Svařování hliníku – základní metody a pravidla

I zkušení svářeči mohou mít potíže se svařováním hliníku a jeho slitin. Při provádění svářečských prací je nutné vzít v úvahu vlastnosti kovu, zvolit správnou technologii a použít speciální zařízení. V opačném případě nebude operátor schopen dosáhnout vysoké kvality svarových spojů. Šev může být nerovný, příliš silný, slabý nebo nevzhledný. Pokusme se přijít na to, jak svařovat hliník a jeho slitiny v průmyslových a domácích podmínkách a na jaké parametry je třeba věnovat zvláštní pozornost.

Proč je svařování hliníku a jeho slitin obtížné?

• kov rychle oxiduje, což vede k vytvoření oxidového filmu na kovových kapičkách, což zabraňuje vytvoření jednotného svaru;
• materiál se výrazně smršťuje, to může vést k deformaci svarového spoje po ztuhnutí;
• Kvalita výsledku do značné míry závisí na správné přípravě obrobků.

Pokud s hliníkem pracuje nezkušený svářeč, je téměř nemožné dosáhnout kvalitního svaru. První „experimenty“ zpravidla vytvářejí šikmý a porézní šev. Proto se doporučuje studovat na nekritických částech a konstrukcích.

Kdy je nutné svařování hliníku?

Potřeba svařovat hliníkové díly a prvky vzniká poměrně často. Pokud vezmeme v úvahu výrobní podmínky, pak se taková technologie používá v potravinářské výrobě, chemickém průmyslu, automobilovém průmyslu, letecké výrobě atd.

Domácí řemeslníci se často potýkají s nutností spojovat hliníkové díly. Například, pokud chce majitel vozu opravit vlastními rukama auto, které neúspěšně najelo na obrubník nebo bylo jinak poškozeno. Schopnost svařování hliníku vám může ušetřit značné množství peněz.

Jak připravit polotovary

Jak již bylo zmíněno, při svařování hliníku je velmi důležité provést předběžnou přípravu dílů, kvalita konečného výsledku přímo závisí na této fázi. Příprava závisí na technologii svařování, kterou operátor použije. Odborníci doporučují dodržovat následující doporučení:

1. Pokud plánujete pracovat pomocí technologie plynového elektrického svařování, budete muset najít vhodnou místnost. Prach a vysoká vlhkost jsou nepřijatelné.
2. Rychlost vzduchu ve svařovně by neměla překročit 2 metry za sekundu. Průvan nebo větrání nejsou povoleny.
3. Všechny díly a prvky jsou předem vyčištěny. Způsob čištění závisí na zvolené technologii.
4. Při plynoelektrickém svařování je přípustné používat jako inertní plyn pouze argon nebo vysoce čisté helium (HF). Toto pravidlo je upraveno požadavky GOST.
5. Veškeré vybavení potřebné pro práci: hadice, hořáky, armatury jsou před svařováním důkladně omyty alkoholem a během práce je také nutné pravidelné mytí.

Samostatně stojí za to se zabývat metodami čištění plnicího drátu. Podle předepsané technologie se nejprve vyčistí konzervační tuk. Za tímto účelem omyjte horkou vodou nebo rozpouštědlem. Poté se oxidový film odstraní chemickými metodami.

K odstranění oxidového filmu se nejčastěji používá následující technologie:

• obrobky se leptají v roztoku akustické sody (60% roztok) při teplotě 60 až 65C.
• praní v horké vodě (teplota 50-60C);
• znovu opláchněte ve studené tekoucí vodě;
• proveďte čiření ve 30% roztoku kyseliny dusičné po dobu 2 minut, teplota roztoku – 55-60C;
• promývá se v horké vodě (55-60 °C);
• mytí v tekoucí studené vodě;
• Důkladně osušte prvky nebo části, dokud se vlhkost úplně neodstraní.

Pro přípravu hliníkových obrobků je mimo svařovací zónu vybavena speciální místnost.

Doba skladování zpracovávaných obrobků závisí na tloušťce. Drát do 1,6 mm se skladuje 12 hodin, drát o průměru 4-5 mm – 36 hodin. V případech, kdy není možné provádět svařování během doby skladování, je drát umístěn ve speciální krabici nebo skříni s těsně uzavřenými dveřmi.

Je také nutné předpřipravit díly ke spojení. Díl a jeho hrana jsou bezprostředně před svařováním chemicky ošetřeny.

Metody svařování hliníku

Existují pouze tři tradiční metody svařování hliníku a hliníkových slitin:

Oblíbenými technologiemi se však v posledních letech stalo laserové a plazmové svařování, které lze použít i pro spojování hliníkových prvků.

Podívejme se podrobně na každou z technologií a zdůrazněme její nevýhody a výhody.

Technologie MMA

Při svařování MMA se používá invertorový stroj se stejnosměrným proudem. Tato technologie je vhodná pro domácí použití, protože je obtížné dosáhnout vysoce kvalitních svarových spojů pomocí svařování MMA, tato metoda se nepoužívá v průmyslovém prostředí. Proces svařování vyžaduje obalené elektrody. Pozor, polarita musí být obrácená, elektrody musí mít AI jádro, jako přísady se obvykle používá křemík.

Při svařování hliníku a hliníkových slitin metodou MMA postupujte následovně:

• předem vypočítat požadovanou proudovou sílu (na každý mm kovu 30 ampér);
• pokud musíte svařovat prvky o tloušťce větší než 5 mm, předřízněte okraje;
• Elektrický oblouk by měl být veden opatrně a rychle, zastavení během procesu svařování je nepřijatelné, povede to ke krystalizaci strusky a vytvoření dielektrické bariéry, která ovlivní kvalitu svarového spoje.

Metoda svařování MMA je levná, jednoduchá a perfektní pro domácího řemeslníka. Mezi výhody technologie patří také:

• nízké náklady na vybavení a spotřební materiál;
• schopnost svařovat bez připojení ke zdroji konstantního proudu (můžete použít generátor);
• nízká hmotnost a kompaktnost zařízení, což usnadňuje přepravu a skladování.

Tato technologie má však také vážné nevýhody. Jak již bylo zmíněno, svařování MMA neposkytuje vysoce kvalitní svary při spojování prvků z hliníku a hliníkových slitin. Šev se ukáže jako porézní, heterogenní a drsný. Po svařování je povinné zpracovat svarový spoj, aby se částečně vyhladily vady. Tato technologie se nepoužívá při vytváření kritických konstrukcí, stejně jako v případech zvýšených požadavků na kvalitu svarových spojů.

Předehřev hliníkových dílů pomůže zlepšit kvalitu svaru. Teplotu ohřevu lze zjistit z technických doporučení pro použité elektrody. Pokud neexistují žádné informace, můžete dodržet obecná pravidla: díly do tloušťky 2 mm se zahřejí na teplotu 250-300 °C. Díly do 4 mm se ohřívají na teplotu 400C.

Technologie TIG

Technologie svařování TIG je pokročilejší způsob spojování dílů a prvků z hliníku a hliníkových slitin. Takové svařování lze použít ve výrobních podmínkách, proto existují normy GOST, které jasně definují všechny požadavky na proces, včetně přípravné fáze. Regulační dokumenty upravují pravidla pro přípravu všech typů hran, rozsah přípustných řezů spojovaných dílů a prvků. Existuje také GOST, který reguluje svařování prvků v různých úhlech.

Svařovací proces se provádí nakloněným hořákem, úhel sklonu ke svařovanému povrchu může být od 45 do 80 stupňů. Operátor zvolí aktuální sílu s ohledem na tloušťku materiálu. Při výpočtu dodržujte následující pravidla: pro každý milimetr vezměte proudovou sílu 25 Ampér. Spotřeba plynu při svařování je také regulována: 10 litrů za minutu.

Materiál je předem propláchnut plynem po dobu dvou sekund a zahříván po dobu 6 sekund chodem hořáku podél budoucího svaru. Teplota ohřevu spojovaných prvků v závislosti na tloušťce by měla být od 250 do 400 °C.

Metoda TIG umožňuje získat těsný šev s žádnými nebo minimálními póry. Šev je docela hladký a čistý, není nutné žádné další zpracování.

Při provádění svařování TIG je třeba vzít v úvahu zvýšenou tekutost hliníku a přítomnost oxidového filmu. Vzhledem k nutnosti manipulace s tvrdým povrchem fólie a přítomnosti rozstřiku je nutné po dokončení každého švu vyčistit wolframovou jehlu.

Pokud jde o náklady na svařovací proces, bude použití technologie TIG dražší než svařování MMA. Nárůst nákladů je způsoben nutností používat inertní plyn.

Další bod, který je třeba vzít v úvahu při svařování hliníku a hliníkových slitin metodou TIG. Rozdíl mezi tavením kovového a oxidového filmu. Aby se zabránilo propadnutí kovu, jsou prvky, které mají být svařeny, umístěny na silném ocelovém podkladu. Substrát slouží nejen jako podpora, usnadňující proces svařování, ale také odvádí přebytečné teplo ze svaru a snižuje teplotu kovu v oblasti spoje.

Chcete-li při svařování hliníku a hliníkových slitin dosáhnout slušné kvality svaru, měli byste být opatrní při výběru zařízení. Doporučuje se vybrat invertorová zařízení vybavená následujícími funkcemi:

• schopnost snížit proud na 10 Ampérů (v tomto případě budete moci svařovat tenké prvky od 0,8 mm);
• přítomnost pulzního režimu vám tato funkce umožňuje snížit přívod tepla, a tím snížit riziko deformace kovu.

V malých dílnách občas používají zařízení MMA, vybaví je hořákem a svařují hliník metodou TIG. V tomto případě však trpí kvalita švu, je lepší utratit peníze za plnohodnotný stroj. V tomto případě můžete zaručit kvalitu produktu.

Technologie svařování MIG

Všechny parametry a požadavky na proces svařování jsou také upraveny požadavky GOST. Technologie umožňuje spojovat díly o průřezu od 0,8 do 50 mm. Zařízení pro poloautomatické svařování inertním plynem musí být vybaveno funkcí pulzního režimu. Pomocí pulsu může operátor rychle propálit oxidový film, poté se napětí sníží a kov se roztaví. Tato metoda umožňuje výrazně snížit riziko spálení a vytvořit vysoce kvalitní, spolehlivý a rovnoměrný svar.

Mezi výhody MIG technologie pro svařování hliníku patří:

• vysoká rychlost svařovacího procesu;
• schopnost spojovat prvky různých tlouštěk;
• pohodlné řízení procesů probíhajících ve svarové lázni.

Pokud jde o nevýhody, v první řadě zaznamenávají vysoké náklady na zařízení. Také při svařování může být obtížné držet hořák svisle vzhledem ke svařovaným plochám. To je nezbytné, protože hliník má vysokou tekutost a při svařování vytváří velké množství rozstřiků.

Problémy mohou nastat i při dodávce inertního plynu. Pokud se práce provádí ve velkém podniku, je plyn dodáván centrálně. Malé podniky obvykle používají argonové lahve.

Pro zlepšení kvality výsledku je nutné důkladně očistit svařované prvky. Povrchy jsou očištěny od stop oleje a všech nečistot. Pokud tloušťka dílů přesahuje 4 mm, jsou okraje také řezány. Silné prvky jsou svařeny na tupo.

Pokud musíte neustále svařovat hliníkové prvky, pak se vyplatí investovat do vysoce kvalitního a spolehlivého vybavení. Optimální volbou by byl poloautomatický stroj s dvojitým impulsem a synergickým řízením.

Pomocí dvojitého impulsu získáte šev se zvýšenou těsností a bez pórů. Za zmínku také stojí, že se zvětšuje šupinatost švu, což dává kloubům estetičtější vzhled.

Technologie laserového svařování

Laserové svařování je spolehlivý, ale nákladný způsob spojování hliníkových dílů. Tato technologie může být použita pouze ve velkých podnicích. Mezi výhody laseru patří vysoká přesnost svaru, které je dosaženo zmenšením zóny ohřevu. Za zmínku také stojí následující výhody technologie:

• vysoká produktivita;
• schopnost vytvářet švy složitých konfigurací;
• Svařování lze provádět v jakékoli poloze.

Mezi nevýhody, kromě vysokých nákladů na zařízení, zaznamenávají neschopnost zpracovat tlusté prvky.

Plazmové svařování

Plazmové svařování je jednou z moderních technologií, která zajišťuje vysokou produktivitu a dobrou kvalitu svarových spojů. K ohřevu a tavení kovu se používá spíše plazma než elektrický oblouk, což umožňuje dosáhnout hlubokého pronikání kovu díky vysoké koncentraci energie. Svařovací proces probíhá v prostředí ochranného plynu, který pomáhá zabránit vnikání atmosférických plynů do svarové lázně, čímž se snižuje riziko oxidace hliníku a zlepšuje se kvalita svaru.

K provedení práce je zapotřebí speciální vybavení – plazmový svařovací stroj. Tato jednotka je vybavena plazmovým hořákem generujícím plazmový výboj a generátorem střídavého a stejnosměrného proudu. Výrobci nabízejí zařízení s různými zdroji energie a schopná generovat proud různé síly. Modifikace napájecích zdrojů a výkonu jednotky se také mohou lišit.

Plazmový hořák je zařízení vybavené plazmotvornou funkcí a funkcí ochranného přívodu plynu (obvykle se používá argon). K provozu hořáku se používají wolframové elektrody nebo hafniové modely.

Plazmové svařování hliníku a hliníkových slitin lze provádět pomocí následujících metod:

• použití spotřebovávané elektrody (jako ochranné médium se používá argon, helium nebo směs argon-helium, svařování se provádí pomocí wolframových elektrod a přídavného drátu o průměru do 2,4 mm, používá se proud s obrácenou polaritou);
• automatické obloukové svařování (vyžaduje polootevřený a otevřený plazmový oblouk, používá se také spotřební elektroda a speciální tavidlo určené pro práci s hliníkem a slitinami hliníku);
• ruční obloukové svařování se provádí, pokud je nutné spojit díly z hliníku (nebo slitiny s hořčíkem) s prvky z jiných druhů kovů;
• elektronový paprsek (jedna z nejúčinnějších technologií plazmového svařování; svařování kovů se provádí ve vakuovém prostředí, které podporuje rozklad oxidu a odstranění vodíku ze svaru).

Plazmové svařování je vysoce efektivní metoda, která umožňuje získat odolný a estetický šev bez pórů a nevyžaduje další zpracování. Mezi nevýhody této technologie patří vysoká cena zařízení a také vysoké požadavky na kvalifikaci obsluhy.

Výběr svařovacích materiálů pro svařování hliníku

Kromě výběru zařízení je nutné správně vybrat spotřební materiál potřebný pro proces svařování. Odborníci dávají následující doporučení:

• Při provádění ručního obloukového svařování by nejlepší možností byly elektrody, které vám umožní vytvořit stabilní elektrický oblouk s minimálním rozstřikem kovu. Vybírejte výrobky se směrovou pevností kovu 170 MPa.
• TIG svařování se provádí pomocí wolframových elektrod. Vybírejte spotřební materiál, který obsahuje v tyči oxid lanthanitý. Takové elektrody vytvoří stabilní oblouk, zajistí snadné opětovné zapálení a mají dobrou životnost.
• pokud zvolíte poloautomatickou metodu svařování, budete potřebovat hliníkový přídavný drát, mějte na paměti, že průměr výplně by měl být o něco menší než průměr svařovaných prvků.

Při výběru spotřebního materiálu se vždy můžete poradit se zástupci prodejce či dodavatele a také si nechat poradit od zkušenějších řemeslníků.

Pokud nemáte zařízení pro svařování hliníku nebo nemáte zkušeného odborníka na personál s potřebnou kvalifikací a dovednostmi, můžete si u naší společnosti objednat svařování jakýchkoli prvků z hliníku a slitin. V tomto případě si můžete být jisti, že výsledek bude přesně splňovat vaše očekávání a technologické požadavky.

Zveřejněno 15.09.2022
Máte nějaké dotazy? Rádi na ně odpovíme!

Vaše přihláška byla úspěšně odeslána.
Brzy vás budeme kontaktovat

Něco se pokazilo. Zkus to znovu

• I-nosník: výroba, klasifikace a výhody 30 I-nosník je klíčovým prvkem v moderním stavebnictví a strojírenství. Díky své všestrannosti a odolnosti se používá v různých projektech, od mostů až po výškové budovy.
• Profilová trubka: typy, klasifikace a výhody 19 Plech PVL není jen kov, je to příležitost, jak dodat vašim projektům jedinečnost a spolehlivost. Zjistěte, jak může tento materiál změnit vaše nápady a proč je tak populární po celém světě.
• Co je tahokov (PVL) 11. 07. 2024 Plech PVL není jen kov, je to příležitost, jak dodat vašim projektům jedinečnost a spolehlivost. Zjistěte, jak může tento materiál změnit vaše nápady a proč je tak populární po celém světě.

© 2009 — 2024 Metallinvest — válcování kovů v Petrohradu

196084, Petrohrad, Ligovský pr. 254 lit. V úřadu. 300