Чим зварювати алюмінієву екструзію?
Багато людей починають зварювати алюмінієві екструдовані деталі і виявляють, що з'являються тріщини, пористість і деформації. Це завжди трапляється, коли неправильно підібрані присадний матеріал, очищення та налаштування TIG.
Для правильного зварювання алюмінієвих екструдованих виробів TIG потрібні відповідні присадні прутки (наприклад, ER4043 або ER5356), ретельне очищення, правильні параметри TIG, а іноді й опорні прутки для зменшення деформації.
Існує кілька ключових етапів, яких слід дотримуватися. Кожен крок впливає на якість зварного шва більше, ніж очікує більшість новачків. Нижче наведено практичні рекомендації щодо безпечного та чистого зварювання екструзії.
Які присадні прутки підходять для екструзійного зварювання?
Зварювання екструдованого алюмінію без правильного вибору присадного матеріалу часто призводить до утворення тріщин або слабких з'єднань. Наповнювач повинен добре поєднуватися з екструзійним сплавом і забезпечувати плавну течію під час зварювання.
ER4043 і ER5356 є найбільш широко використовуваними присадними прутками для зварювання екструзії алюмінію, особливо для сплавів серії 6хх, які широко застосовуються в конструкціях і архітектурі.
Для екструзії алюмінію зазвичай використовують такі сплави, як 6063, 6061 або 6082. Ці сплави найкраще працюють зі спеціальними присадними стрижнями. Кожен тип стрижнів має свою міцність, поведінку потоку та характеристики після зварювання.
Найпоширеніші стрижні для наповнювачів
| Наповнювальний стрижень | Тип сплаву | Особливості | Підходить для |
|---|---|---|---|
| ER4043 | Аль-Сі. | Найкраща текучість, легко зварюється, низький ризик утворення тріщин | Загальне зварювання, стандартна екструзія |
| ER5356 | Al-Mg | Міцніше з'єднання, краща в'язкість | Конструктивні або несучі частини |
| ER4047 | Високий вміст кремнію | Низька температура плавлення, мінімальні спотворення | Тонкий матеріал, чистий зовнішній вигляд |
ER4043 поширений, оскільки плавиться плавно і дає чисті зварні шви з екструзійними сплавами. ER5356 міцніший, але може розтріскуватися, якщо матеріал погано очищений. Вибір наповнювача завжди залежить від застосування: міцність або текучість - вирішувати вам.
Якщо ви зварюєте екструзію товщиною менше 3 мм, використовуйте присадний пруток меншого діаметру (1,6 мм). Для більш товстих профілів більші прутки краще протікають і зменшують накопичення тепла.
ER4043 і ER5356 є найбільш підходящими присадними прутками для зварювання алюмінієвих екструдерів серії 6xxx.Правда.
Обидва стрижні сумісні зі звичайними екструзійними сплавами і рекомендовані керівництвами зі зварювання.
Використання сталевого присадного прутка для зварювання алюмінію в системі TIG добре себе зарекомендувало.Неправда.
Сталеві стрижні не можуть сплавлятися з алюмінієм, що призведе до руйнування зварного шва.
Чому попереднє очищення покращує якість зварного шва?
Навіть якщо зварювальні матеріали підходять один до одного, нечисті поверхні руйнують зварювальний шов. Алюміній утворює оксид одразу на повітрі. Масло, пил і відбитки пальців також послаблюють сплавлення і створюють пористість.
Очищення поверхні перед зварюванням TIG видаляє оксиди і забруднення, що підвищує міцність шва і зменшує пористість.
Для отримання надійних зварних швів TIG очищення необхідно проводити безпосередньо перед зварюванням. Занадто довге очікування призводить до утворення нового оксиду.
Типовий процес очищення
| Крок | Метод | Мета |
|---|---|---|
| Знежирити | Протріть ацетоном або спиртом | Видаліть масло, жир і бруд |
| Щітка. | Щітка з нержавіючої сталі (тільки для алюмінію) | Видалити оксидний шар |
| Сушка | Тримайте поверхню відкритою, але чистою | Запобігайте забрудненню |
| Збірка | Щільно встановіть деталі | Покращення суглобового контакту |
Очищення поверхні не є необов'язковим. Зварювальники, які ігнорують цей крок, бачать проколи та чорні плями всередині зварних швів. Навіть невелика забруднена ділянка може призвести до розтріскування під час охолодження або механічної обробки. Для екструзії, де стінки тонкі, це ще більш критично.
Одного разу я пропустив зачистку на невеликому опорному кронштейні. Після зварювання зовні він виглядав добре, але під час анодування на зварювальному шві з'явилися некрасиві темні плями. Ця маленька помилка коштувала додаткового часу і переробки роботи.
Ретельне очищення алюмінію перед зварюванням зменшує ймовірність утворення пористості та підвищує міцність зварного шва.Правда.
Оксиди та оливи перешкоджають сплавленню зварного шва і збільшують кількість дефектів.
Як налаштувати параметри TIG для алюмінію?
Навіть за наявності правильного присаджувального матеріалу та чистих поверхонь неправильні налаштування TIG можуть призвести до руйнування зварного шва. Алюміній поводиться інакше, ніж сталь. Він потребує більшого струму, балансу змінного струму та правильного захисного газу, щоб розщепити оксид і забезпечити правильне протікання шва.
Для зварювання алюмінію TIG потрібен змінний струм, чистий захисний газ аргон і відповідна сила струму залежно від товщини матеріалу.
Базове налаштування TIG для екструзії алюмінію
| Параметр | Рекомендоване налаштування |
|---|---|
| Поточний режим | AC (змінний струм) |
| Захисний газ | 100% Аргон |
| Сила струму | ~1 Ампер на 0,001 дюйма товщини |
| Тип електрода | 2% лантанований або чистий вольфрам |
| Рух наповнювача | Плавний рух занурення |
| Швидкість руху | Послідовний, уникайте зупинок |
Зварювальник TIG розщеплює оксид за допомогою циклу очищення при змінному струмі. Якщо ви використовуєте постійний струм, оксид залишається на поверхні, і зварювальний шов не може проплавлятися. Швидкість переміщення повинна залишатися постійною: надто повільна швидкість призводить до перегріву та деформації.
Сила струму повинна відповідати товщині стінок екструзії. Тонкі стінки легко прогорають, якщо сила струму занадто велика. Використання чаші більшого розміру допомагає покрити зону зварювання газом, забезпечуючи більш гладку зварювальну ванну.
Якщо можливо, попереднє нагрівання товстих екструзійних секцій приблизно до 150°C допомагає контролювати тепловий потік. Але це не повинно замінювати належний контроль сили струму.
AC TIG з газом аргон 100% необхідний для зварювання екструдованого алюмінію.Правда.
Змінний струм розщеплює оксид, а аргон захищає зварювальну ванну від окислення.
Низька швидкість переміщення завжди покращує якість зварювання алюмінію.Неправда.
Занадто повільне зварювання збільшує нагрівання і деформацію, роблячи зварний шов слабшим.
Чи можуть опорні планки зменшити спотворення?
Однією з найбільших проблем при зварюванні алюмінієвого екструдованого профілю TIG є деформація. Алюміній швидко розширюється при нагріванні та стискається при охолодженні. Це призводить до вигинів, скручування або тріщин.
Підкладки або опорні пластини діють як тепловідвідники та забезпечують краще вирівнювання, що мінімізує викривлення під час зварювання TIG.
Існує багато простих способів контролювати тепловий вплив. Навіть товстий мідний або сталевий пруток під екструзією допомагає відвести тепло від зони зварювання. Затискачі, пристосування та фіксатори також допомагають утримувати вирівнювання.
Типові методи боротьби зі спотвореннями
| Метод | Мета | Найкраще підходить для |
|---|---|---|
| Опорні бруски | Розподіляйте тепло, зменшуйте локальний стрес | Довгі або тонкі екструзії |
| Затискні пристосування | Тримають форму під час зварювання | Кутники та монтажні деталі |
| Зварювання стібками | Зменшити споживання тепла | Тонкий матеріал |
| Підігрів | Зменшити температурний шок | Товсті екструзії |
Контроль нагрівання - один з найбільш ігнорованих етапів. Я бачив якісну екструзію, зіпсовану раптовим викривленням після повноцінних зварних швів. Для тонких стінок краще зварити короткі ділянки, дати їм охолонути, а потім заповнити проміжки між ними.
Використання опорних планок необхідне не лише для точності, але й для запобігання руйнуванню тонких країв. Це характерно для матеріалу 6063, що використовується для декоративних рамок.
Використання опорних прутків під час зварювання алюмінію TIG допомагає запобігти деформації та зберегти вирівнювання.Правда.
Вони діють як тепловідвідники і стабілізують форму екструзії.
Екструзійне зварювання не потребує жодної підтримки, якщо налаштування TIG виконано правильно.Неправда.
Навіть правильні налаштування спричиняють розширення; без підтримки спотворення все одно відбуваються.
Висновок
Для правильного зварювання алюмінієвого екструдованого профілю TIG важливий кожен крок. Вибір присаджувального матеріалу повинен відповідати сплаву. Очищення не можна пропускати. У налаштуваннях TIG має використовуватися змінний струм із захистом чистим аргоном. Опорні прутки та пристосування зберігають форму та запобігають пошкодженню від нагрівання. Якщо їх дотримуватися, зварювання екструзією стає надійним і передбачуваним. Хороше зварювання залежить не від удачі, а від підготовки.
