Какие есть марки электродов по алюминию

Электроды для сварки алюминия

Электрод является незаменимым элементом сварки, без него процесс соединения двух металлических частей был бы невозможен. В зависимости от обрабатываемого материала, это изделие может обладать различными свойствами. Поскольку алюминий мягкий металл, то для него и электроды требуются специальные.

Особенности

TIG сварка со смесью газов аргона или гелия – самый верный способ сварить алюминий, особенно если речь идет о тонких пластинах. Если использовать только гелий в качестве защитного газа, то образующаяся дуга и возможность глубокого проникновения могут лучше всего подойти для более толстых заготовок. При использовании только лишь аргона, поверхность недостаточно очищается от оксидной пленки. В результате шов получается пористым, а значит, менее прочным.

При работе с алюминиевыми электродами источником тепла является дуга между расходуемым элементом и основным металлом.

Такие изделия можно использовать для сваривания сплавов алюминия и желательно, чтобы электрод и заготовка были схожи по составу.

Имеющийся на поверхности флюс, который является обязательной составляющей алюминиевого электрода, способен удалять оксидный слой на основном металле, в то время как поток электродов удерживает оксиды от образования пленки на расплавленном металле. Именно флюс защищает сварной шов по мере его охлаждения и образует защитный барьер, который отлично работает даже в ветреную погоду.

В зависимости от коэффициента покрытия или толщины флюсового слоя, такие электроды делятся на 3 группы:

  • с легким покрытием;
  • со средним покрытием;
  • с тяжелым покрытием.

Флюсовое покрытие на сварочных электродах имеет ряд преимуществ:

  • защищает зону сварки от оксидации путем обеспечения необходимой атмосферы вокруг дуги;
  • производит шлак с низкой температурой плавления, который растворяет примеси, присутствующие в металле, такие как оксиды и нитриды;
  • определяет размер зерна сваренного металла;
  • добавляет легирующие элементы к свариваемому металлу;
  • стабилизирует дугу;
  • уменьшает разбрызгивание сварочного металла;
  • концентрирует поток дуги и уменьшает тепловые потери, что приводит к увеличению температуры дуги;
  • замедляет скорость охлаждения сварного шва и ускоряет процесс затвердевания;
  • увеличивает скорость осаждения металла и увеличивает глубину проникновения.

Электродное покрытие может состоять из двух или более компонентов. Различные типы покрытий используются для различных типов металлов, подлежащих сварке.

Шлакообразующими ингредиентами являются оксид кремния (SiO2), оксид марганца (MnO2), оксид железа (FeO), асбест, слюда. В некоторых случаях также используется оксид алюминия (Al2O3), но он делает дугу менее стабильной.

К числу ингредиентов, улучшающих характеристики дуги, относятся оксид натрия (Na2O), оксид кальция (CaO), оксид магния (MgO) и оксид титана (TiO2).

Дезокисляющие – графит, древесная мука, углекислый кальций, крахмал, целлюлоза, доломит. В качестве связующих материалов используются силикат натрия, силикат калия и асбест.

Легирующими элементами, применяемыми для повышения прочности сварного шва, являются ванадий, кобальт, молибден, алюминий, хром, никель, цирконий, вольфрам.

Источник

Описание и характеристики алюминиевых электродов при дуговой сварке

Интересуетесь, какие существуют электроды по алюминию для электродуговой сварки и в среде защитных газов? Расскажем про промышленные и самодельные стержни!

Электроды для сварки алюминия и алюминиевых сплавов: технические особенности

Алюминий относится к тому типу металлов, которые труднее всего сваривать. Свойства этого металла существенно усложняют процесс сварки, поэтому на крупных предприятиях очень редко используется ручная сварка электродами. Для этого применяется специальная техника.

Однако в домашних условиях или в небольших мастерских использование спецтехники может быть дорогим и невыгодным. Поэтому в таких условиях допускается применение ручной дуговой сварки.

Основные особенности алюминия, которые усложняют сварочный процесс:

  • Оксидная плёнка. Образуется на поверхности алюминиевых изделий и создаёт дополнительные проблемы, так как для её расплавки нужна температура более 2000оС. При том, что сам алюминий начинает плавиться при 600оС.
  • Тяжело сделать цельный шов. Метал быстро окисляется и на расплавленных каплях появляется тугоплавкая плёнка. Поэтому приходится принимать меры по снижению уровня кислорода в окружающей среде (с помощью специального оборудования это сделать проще, чем вручную).
  • Алюминий быстро плавится и сильно растекается. При сварочных работах нужно использовать теплоотводящие подкладки.
  • Склонность к образованию кристаллизационных трещин. В большинстве алюминиевых сплавов находится кремний. Из-за этого при сварке швов могут образоваться расколы.
  • Высокий показатель линейного расширения. В процессе затвердения шва форма может деформироваться.
  • Для сварки конструкция и деталей из алюминия нужно применять ток в 1,5 раза сильнее, чем при работе с другими металлами.
Читайте также:  Cutting раскрой металла как

Физико-химический состав

Состав электродов по алюминию для дуговой сварки сильно отличается в различных марках. В основу их все равно входит чистый алюминий, масса которого является подавляющей, но главные свойства определяются различными добавками, которые могут служить для сварки сплавов и так далее. К примеру, марка ОЗА 1 предназначается для работы с чистым металлом и она практически на 99% состоит из него. Остальной 1% это добавки, куда входит 0,5% кремния, 0,25% титана, 0,2% железа и прочие примеси. Если же материалы предназначены для сварки алюминиево-кремниевых сплавов, то в них может содержаться около 12% кремния, а все остальное алюминий.

Электроды для сварки по алюминия марки ОЗА 1

Технические характеристики

Механические свойства сварочных электродов по алюминию являются одним из главных параметров, по которому подбирают материалы для той или иной процедуры. Крепость полученного шва, пластичность наплавленного металла и прочие важные параметры становятся определяющими. Во многом они зависят от состава, но в целом, в марках преобладает алюминий, так что основные свойства они получают из этого металла. На примере ОЗА 1 можно рассмотреть основные характеристики, которые присутствуют в таких наплавочных материалах.

Временное сопротивление разрыву, Н/мм2

Производительность наплавки (для д. 4 мм), г/мин

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла, кг

Марки электродов для сварки алюминия

ОЗА-1 — применяется при сваривании металла в чистом виде. В таких электродах наблюдается минимальный процент примеси. При сварке может потребоваться дополнительное использование алюминиевых флюсов.

Сварочные электроды ОЗА-1

ОЗА 2 – эти сварочные материалы больше подходят для сваривания сплавов алюминия и кремния. Ни применяются для наплавки металла, заваривания брака в литейном производстве и прочих отраслях, где встречается данный сплав. Здесь также требуется дополнительное использование флюса.

Сварочные электроды ОЗА-2

ОК96.10 – покрытие здесь представлено щелочно-солевым типом. Это лучше всего подходит для технического металла, в котором нет примесей. Они чувствительны к понижению силы тока, так как при низких параметрах будет слишком частое залипание материалов. Скорость плавления здесь, примерно, около трех раз выше, чем у других металлов.

Сварочные электроды ОК96.10

ОК96.20 – тут также присутствует щелочно-солевое покрытие, благодаря чему повышается качество соединения металлопроката. Эти электроды предназначены для сварки сплавов с магнием и марганцем. Сам стержень имеет добавки марганца в составе. Благодаря высокой гигроскопичности покрытия эти материалы нужно подогревать при температуре в 220 градусов Цельсия.

Сварочные электроды ОК96.20

Обозначение и маркировка

Электрода ОЗА 1 расшифруются как наплавочные материалы с основным покрытием, предназначены для сварки технического алюминия и содержащие 1% примесей.

Выбор

Электроды для сварки дюралюминия и других сплавов подбираются под основной металл. Желательно, чтобы содержание дополнительных элементов в обоих случаях было одинаковым. Допускается присутствие небольшого количества элементов, улучшающих свойства сваривания, примерно в сотых долях процента. Зачастую в марках указано, к каким именно сортам металла и сплава они предназначаются, так что выбор не будет сложным даже для новичков. Далее следует обратить внимание на толщину электрода, так как она не должна быть слишком большой. Из-за низкой температуры плавления всегда остается риск пропалить основной металл. Расхождение между толщиной должно составлять максимум 1 мм.

«Важно!Не стоит использовать электроды, которые просушивались и более двух раз, так как это может ухудшить качество сваривания.»

Основные режимы и нюансы применения

В данном деле технология проведения процесса и подготовка оказывается не менее важной, чем выбор нужной марки. Поэтому, нужно знать особенности, как варить алюминий электродом. Прежде всего требуется заняться подготовительным этапом. Здесь наблюдается очень большая чувствительность к чистоте поверхности. Причем это касается не только физических, но и химических параметров. Перед самой сваркой нужно зачистить поверхность щеткой, а также обработать ее растворителем, чтобы снять оксидную пленку. Иным способом ее убрать не получится, так как температура ее плавления в три с половиной раза выше, чем температура плавления алюминия.

Читайте также:  Неотожженная нержавеющая сталь что это такое

Когда все подготовлено, то можно приступать к свариванию. Главной особенностью, которую стоит учесть, является скорость плавления электрода. Она в несколько раз выше, чем при сварке стали. Тут нужно только нарабатывать опыт. Если сварщик в первый раз встречается с данным процессом, то не стоит сразу браться за тонкие листы металла, а лучше попрактиковаться на более толстых разновидностях, где меньше риск пропалить основной металл.

Толщина основного металла, мм

Величина сварочного тока, А

Скорость проведения сварки, м/час

Производители

Данный тип наплавочных материалов производят многие компании, но все они придерживаются заданных стандартов, в особенности, когда речь идет об одной марке:

Характеристика режимов по технологии MIG/MAG

Как известно, данный метод представляет собой использование плавящегося электрода, который работает в среде защитного газа (аргона). В этом случае сварочная проволока подается в зону соединения по коаксиально расположенной в сопле трубке, которая со всех сторон омывается потоком аргона. Рабочая температура в сварочной зоне достигает 15000С, поэтому при использовании метода MIG/MAG для соединения тонкостенных алюминиевых конструкций следует помнить о возможности их тепловой деформации.

Основными режимами, используемыми на практике, являются:

  1. Использование короткой дуги. Режим отличается сравнительно низкими токами (не более 180-200А) и малыми диаметрами электродов (до 1,2 мм). Процесс заключается в последовательном чередовании короткого замыкания и последующего гашения дуги, когда происходит застывание металла в расплаве. Метод хорош для небольших толщин алюминиевых изделий. Перегрева металла не происходит, но качество готовой поверхности может быть несколько хуже из-за брызг металла.
  2. Использование струйной дуги. Ток обработки при этом повышают не менее, чем до 200-220 А, в результате капли со сварочного электрода капают непосредственно в расплав, глубоко проникая в толщу свариваемых изделий. Струйная дуга используется для сварки толстолистовых деталей и характеризуется более высокими температурами рабочей зоны. Используется сварочная проволока диаметром от 1,2-1,5 мм. Качество шва улучшается вследствие того, что застывших капель металла на поверхности нет.
  3. Использование пульсирующего разряда, когда сварочным аппаратом реализуется четкий частотный режим подвода/отвода электрода от соединяемых поверхностей. В отличие от короткой дуги, сброс тока происходит практически мгновенно, что позволяет использовать те же малые токи. Ввиду быстрого остывания поверхности брызги металла отсутствуют. Пульсирующей дугой можно сваривать только алюминиевые изделия небольшой толщины.
  4. Использование комбинированного режима с удлиненным импульсом, при котором ток генерируется по двум независимым схемам. В первой импульс несколько растягивается по фазам нагрева и охлаждения, а во второй — наоборот, учащается в 4 раза. Это дает возможность сочетать фазы нагрева и охлаждения сварочной ванны, повышая тем самым качество шва. Однако расход электрода при этом увеличивается.

В современных сварочных аппаратах все вышеперечисленные режимы могут программироваться заранее.

Таким образом, при выборе плавящихся электродов к технологии MIG/MAG необходимо предварительно изучить технические возможности оборудования для электродуговой сварки алюминия и установить требования, касающиеся качества конечного шва.

Какими электродами сваривают алюминий

Плавящиеся покрытые стержни:

  • ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2;
  • ОЗА-1 — ОЗА-2;
  • УАНА;
  • Capilla ALU 60/12 Si;
  • Aluminil Si 12;
  • EAL 4047;
  • ALUMIN-351N;
  • ZELLER 480;
  • ОЗР — ОЗР-2 использовать лучше для резки металла.

1) ОЗАНА-1, ОЗА-1, ESAB 96.10 применяются для наплавки и сварки чистых сплавов алюминия с предварительным нагревом металла. Процесс происходит на постоянном токе обратной полярности. Шов имеет коррозийную стойкость.

Читайте также:  Что такое сталь конструкционная углеродистая качественная

2) ОЗАНА-2, ОЗА-2, ESAB 96.50 сваривают сплавы кремнистые (силумин), АЛ4, АЛ9, АЛ11, пригодны для литья. Постоянный ток обратной полярности. Стержни нуждаются в прокалке, а металл в подогреве.

3) УАНА (солевое покрытие) для алюминиевых литейных сплавов АД00, АД0, АД1, АД, АМц.

Режимы эксплуатации УАНА

4) Capilla ALU 60/12 Si спецпокрытие для соединения алюминиево-кремниевых сплавов (Al-Si, Al-Mg-Si, Al-Si-Mg-Cu). Цена 2 350 рублей за упаковку 2 кг, диаметр стержней 2,5 мм.

Capilla ALU 60/12 Si

5) Электроды для алюминия Aluminil Si 12 со специальным белым покрытием для соединения деталей, где требуется совпадение цвета. Ремонтируют трубы, окна, мебель, детали автомобилей. Литые сплавы с содержанием Si-а до 12% — AlSi 12 (Cu), AlSi 10 Mg (Cu), AlSi 6 Cu 4. Металл толще 15 мм подогревают перед сваркой от 150 °C до 250 °C.

Характеристики Aluminil Si 12

6) EAL 4047 для соединения алюминиевых сплавов:

  • Al Si 12 (алюминий-кремний);
  • Al Si 12 (Cu);
  • Al Si 10 Mg (алюминий-магний-кремний);
  • Al Si 10 Mg (Cu);
  • Al Si 6 Cu 4.

7) ALUMIN-351N для восстановления турбин, штреков, крышек, поршней, труб толщиной более 2 мм. Свариваемые материалы:

  • Al Si 5 Mg (3.2341);
  • Al Si 10 Mg (3.2381);
  • Al Si 10 Mg (Cu) (3.2381);
  • Al Si 12 (3.2581);
  • Al Si 12 (Cu) (3.2583);
  • Al Si 11;
  • Al Si 9 M g;
  • Al Si 9 Cu 3;
  • Al Si 7 M g;
  • Al Si 6 Cu 4.

8) ZELLER 480 с улучшенным покрытием для электродуговой сварки и наплавки алюминия, силумина, дюралюминия. Применяется для устранения дефектов литья и ремонта блоков двигателей, картеров и т.п.

9) ОЗР-1 и ОЗР-2 для резки на повышенных режимах с наклоном стержня в противоположную сторону. Движения электрода возвратно-поступательные: сверху-вниз или вперед-обратно. Прокалка изделий 1 час, при температуре 170 градусов.

Электроды алюминиевые быстро поглощают влагу, хранить их лучше в сухих местах.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия (неплавящиеся):

  • WP с зеленным наконечником;
  • WZ-8 с белой маркировкой;
  • WL-15 (цвет золотистый);
  • WL-20 (маркировка синяя),

Для полуавтоматов применяют проволоку MAL 4047, ER 4043, ER 5183, ER 5356.

Цена на стержни описанные выше приличная и домашние «кулибины» делают самодельные электроды для сварки алюминия. В домашних условиях, сделать своими руками стержни — не сложно. Рецепт изготовления прост:

  • взять алюминиевую проволоку 3-4 мм, порезать на куски 300-350 мм, зачистить шкуркой;
  • измельчить мел, соединить с жидким стеклом (силикатный клей), перемешать до состояния пасты;
  • нанести смесь на приготовленные куски слоем 2 мм, просушить.

Проволока погружается в раствор обмазки вертикально, с оставленным чистым концом длиной 30 мм. Самодельные стержни подвешиваются для просушки.

Обмазка алюминиевых электродов

Покрытие электродов, предназначенных для работы с конструкциями из чистого алюминия или его сплавов, изготавливается из хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов. Такой состав покрытия позволяет ему вступать в реакцию с оксидом алюминия во время горения сварочной дуги. При этом образуются комплексные соединения, которые переходят в шлаки.

В зависимости от конкретной задачи подбираются расходники с разным составом покрытия. Некоторые виды позволяют осуществлять легирование металла шва, благодаря добавлению в состав обмазки дополнительных элементов. Хотя чаще всего легирование производится за счёт особого состава стержня.

Описание процесса

Возьмем для примера, материал толщиной 10 мм. Нарезаем кромки под углом 45 градусов. Газовой горелкой делаем просушку и подогрев кромок деталей, предварительно обезжирив их.

Газом греем изделие до 200 градусов

С помощью зажимных приспособлений устанавливаем пластины с зазором 1 мм и щеткой удаляем оксидную пленку.

Абразивный инструмент нельзя применять, частицы абразива попадут в вязкий слой алюминиевого сплава и вызовут дефекты сварного шва.

После зачистки выполняем сварку сухим электрод, диаметром 3 мм. После каждого прохода, удаляем шлак молотком. Соединение по шлаку не допускается.

При соблюдении технологических рекомендаций, получается прочное соединение.

Видео:


Источник

Поделиться с друзьями
Металл и камни