky.
Oblouk zhasne během vyplňování kráteru za 2, 3 nebo 4 sekundy. Přesný čas je určen tloušťkou obrobků. Po dokončení svařování bude nutné dodat argon po dobu dalších 3 až 5 sekund. Takové prostředí ochrání šev v nejkritičtějším okamžiku jeho tvorby. Jeho přínos bude navíc spojen s chlazením vodicích částí elektrody.
Технология
Trénink
Moderní technologie umožňuje vařit hliník s argonem začátečníkovi, který nemá alespoň nějaké zkušenosti. Ale hodně záleží na předběžné fázi. Před svařováním hliníkového plechu je nutné s díly pečlivě pracovat. Všechny díly je nutné očistit od nečistot a mastnoty pomocí vhodných rozpouštědel. Oxidový film můžete odstranit drátěným kartáčem nebo pilníkem. Důležité: abrazivní prostředky nejsou pro tento účel vhodné.
Povedou ke vstupu malých částic do vnitřního objemu materiálu a budete muset zapomenout na dobré svařování. Hrany silného (přes 0,4 cm) silného hliníku jsou zkoseny. Úhel jejich odstranění je striktně od 45 do 65 stupňů. Pro spolehlivé odstranění vlhkosti se připravené díly předem zahřejí na 150 stupňů. Umístění desek z mědi nebo dokonce oceli pomáhá snížit riziko propálení tenké vrstvy během práce.
Důležité je, že takové podložky urychlí pracovní proces a sníží spotřebu plynu a elektrické energie. V každém případě je vhodné vařit hliník v argonu ihned po přípravě dílů.
Malé části jsou zcela odmaštěny. Pokud jde o práci s velkými součástmi, musí být odmaštěny ve vzdálenosti nejméně 10 cm od krajních bodů budoucího švu. Oxidový film se odstraní pomocí škrabky nebo ocelového drátěného kartáče.
Někdy nelze velké díly chemicky ošetřit. V těchto případech se okraje začistí ocelovým drátěným kartáčem. Před nebo po takovém ošetření se povrch otře alkoholem nebo acetonem. Důležité: nedoporučujeme používat kartáče vyrobené z drátu silnějšího než 0,2 mm. Velmi silné drátěné části zanechají hluboké škrábance, které později způsobí vážnou závadu.
Důležité: štětce se musí systematicky mýt ve vhodném rozpouštědle. Díly připravené ke svařování by měly být skladovány pouze v teplých a suchých místnostech. V tomto případě budou muset být okraje pokryty čistými kryty. Pokud musíte provádět přípravné operace po velmi dlouhou dobu, musíte použít velkou tavnou elektrodu. Kromě toho jsou přijímána maximální opatření na ochranu před znečištěním.
Proces
Pokyny krok za krokem pro začátečníky v oblasti argonového svařování hliníku naznačují, že rovnoměrný šev na obrobku lze dosáhnout oboustranným obráběním. Přídavný drát musí být zaveden ihned po vytvoření svarové lázně. Brzdění často končí vypálením díry v kovu. Běžná délka elektrického oblouku by měla být asi 0,3 cm.Profesionálové někdy uvádějí jinou hodnotu.
Poloha elektrody by měla být vždy v úhlu 80 stupňů k povrchu. Drát je držen v pravém úhlu k samotné elektrodě.
Důležité: drát musí být podáván co nejpečlivěji, aby se zabránilo trhání. V opačném případě se hliník rozstříkne.
Tenký kov se svařuje pohybem elektrody po spoji bez provádění příčných pohybů, při opracování hliníku o tloušťce 0,3 cm jsou možné klikaté pohyby.
Další jemnost spočívá v tom, že drát se pohybuje před elektrodou a ne naopak. Šev musí být dokončen stisknutím speciálního tlačítka. Uvede zařízení do režimu zhášení oblouku. Teprve po spuštění speciálního časovače dojde ke konečnému vypnutí. Hořák se nesmí pohybovat, dokud není dokončeno foukání argonu. Správně provedený šev má žebrovaný povrch, neměly by v něm být žádné póry ani praskliny.
Samostatným tématem jsou práce při svařování ráfků kol automobilů. Kola z lehkých slitin se opravují natavením tyče na problémové místo. Tato metoda umožňuje dosáhnout těsného švu. Na čerpacích stanicích vždy používají poloautomatické svařování argonem. Zaručují extrémně homogenní přísun přísad.
Třísky a praskliny jsou předem opraveny. Jejich hloubka není důležitá. Koncové části defektů jsou provrtány, čímž se odstraní napětí v kovové vrstvě. Oxidový film na kotoučích se na rozdíl od plechu často odstraňuje brusivy. Jedině tak dosáhnete lesku, hrany je nutné ošetřit rozpouštědlem, aby se odstranila mastnota.
Více informací o svařování hliníku viz níže.
Poloautomatické svařování hliníku by mělo být prováděno pod ochranou inertního plynu. K tomu se používá především argon. Někdy se do něj přidává helium.
Ke svařování kovů se dnes používají různé svářečky. Při jejich výběru se přihlíží k vlastnostem a chování kovů při svařování. Hliník a jeho slitiny vyžadují zvláštní přístup. Stejně jako ocelové slitiny je i tento kov hojně využíván v mnoha oborech, a tak problematika spojování hliníkových konstrukcí a jednotlivých výrobků z něj není vůbec nečinná. Častěji než ostatní se pro tyto účely používá poloautomatické svařování hliníku.
Speciální vlastnosti hliníku
Široké použití hliníku je způsobeno jeho nízkou měrnou hmotností, poměrně stabilní pevností a odolností proti korozi. Jeho chování při tepelném zpracování však způsobuje potíže při spojování hliníkových konstrukcí a dílů svařováním. To je způsobeno specifiky fyzikálně-chemických vlastností hliníku:
- při silném zahřátí nemění svou barvu, takže je obtížné porozumět stupni zahřívání kovu barvou;
- má na rozdíl od ocelových slitin široký rozsah teplot tavení a začíná se tavit při nízkém teplotním prahu, přičemž ztrácí svou pevnost;
- nevykazuje tendenci k magnetizaci;
- Má vysokou tepelnou vodivost (v průměru 5x více než ocelové slitiny), proto se při zahřívání zóny spoje intenzivně šíří teplo po celém svařovaném dílu. Aby se neztratily, před svařováním, zejména velkých hliníkových výrobků, jsou předběžně zahřáté;
Díky aktivní interakci hliníku se vzdušným kyslíkem se na jeho povrchu vytváří oxidový film. Po dosažení určité tloušťky pak začne chránit hliník před další oxidací. Současně vytváří oxidový film potíže při svařování, protože se taví při teplotě 2050-2200 ° C, na rozdíl od samotného kovu, který má bod tání v oblasti 660 ° C.
Úkoly svářeče při práci s hliníkem
S ohledem na zvláštnosti chování hliníkových slitin při svařování musíte během práce vyřešit hlavní úkoly: zbavit se oxidového filmu, zajistit stabilní oblouk během svařování a včasné dodání svařovacího drátu, aby proces svařování hliníku byl kontinuální , jinak bude muset začít znovu.
- zbavte se oxidového filmu na švu: propíchněte jej elektrickým impulsem nebo povrch mechanicky očistěte kovovým kartáčem nebo chemickým leptáním. Pro děrování fólie se používá speciální pulzní provozní režim zařízení;
- při výběru režimu svařování zabraňte popálení kovu v důsledku zvýšené tepelné vodivosti a nízkého prahu tavení hliníku, což vede k rychlé ztrátě pevnosti při zahřátí. K tomu musí zajistit požadovanou procesní teplotu a oblouk o délce 12 až 15 mm, zvolit správnou velikost elektrod a přídavného drátu vhodnou pro tloušťku spojovaných hliníkových částí a trysku hořáku;
- vzít v úvahu tendenci hliníku k výraznému lineárnímu smrštění (téměř dvakrát většímu než u ocelí) při rychlém ochlazení po zahřátí, protože to vede k vytvoření vnitřního pnutí s tvorbou deformačních trhlin nebo kráterů v oblasti svaru. Abyste tomu zabránili, musíte začít svařovací proces při vysokém svařovacím proudu, aby se prorazil oxidový film, a ukončit jej postupným snižováním ke konci procesu, tím se zmírní prudká změna teploty a zabrání se kráter z formování.
Technologické vlastnosti svařování
Poloautomatické svařování hliníku musí být prováděno pod ochranou inertního plynu. V zásadě se k tomu používá argon. Někdy se do něj přidává helium.
Ředění argonu oxidem uhličitým při svařování hliníku, jako je tomu při spojování ocelových konstrukcí metodou argon-oblouk, je nepřijatelné.
Je povoleno provádět poloautomatický svar bez použití neutrálního plynu za předpokladu použití plněného drátu. Při zahřátí začne rozprašovat prášek obsahující železo, který tvoří oblak a slouží jako dielektrikum, které plní ochrannou roli stejně jako inertní plyn.
Použití plněného drátu jako ochranného tavidla při svařování hliníku by se mělo používat pouze ve výjimečných případech, protože s touto metodou nebude svar vysoce kvalitní.
Úkoly, kterým čelí svářeč při práci s hliníkem, lze úspěšně řešit pomocí svařovacího poloautomatu s technologií TIG a MIG.
Technologie TIG využívá nekonzumovatelné elektrody na bázi wolframu a výplňový drát, který automaticky vyplňuje spoj mezi díly. Při použití této technologie je nutné mít v poloautomatickém zařízení režim střídavého proudu a také vysokofrekvenční zapalování oblouku.
V tomto případě oxidový film prorazí „katodovým“ rozprašováním jeho povrchu v momentech proudu s obrácenou polaritou.
U metody MIG se jako přísada používají samotné elektrody, protože jsou spotřební. Taková elektroda je rovnoměrně přiváděna do svarové zóny pomocí automatického podavače drátu.
Svařování hliníkových slitin na poloautomatickém stroji MIG se provádí stejnosměrným proudem s obrácenou polaritou. Zvažme to podrobně.
DC svařování s obrácenou polaritou
Při jeho provádění je svařovací oblouk obklopen výpary kovové taveniny elektrodového drátu. Kapky tekutého hliníku s konstantním posuvem drátu ve formě iontů jsou přitahovány „katodovým“ povrchem svarové lázně. V tomto případě jsou neutralizovány tvorbou dodatečného tepla.
V důsledku tohoto procesu je povrchový oxidový film zničen. Pokud je vrstva oxidu významná, musí být před svařováním odstraněna mechanickým čištěním nebo mořením.
Tavený elektrodový kov vyplňuje oblast mezi spoji dílů kapkami a při tuhnutí vytváří silný šev.
Jak používat poloautomat při svařování hliníku
Každý stroj pracující v poloautomatickém režimu musí poskytovat stabilní přísun výplňového drátu, dostatečný impuls pro zničení oxidové vrstvy a další udržování oblouku, nebo pracovat se střídavým proudem. Chcete-li to provést, musíte dodržovat následující pravidla:
- Přívod měkkého hliníkového drátu se provádí speciálním upínacím mechanismem, který se otáčí pomocí čtyř válečků s povrchovou drážkou ve tvaru U. Pro zajištění stabilního podávání drátu je nutné upravit přítlak na otočném upínacím mechanismu. To pomůže zabránit přiskřípnutí hliníkového drátu při svařování.
- K roztavení přídavného drátu dochází pomocí metody tryskového přenosu. Tohoto režimu lze dosáhnout použitím střídavého proudu 270 ampér nebo pulzního proudu 100 ampér. Proto musí být svařovací stroj schopen konfigurovat takové režimy pomocí generační jednotky, tj. musí být invertorovým typem stroje.
- Při svařování hliníku musí stroj pracovat v režimu obrácené polarity svařovacího proudu, kdy „–“ je přiloženo ke svorce připevněné k dílu a elektroda je připojena k „+“. Tím je zajištěno, že ve svařované oblasti vznikne nejvyšší teplota.
- Vzhledem k tomu, že hliníkové slitiny se při zahřívání roztahují více než slitiny oceli, je při jejich svařování pro poloautomatické podávání drátu v hořákech nutné použít kontaktní hroty s průměrem otvoru s rezervou na míru roztažení a musí být zachován dobrý kontakt, aby se zachoval elektrická jiskra.
- Chcete-li snížit kontaktní tření, když drát prochází uvnitř hořáku, musíte použít speciální kabelový kanál určený pro hliník. Obvykle se vyrábí z teflonu nebo na bázi grafitu.
- Pro úspěšné provedení svaru je důležitý výběr vhodného průměru hliníkového svařovacího drátu. Vzhledem k tomu, že tento kov je měkký, je použití tenkého drátu do průměru 8 mm obtížné kvůli obtížnosti jeho průchodu hořákem (může se zamotat při vytváření smyček a ohybů). Řešením je použití hořáků s malou délkou nebo použití přídavného zařízení pro podávání drátu uvnitř těla hořáku.
Při použití silného drátu (průměr 1,2 až 1,6 mm) je nutné použít vysoký svařovací proud.
Klady a zápory poloautomatického svařování hliníku
Každý svařovací poloautomat má ve svém zařízení zdroj pro výrobu svařovacího oblouku, hořák s ochranným pouzdrem na drát, kabel se svorkou na konci pro připojení k dílu, motor a převodovku.
- Tato konstrukce zařízení umožňuje jeho použití v širokém rozsahu s různým nastavením, které vám pomůže vybrat požadovaný režim svařovacího procesu.
- Ovládání oblouku lze provádět v jakékoli poloze hořáku.
- Můžete svařovat díly libovolné velikosti. Pokud je nutné spojit velké konstrukce, lze práce provádět bez použití ochranného argonu.
- Zařízení poskytuje vysoce přesné svařování.
- Zajišťuje hospodárnou spotřebu spotřebního materiálu a elektřiny s velkou účinností.
- Poloautomatická zařízení mohou být lehká a malá, stejně jako mobilní, což umožňuje jejich instalaci na správné místo.
- Mají vysokou účinnost, dosahující 95 %.
- Hlavní nevýhodou poloautomatického zařízení invertorového typu je jeho vysoká cena ve srovnání s transformátorovými zařízeními.
- Taková zařízení se bojí prachu, což je dostatečné v průmyslových podmínkách nebo na staveništi. Proto na rozdíl od jiných zařízení potřebují pravidelné čištění a proplachování měniče.
- Elektronické řídicí obvody nereagují dobře na teploty pod nulou a změny teploty mohou způsobit kondenzaci a poškození systému.
Po seznámení s procesem svařování hliníku pomocí poloautomatického stroje a jeho složitostí můžete začít pracovat sami. Dodržování všech doporučení článku a správné provedení technologického postupu vám umožní dosáhnout vysoce kvalitního spolehlivého spojení hliníkového výrobku.
