Возможно ли проведение сварки силумина в домашних условиях

Главная / Техника сварки

Назад

Время на чтение: 2 мин

0

862

Сегодня силумин применяют для производства всевозможных сложных элементов. Сварщики соединяют детали из силумина применяя этот метод сваривания.

Сложным этот способ не назовешь, но, когда дело доходит до практики, при работе со сплавом многие начинающие мастера встречаются с большим количеством трудностей.

Детали из этого металла, соединяются более сложно, так как при сварке сплав окисляется и нагревается. Учитывая такие особенности, для этого способа сваривания применяют аргон. Этот элемент препятствует окислительному процессу во время сварочных работ.

Примечание. Силумин – это кремнийсодержащий сплав в основе которого лежит алюминий. Из него производят разные изделия замысловатых форм.

Из физических свойств этого сплава следует выделить износоустойчивость, высокую прочность, а также не податливость коррозии и небольшой вес.

• Силуминовая сварка с применением аргона
• Как правильно сварить силумин
• Сварка силумина аргонодуговым методом: все «за» и «против»

Техника

На производстве, в частных мастерских и автосервисах мастера часто задаются вопросом о том, как сварить силумин. Для соединения деталей из этого материала применяется аргонодуговая сварка. Технология представляет собой сваривание неплавящимся электродом. Чтобы сделать надёжное соединение, используется специальная силуминовая проволока, которая выступает в качестве присадочного материала.

Перед использованием сварочного оборудования следует провести подготовку детали. Необходимо снять оксидную пленку, образующуюся на поверхности материала. Для этого используют наждачную бумагу, щётку или пескоструйный аппарат. Для химической обработки используют растворитель.

Какое оборудование необходимо?

Прежде чем приступать к сварочным работам следует подготовить оборудование. Для соединения силуминовых заготовок важно подобрать качественный аппарат. Сварочный трансформатор для этого не подойдёт. Нужен инверторный аппарат и газовый баллон. Помимо них применяют: вольфрамовые электроды, специальная горелка и осциллятор.

Сваривать силуминовые детали можно полуавтоматом. Проволока подаётся под защитой инертных газов. При использовании полуавтомата важно учитывать некоторые особенности:

1. Если постоянный ток имеет минусовую полярность на электроде, качественный шов сделать не получится.
2. Чтобы соединяющая проволока не путалась при подаче, используют инструмент, оснащенный 4 роликами.

Преимущества и недостатки

У сварки силумина есть определённые преимущества и недостатки.

Сильные стороны:

1. Деформация заготовки практически отсутствует благодаря малой области обработки.
2. Аргон защищает обрабатываемую поверхность от попадания кислорода.
3. Высокая скорость выполнения работ.
4. С помощью этой технологии можно соединять конструкции, которые не поддаются другим методам сваривания.

Слабые стороны:

1. При работе на улице сильный ветер будет мешать проведению работ.
2. Если при создании дуги используется мощная токовая сила необходима дополнительная система охлаждения.
3. Оборудование, используемое для соединения силумина, очень дорого стоит.
4. Для работы с инструментами и создания качественного шва нужно обладать практическими навыками.

Сваривание аргоном

Технология аргонодуговой сварки представляет собой процесс работы неплавким электродом в защитном газовом облаке. Аргон сам по себе инертный газ, он не вступает в реакцию с воздухом и прочими веществами. Его основная функция в сварочном процессе — защита металла от окисления. Аргон тяжелее воздуха и легко вытесняет его из рабочей сварной зоны. Благодаря аргоновому облаку оксидная пленка не успевает образоваться на сплавах и шов получается прочным и аккуратным.

Работа с аргонодуговой сваркой требует наличия необходимого оборудования:

• Баллон с газом, в данном случае с аргоном.
• Инвертор.
• Специальная горелка для работы с защитными газами.
• Осциллятор.
• Проволока из силумина в качестве присадки.

Многие неопытные сварщики считают аргонодуговую сварку простым делом, но это совсем не так. Для сварки с аргоном необходима сосредоточенность и внимательность в течение всего процесса. Не следует пренебрегать средствами индивидуальной защиты, чтобы уберечься от брызг раскаленного металла.

Для создания качественного сварного соединения подготовленные детали сваривают следующим образом:

Для того чтобы металл легче плавился сварные работы производятся при обратной полярности тока с применением короткой дуги. Присадку помещают в сварочную ванну. Там она расплавляется и соединяется с основным металлом, образуя однородную массу, которая при застывании образуется прочное соединение. Для качественного прогрева деталей подача аргона начинается через 15 секунд после образования дуги

Важно не допустить перегрев газа, иначе металл будет не свариваться, а разрушаться. Присадочная проволока подается в зону сварки под углом и непременно перед горелкой. Подача должна быть точно, равномерной и двигаться строго вдоль шва

Поперечная или слишком быстрая подача присадки может спровоцировать разбрызгивание металла и ухудшить итоговое качество шва. После окончания сварных работ аргон подается еще в течение 10 секунд, что позволяет сплаву остыть и избежать трещин и уплотнений в шве.

Все движения сварщика, подача присадки, а также продвижения горелки должны быть плавными и размеренными.

Регулировка сварных соединений алюминия и его сплавов осуществляется ГОСТом 14806-80 от 01.07.1981 года издания. Все типы швов, их стыки, длина и прочее можно узнать в данном ГОСТе.

Кто знаком с данным методом, выделяют такие его достоинства, как:

• малые затраты времени;
• высокое качество полученных соединений;
• возможность выполнить ремонт в домашних условиях;
• разнообразие методик сварки металлов.

Помимо преимуществ имеются и недостатки:

• высокие затраты ресурсов;
• невозможность работы на открытом воздухе;
• возможные проблемы с настройкой сварочного режима;

Требования

Заварить шов, используя сварочное оборудование, можно соблюдая определенные требования:

1. Нельзя прикасаться электродом к обрабатываемой поверхности при зажигании дуги.
2. Перед тем как подавать газ следует разогреть сопло горелки. Спустя 15 секунд можно открывать вентиль с газом.
3. После прекращения подачи электричества на электрод следует подождать 10 секунд и только после этого перекрывать газовый вентиль.

Если работы проводятся дома, можно использовать плавящийся, а не вольфрамовый электрод.

Как происходит процесс?

Защиту от коррозии у силумина обеспечивает прочная окисная пленка. Она же усложняет процесс сварки, препятствуя непосредственному соединению атомов.

Сварку неответственных (слабо нагруженных) деталей ведут на постоянном токе обратной полярности, используя покрытые электроды, либо на прямом токе с помощью неплавкого электрода, угольного либо вольфрамового.

Требуемое проплавление обеспечивают с помощью предварительного нагрева. Детали толщиной свариваемых частей менее 10 мм нагревают газовой горелкой до 250-300ºС, заготовки большей толщины до 400ºС.

Особое внимание обращают на силу сварочного тока. Лучше всего выполнить его подбор до начала сварки деталей, используя бросовые куски силумина сходной толщины

Для предварительного подбора пользуются соотношением: I≤60 A на 1 мм диаметра электрода, где I — сила сварочного тока.

Поскольку пленка шлаков после остывания не даст возможности зажечь дугу, работы ведут непрерывно одним электродом.

Скорость плавления алюминиевого электрода выше, чем стального, поэтому вести сварку нужно быстрее выше.

При использовании технологии неплавкого электрода используют присадочные прутки из алюминиевых сплавов. Детали, толщиной до 2,5 мм можно варить, не разделывая кромок. Изделия массивнее требуют разделки, либо сварки с зазором порядка 0,5-1 мм.

Массивные заготовки сваривают за два прохода. Сначала от средины к краям шва выполняют проход для разогрева, а лишь затем ведут шов.

Присадочный пруток удерживают при этом в левой руке, перемещая позади угольного электрода на расстоянии 7-10 мм (в зависимости от силы дуги).

Плавление прутка не должно происходить каплями, поскольку каждая из них окажется в своеобразном «мешочке» из окислов. При этом силумин будет разбрызгиваться, не образуя шва.

Чтобы этого не происходило, присадка плавится непосредственно в сварочной ванночке. Для предохранения вытекания из нее силумина, используют стальные подкладочные пластины.

Готовый шов должен остывать как можно медленнее.

Изделия из силумина китайского производства сваривать бессмысленно, поскольку по большей части они изготовлены на основе порошковых технологий. Даже если удастся подобрать подходящий режим и присадку, цена такого ремонта окажется дороже новой детали.

Можно ли выполнять сварку такого типа дома?

Иногда необходимо провести сварку силумина в домашних условиях. Этапы проведения:

1. Подготовить помещение, рабочее место и оборудование. При сварке аргоном нужно позаботиться о хорошей системе вентиляции. Для проведения работ подойдёт металлический стол.
2. Чтобы соединить детали из силумина, нужно использовать плавящиеся электроды.
3. Заготовки разогреваются до температуры в 300 градусов. Электроды нужно нагреть до 150 градусов.

Шов можно сделать плавкими электродами. Важно, чтобы они состояли из стержня силумина, который покрывается щелочно-солевым раствором. При проведении сварочных работ будет выделяться большое количество шлака. Его следует быстро убрать с поверхности заготовки.

Особенности сплава силумина

Он прочнее дюраля, устойчив к коррозии, пластичен – легко штампуется, поддается литью и ковке.

Его ценят за декоративность, износостойкость, легкость (у него низкий удельный вес). Силумин используют во многих отраслях, делают из него детали для машин и мотоциклов, накладные элементы для сантехники, оформления интерьеров.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке. Вообще не варят сплавы с большим содержанием цинка, при нагревании он выгорает, металл становится хрупким. Литейный силумин с содержанием кремния от 5 до 22% горячим способом соединяют. При температурной обработке применяют инертные газы, преимущественно аргон, он тяжелее воздуха, оседает на заготовке, держится облаком.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке

Этапы сварки

Чтобы сделать качественное соединение силумина, сварка должна выполняться со строгим соблюдением технологии. Этапы:

1. После зажжения дуги и включения газа в рабочую зона начинается подаваться проволока. Она расплавляется и создаёт качественное соединение деталей.
2. При подаче проволоки её держат под углом перед соплом горелки.
3. Проволоку нужно подавать медленно. Иначе расплавленные металл будет разбрызгиваться по сторонам и качество шва ухудшается.

При использовании присадочного стержня нельзя выставлять его поперек или делать большие отклонения в стороны.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

Используют припои:

• ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35;
• Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками;
• HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Техника безопасности

Перед тем как начать сваривать силуминовые детали нужно позаботиться о безопасности. Для этого понадобится:

1. Защитная экипировка — перчатки, маска, обувь, роба.
2. Сварочное оборудование должно быть исправным. При поломке нужно заменить аппарат или провести его ремонт.

Помещение, которое используется для сварки, должно хорошо проветриваться.

Сварка силумина — технологический процесс, похожий на соединение алюминиевых деталей. При этом нужно правильно выбирать оборудование и расходные материалы.

Применение газовой горелки

Если вы решили использовать для пайки алюминия тугоплавкие припои, то вам не обойтись без открытого огня

В этом случае вам придется обратить внимание на следующие нюансы:

• Пламя должно быть высокого качества — не коптить, держать постоянную температуру и размеры факела.
• Для пайки открытым пламенем требуется немалый опыт в поддержании оптимальной температуры нагрева, поскольку «температурный коридор» качественной пайки достаточно узок. Перегрели — потерял механическую прочность или даже потек алюминий. Недогрели — не плавится тугоплавкий припой.

Кроме того, газовую конфорку не возьмешь в руку, а потому в руках придется держать спаиваемые детали. Если это предмет массивный, вы просто не сможете держать его в пламени в постоянном движении для поддержания нужной температуры, одновременно пытаясь паять другой рукой. Ну и поскольку греть вы будете снизу, то для нормальной пайки вам придется перегревать деталь (паять то нужно сверху), а значит, ее можно легко расплавить. Тем не менее, худо-бедно спаять алюминий над газом можно, но только худо-бедно.

Идеальным вариантом будет газовая горелка. Она компактна (в смысле сама горелка, а не баллон к ней), не коптит, мало весит. Но к сожалению, не всегда ее можно раздобыть.

Самым простым выходом из ситуации может стать небольшая паяльная лампа. Для того чтобы она была легче, просто не заправляйте устройство бензином «под горлышко». Перед тем как начать пайку, лампу нужно как следует разогреть, чтобы она не коптила.

Алюминий можно спаять газовой или бензиновой горелкой.

Будем считать, что горелка разогрета, а спаиваемые детали зачищены и плотно прижаты друг к другу по месту будущей пайки. Нанесите соответствующий флюс на детали (если вы используете бесфлюсовый припой, то в качестве флюса используйте трансформаторное масло) и начинайте нагрев. Температуру нагрева необходимо постоянно контролировать кусочком припоя, касаясь места будущей пайки.

Как только припой начнет плавиться, старайтесь держать температуру постоянной (это придет с практикой), а кусочком припоя натирайте место пайки, полностью облуживая его. Как только лужение закончилось, этим же кусочком можете и произвести пайку, используя его как электрод для сварки. Нередко электрики при спайке муфт используют тугоплавкий припой только для лужения оболочки кабеля, а муфту после напаивают обычным легкоплавким припоем.

Дело в том, что муфта выполнена из свинца и просто не выдержит нагрева, необходимого для плавления тугоплавкого алюминиевого припоя. Но если обе детали алюминиевые, конечно, лучше паять и лудить тугоплавким припоем — место соединения деталей будет иметь высокие как электрическую, так и механическую прочность.

Стыковой метод

Эта методика относится к одной из самых надёжных в плане холодной сварки алюминия. Подходит для соединения деталей через их торцы. Таким образом можно объединять пластинки в один большой щит. Процесс скрепления металла происходит в несколько этапов:

1. В первую очередь торцы деталей зачищаются. С них снимается краска, ржавчина и грязь. Далее они обезжириваются.
2. После очистки детали зажимаются в специальных тисках которые расположены друг напротив друга. Наружу должны торчать только торцы и по 1 см металла.
3. Когда заготовки надёжно закреплены в тисках, через них на торцы передаются торцевое давление. С его помощью получается надёжное соединение.

Во-первых, размеры удерживающих тисков не дают использовать детали больших размеров для соединения. Во-вторых, часть металла зажатая в тисках также подвергается деформации. В-третьих, после окончания стыковой холодной сварки, сложно вытащить готовую деталь из зажимов.