Методы сварки силумина

На первый взгляд кажется, что сварка силумина представляет собой простой метод соединения деталей, но на практике может появиться много трудностей. При сваривании сплав нагревается и окисляется, что снижает возможность соединения частей детали из силумина. Поэтому для сварки применяется аргон, который обеспечивает защиту процесса сваривания от окисления, в результате чего сплав будет лучше восстанавливаться.

Схема точечной сварки алюминия.

Силумин – это сплав алюминия и кремния, из которого производят детали сложной формы. Сплав обладает прекрасными литейными и механическими свойствами.

Достоинства силумина:

• высокая прочность металла;
• износостойкость;
• коррозионностойкость.

Как работает аргонодуговая сварка?

Схема аргонно-дуговой сварки алюминия.

Аргонодуговая сварка объединила в себе электрическую и газовую сварку. Электрическая дуга является источником нагрева, посредством которой расплавляются и свариваются кромки сплава.

Аргон почти не участвует в реакции с силумином и другими газами в месте работы дуги, потому его и называют инертным.

Однако есть одна особенность: в процессе сварки на обратной полярности от атомов аргона происходит отделение электронов, поэтому среда в месте работы дуги становится плазмой, проводящей электрический ток.

Сварка аргоном в домашних условиях возможна посредством как плавящегося, так и неплавящегося вольфрамового электрода. Данный метод позволяет надежно соединить материалы из силумина.

Аргонная горелка

Сердцем аргонной горелки является неплавящийся электрод, выполненный из вольфрама, выступающий за пределы корпуса горелки на 2-5 мм. Держатель для электрода расположен внутри горелки. Перед тем как приступить к работе, свариваемые детали необходимо хорошо прогреть.

Вольфрамовые электроды

Вокруг электрода устанавливается керамическое сопло, из которого поступает аргон. Также необходима присадочная проволока из силумина. Перед тем как приступить к свариванию, нужно тщательно зачистить поверхность деталей шабровкой, металлической щеткой или пескоструйным аппаратом и обработать химическим раствором, а именно промыть кромки каустической содой или бензином. Таким образом удастся свести к минимуму возможность образования оксидной пленки. Если вы отдаете предпочтение соде, то потом необходимо промыть деталь проточной водой.

Схема устройства горелки для сварки.

Сначала на свариваемую деталь подается «ноль», как и при электросварке. Если детали небольшого размера, «ноль» можно подвести к металлической поверхности. Присадочная проволока подается отдельно. Перед тем как купить присадочную проволоку, следует ознакомиться с физико-химическими свойствами силумина.

В правой руке следует держать горелку, а в левой – присадочную проволоку. На корпусе горелки должна быть установлена кнопка, при нажатии на которую подается ток и газ. Газ следует подавать за 15 сек до начала работы. Далее нужно опустить горелку с электродом максимально близко к поверхности свариваемых частей сплава для того, чтобы появилась электрическая дуга, которая расплавляет присадочную проволоку и кромки свариваемых частей детали. В конце сварочного процесса производится заваривание кратера путем снижения силы тока. Для этого используется реостат, а газ следует перекрывать через 10 сек после завершения работ.

Вольфрамовый электрод необходимо держать максимально близко к поверхности свариваемых деталей для создания наиболее короткой дуги. Таким образом достигается большая глубина проплавления силумина и более качественный шов. Присадочную проволоку необходимо подавать постепенно, проводя медленно горелкой вдоль шва, от этого зависит качество шва.

Не следует быстро подавать присадочную проволоку, поскольку это приведет к разбрызгиванию сплава. Ее следует подавать под углом перед горелкой, не допуская поперечных движений для обеспечения ровного и узкого шва.

Характеристики вольфрамовых электродов.

Важно отметить, что зажигание дуги при сварке неплавящимся электродом не допускается касанием о свариваемую поверхность. И вот почему.

Из-за высокого потенциала ионизации аргона не удается в полной мере ионизировать расстояние между силумином и электродом за счет искры от касания.

При использовании плавящегося электрода ситуация несколько иная: при попытке зажечь дугу посредством касания о поверхность в зоне сваривания появляются пары железа с более низким потенциалом ионизации, чем у аргона. Происходит загрязнение электрода из-за касания им поверхности свариваемых деталей.

Чтобы зажечь дугу неплавящимся электродом, необходим осциллятор, подключение которого нужно выполнить параллельно источнику питания.

Посредством осциллятора на электрод подаются импульсы высокого напряжения и высокой частоты, благодаря чему происходит ионизация дугового промежутка. Напряжение в сети 220 В и частоту 55 Гц осциллятор преобразует в 2000-6000 В с частотой 150-500 кГц, благодаря чему легко зажечь дугу.

Как модернизировать обычный сварочный аппарат для аргонодуговой сварки?

Схема сварочного осцилятора.

Как правило, аргоновая сварка в домашних условиях производится на модернизированном аппарате.

Для этого понадобятся дополнительные устройства, которые обеспечат высокое качество сварочного процесса.

Осциллятор – это агрегат, необходимый для бесконтактного зажигания электрической дуги, поддерживающий стабильную дугу даже при переменном токе.

Он генерирует разряд мощностью до 8 кВт, пробивающий дуговой промежуток.

Балластный реостат понадобится для регулирования силы тока.

Достоинства метода

• область нагрева силумина не велика, что исключает возможность деформации заготовок;
• удельный вес аргона гораздо выше, чем у воздуха, поэтому обеспечивается надежная защита свариваемых поверхностей от попадания кислорода из воздуха;
• тепловая энергия, выделяемая дугой, позволяет ускорить проведение работ;
• общедоступность, благодаря простоте технических приемов;
• возможность соединения деталей, которые невозможно сварить другим способом и получить аккуратный шов.

Недостатки метода

• при сильном ветре снижается защита швов, так как часть аргона будет просто сдуваться воздушным потоком;
• если работы проводятся с использованием дуги высокой силы тока, понадобится дополнительное охлаждение;
• необходимость приобретения сложного оборудования для работы;
• некоторые сложности точной настройки.

Меры предосторожности

1. Во время работы необходимо использовать средства индивидуальной защиты, такие как маска, рукавицы, прорезиненная обувь, асбестовое или брезентовое полотно, листовая сталь.
2. Тщательно заизолировать все элементы, включенные в электрическую цепь.
3. Запрещено производить работы в помещениях, в которых хранятся легковоспламеняющиеся вещества и предметы.

Помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно хорошо проветриваться, чтобы избежать отравления газами.

Таким образом, соединение силумина в домашних условиях представляет собой довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков. Новички должны изучить основные правила сварки, а также особенности ее технологии. Человек, не обладающий достаточным опытом, может допустить много грубых ошибок, поэтому необходимо обладать соответствующими навыками.

Несмотря на сложность работы, силумин является востребованным сплавом и применяется во многих отраслях, благодаря отличным физико-химическим свойствам. Также в процессе сваривания могут иметь место и отрицательные факторы. Поэтому в настоящее время наибольшую распространенность и получил аргонодуговой способ. Сварить деталь из силумина сможет даже новичок при условии соблюдения инструкции.