Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование Плотность алюминия 2,7 г/см3, что ставит в его ряд самых легких металлов, но при этом он еще имеет и достаточно высокую теплопроводность. Нагреваясь, этот металл быстро окисляется, при этом он чрезвычайно хрупок и не прочен.

В промышленности используются чаще сплавы этого металла, они крепче. Почти все они, за исключением термоупрочненных, легко могут быть соединены между собой вовремя сварочных работ. Однако сварка алюминия, при кажущейся простоте, имеет некоторые особенности в исполнении.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Все способы сварки алюминия не могут производиться в грязном цеху, а только в том помещении, где нет большого количества пыли. Также при средней температуре воздуха 18 – 22 градусов по Цельсию и, где относительная влажность на уровне 70 %.

Метод проведения работ:

  • Оксидная пленка на поверхности алюминия, начнет плавиться только при температуре выше 2000 градусов.
  • Учитывая, что теплопроводность этого металла одна из самых высоких, сварка алюминия электродом должна вестись короткой дугой и при большой мощности. Перед началом работы электроды нужно просушить.
  • Использование сварочного оборудования для сварки алюминия должно учитывать, что при высокой теплопроводности, металл имеет низкую температуру плавления, а значит его легко можно прожечь насквозь.
  • При любом методе сварки алюминия, в конце работы на готовом шве образуется кратер. Его заварка требует особого умения.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудованиеПодбираете средства защиты для проведения сварочных работ. Узнайте, как выбрать сварочную маску хамелеон, сравнение моделей и типов конструкции.

Современные полипропиленовые трубы можно прокладывать и соединять даже самостоятельно. Здесь описано, как пользоваться сварочным аппаратом для сварки полипропилена.

Дабы избежать лишних проблем, сварка по алюминию должна быть тщательно подготовлена. Выбор скорости сварки должен быть в пользу более быстрой. Работу одним электродом нужно проводить беспрерывно.

  Как вести журнал сварочных работ

Наиболее приемлемой является технология сварки алюминия, где вначале используется химический способ обработки поверхностей. Так что без обезжиривания металла и электродов, процесс лучше и не начинать.

А чтобы действие такого пилинга было более эффективным, перед обработкой металла, его можно тщательно зачистить щеткой.

Способы и технологии сварки алюминия

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Алюминий или его сплавы при точечной сварке должны быть в пластах, толщина которых максимум 6 миллиметров, а минимум – 0,04. Допустимый зазор между плотно прилегающими элементами 0,3 миллиметра.

Шовный метод предполагает толщину герметично подогнанных частей не более 4 миллиметров.

При обоих способах нужна постоянная мощность дуги и высокая скорость подачи проволоки. При этом качественно повести работы можно не только при помощи аргонодуговой сварки, но и полуавтоматическим оборудованием, инвертором, а также лазером.

  • Сварка алюминиевых сплавов аргоном – это создание шва в аргоновой среде неплавящимися вольфрамовыми электродами. Здесь обязателен переменный ток и высокая частота зажигания дуги. Аргонодуговой аппарат можно купить за 40 000 рублей.
  • Полуавтоматическая сварка похожа на работу со сталью. Здесь также подача проволоки в защитной среде через горелку. Средняя цена полуавтомата 50 000 рублей.
  • Сварка алюминия инвертором ничуть не сложнее, чем любым другим оборудованием. Но обязательное условие – перед началом работ специальные электроды, (например, ОЗА, ОЗА-1, ОЗАНА, ОЗАНА-1, ОЗР, ОЗР-2) нужно прокалить в специальной печи. Такой инвертор можно купить за сумму близкую к 60 000 рублей.
  • Лазерная сварка алюминия отличается минимальной теплоотдачей, что позволяет, как минимум, снизить коробление деталей.

Если работы проводятся в защищенной среде, то аргон в чистом виде применим только для тонких слоев. Добавление гелия поможет успешно выполнить шов на более толстых деталях.

Теоретически, любой аппарат применим для алюминия. Гораздо важнее провести правильно подготовительный этап и безошибочно определиться с режимом сварки алюминия.

  • Неплавящийся электрод при ручной сварке может быть использован в исправлении имеющихся дефектов сварки, а также при вертикальных и потолочных работах.
  • Из-за того, что алюминий сможет расплавиться не более чем на 75 %, автоматическая сварка неплавящимся электродом с успехом применяется при двусторонней сварке.
  • Для наплавки большой ширины может быть использован плавящийся электрод.
  • Сварка алюминиевых конструкций, толщина которых около 20 миллиметров, должна проводиться на большой мощности плавящимися электродами большого диаметра.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудованиеНекоторые современные сварочные аппараты оснащаются системой автоматической подачи сварочной проволоки, это очень удобно. Читайте рекомендации, как правильно подобрать и использовать проволоку для сварки.

А если хотите пользоваться таким аппаратом дома, подбирайте модель с возможностью подключения к обычной розетке. В этой статье, размещены рекомендации по выбору домашнего сварочного аппарата.

Из профессиональных аппаратов можем посоветовать плазменные модификации. Читайте тут подробнее о преимуществах и недостатках использования плазменной сварки металла.

Использование присадок

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

  5 вопросов по аттестации сварщиков

Преимущества использования присадок:

  • Могут использоваться при оединении деталей, у которых будет дальнейшая термическая обработка.
  • Позволяют избежать растрескивания металла в процессе и увеличить прочность шва.
  • Дают возможность повысить прочность при разрыве и сдвиге.
  • Применяются при работе с металлическими элементами ходовой части автомобиля.
  • Имеют максимальную устойчивость к химической коррозии.

Сварка алюминиевых проводов

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Далее есть два способа пайки:

  • Покрыть место соединения канифолью, расплавляя ее горячим паяльником. Нужно будет канифоль добавлять еще несколько раз. Вместо нее можно применить то машинное масло, которое используется для смазки швейных машин.
  • Зажать скрученные жилы держателем сварочного аппарата, далее работать угольным электродом на автоматическом режиме.

После окончания любого вида работ место спайки изолируют лентой или полиэтиленовым колпаком.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудованиеИщите универсальный аппарат для работы с разными типами металлов? Обратите внимание на сварочный полуавтомат: доступный и функциональный метод сварки.

А если вам нужна компактная модель для дома, выбирайте инвертор. Узнайте из этой страницы, отличие сварочного аппарата от инвертора.

Классические трансформаторные аппараты достаточно тяжелы и громоздки. Читайте по ссылке, о современных переносных сварочных аппаратах разных типов и конструкций.

Холодная сварка алюминия

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Холодная сварка для алюминия – это очень пластичные замазки по структуре, созданные на основе эпоксидной смолы, что дает им возможность при высыхании образовывать плотную твердую поверхность. В продаже она доступна, как ремонтный стержень, заполненный особым составом.

  5 видов сварочных горелок и их назначение

Нужное количество субстанции отрезается, затем его нужно тщательно размять в течение нескольких минут, а потом этой эластичной массой заклеить дыру или трещину.

Многие умельцы предпочитают не мучатся с агроном, а использовать такой метод при сварке алюминиевых радиаторов.

Алюминий и его сплавы нашли широкое использование во всех промышленных отраслях. Но сварочные работы с ними осложняются тем, что при высокой температуре они чрезвычайно быстро окисляются и плавятся.

Главное в таком процессе – разрушение этой пленки при сохранении целостности металла. Для качественного проведения работ нужно учитывать толщину металлических частей, а также то, что этот металл при малой плотности имеет высокую удельную прочность.

  • Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование3 вида сварки металлов Сваркой принято называть получение жесткого неразъемного соединения между двумя металлическими поверхностями. Как правило, неразъемное соединение […]
  • 3 аппарата для сварки алюминия полуавтоматом Сварочные работы – острая необходимость на каждом без исключения предприятии, производстве. Также пригодится сварочный аппарат для удовлетворения […]

Источник: https://metallmaster.org/shkola-svarschika/svarka-alyuminiya.html

Технология лазерной сварки

Главная » Статьи » Профессионально о сварке » Технологии сварки

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Отработана технология лазерной сварки малых и средних (5—10 мм) толщин. Однако широкое применение лазерной сварки в ряде случаев сдерживается соображениями экономического характера.

Стоимость технологических лазеров пока еще достаточно высока, что требует тщательного анализа возможностей применения лазерной сварки.

Перспектива для лазерной сварки появляется тогда, когда применение традиционных способов сварки сопряжено с трудностями.

Лазерную сварку следует рекомендовать при необходимости получения прецизионной конструкции, форма и размеры которой практически не должны изменяться в результате сварки; возможности значительного упрощения технологии изготовления сварных конструкций за счет выполнения сварки в виде заключительного процесса без последующих операций правки либо механической обработки для достижения требуемой точности; необходимости существенного увеличения производительности, так как процесс лазерной сварки может осуществляться на скоростях 100—200 м/ч и более, что в несколько раз превышает скорость наиболее распространенного традиционного способа дуговой сварки; производстве крупногабаритных конструкций малой жесткости с труднодоступными швами. При этом в отличие от электронно-лучевой сварки не требуются вакуумные камеры; соединении трудносвариваемых материалов, в том числе разнородных.

Лазерное излучение рекомендуется к использованию для изготовления конструкций с учетом технологических особенностей лазерной сварки основных конструкционных материалов.

Сварка сталей

Качество и надежность сварных соединений, выполняемых лазерным лучом, в значительной степени определяются точностью сборки элементов под сварку. Необходимая точность сборки достигается подготовкой свариваемых кромок на металлорежущих станках (строганием, фрезерованием, точением).

Поверхность металла в зоне сварки следует очищать от окалины, ржавчины, других загрязнений, а также от влаги. Указанные загрязнения и влага создают условия для образования пористости, оксидных включений, а в некоторых случаях и холодных трещин в металле шва и зоне термического влияния за счет насыщения водородом.

Зачищать свариваемые поверхности следует щетками из нержавеющей стали на участке не менее 10—15 мм как выше, так и ниже свариваемых кромок. Зачищаются также торцевые поверхности, прилегающие к свариваемым участкам. После зачистки место сварки рекомендуется обезжирить.

Сборка под сварку должна обеспечивать возможность тщательной подгонки кромок по всей длине шва с минимальным зазором и перекосом кромок. При толщине свариваемого материала >1,0 мм зазор не должен превышать 5—7% толщины (не более 0,2—0,3 мм). Смещение одной кромки относительно другой по высоте не должно превышать 20—25 % от толщины свариваемых деталей (не более 0,5 мм).

При сборке под сварку не рекомендуются прихватки. В случае необходимости прихватки следует выполнять лучом лазера.

Предпочтительное соединение — стыковое. Нахлесточные и замковые соединения углеродистых сталей не рекомендуются из-за высокой чувствительности к концентраторам напряжений.

Защищать поверхности шва от окисления следует гелием или смесью гелия с аргоном в соотношении 2:1, а также аргона с углекислым газом при соотношении 3:1, подаваемыми через специальное сопло. Корень шва с обратной стороны рекомендуется защищать аргоном. В некоторых случаях при сварке низкоуглеродистых сталей допускается отсутствие защиты шва.

Характерные режимы непрерывной лазерной сварки некоторых сталей обеспечивают сочетание качественного формирования шва, высокой технологической прочности и высоких механических свойств сварного соединения (табл. 6.1).

Таблица 6.1. Характерные режимы непрерывной лазерной сварки сталей

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Как следует из табл. 6.1, оптимальные режимы сварки сталей обеспечиваются сравнительно высокими (80—120 м/ч) скоростями сварки. При этом мощность лазерного излучения может быть ориентировочно подобрана из условия 1 кВт на 1 мм толщины свариваемой детали.

Читайте также:  Сверла по металлу: виды, особенности, классы точности, выбор

Представленные в табл. 6.1 режимы даны для стыковых сварных соединений, но в первом приближении их можно использовать и для угловых, тавровых, прорезных и других видов соединений.

Сварка алюминиевых и магниевых сплавов

Сварка алюминиевых и магниевых сплавов характеризуется рядом особенностей, связанных с взаимодействием расплавленного металла с газами окружающей среды, испарением легирующих элементов, образованием оксидной пленки на поверхности панны, затрудняющей качественное проведение сварочного процесса. Основные трудности сварки алюминия и его сплавов в большинстве своем устраняются применением концентрированных источников энергии, к которым относятся лазерный и электронный луч.

Под лазерную сварку соединяемые поверхности подготавливают также тщательно, как и под дуговую, включая механическую обработку, травление с последующим осветлением, промывку в горячей воде и зачистку шабером непосредственно перед сваркой.

Лазерную сварку осуществляют в среде защитных газов. Обычно рекомендуется использовать гелий для защиты верхней части сварочной ванны, а для корневой части шва может быть использован аргон. Расход гелия должен быть не менее 7—8 л/мин, а аргона 5—6 л/мин.

Таблица 6.2. Оптимальные режимы сварки алюминиевых сплавов излучением СО2-лазера

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

При лазерной сварке алюминиевых, сплавов (табл. 6.2) наблюдается характерная особенность расплавления металла лишь при определенном уровне мощности и плотности мощности. Например, для сплава АМг6 пороговая мощность излучения СО2 составляет 2—2,2 кВт. При этом сразу достигается глубина проплавления 1,5—2,0 мм, а при меньших значениях мощности проплавление полностью отсутствует. Это обстоятельство связано с высоким коэффициентом отражения алюминиевой поверхностью и последующим резким снижением отражения после начала плавления.

Прочность сварных соединений толщиной 2,0 и 3,0 мм составляет не менее 0,9 от прочности основного металла при сварке без присадочной проволоки (табл. 6.3). Разрушаются соединения преимущественно по шву.

Таблица 6.3. Механические свойства основного металла (числитель) и сварных соединений (знаменатель) из сплава АМг6

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Примечание. Материал толщиной 4.0 мм нагартован.

Сварные швы магниевых сплавов, выполненные лучом лазера, хорошо формируются, не образуя провисания при сварке на весу. Это позволяет в отличие от дуговой сварки осуществлять лазерную сварку без применения подкладок, что существенно упрощает технологию изготовления, особенно крупногабаритных конструкций.

Механические свойства сварных соединений, выполненных лазерным излучением с оптимальными параметрами режимов (табл. 6.4) находятся на уровне соответствующих свойств основного металла.

Таблица 6.4. Режимы лазерной сварки магниевых сплавов непрерывным излучением СО2

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Сварка титановых сплавов

Основными трудностями сварки титановых сплавов являются высокая химическая активность металла при повышенных температурах и особенно в расплавленном состоянии, склонность к росту зерна при нагреве до 330—350 °С и выше, а также повышенная склонность к образованию холодных трещин при повышении содержания в шве и околошовной зоне примесей газов, в особенности водорода. Перечисленные трудности устраняются при сварке с минимальными значениями погонной энергии, обеспечиваемыми такими высококонцентрированными источниками энергии, как лазерный и электронный лучи.

Необходима тщательная подготовка кромок под сварку, включая механическую обработку или дробеструйную, пескоструйную с последующим химическим травлением, осветлением и промывкой.

Существенно влияет на свойства сварных соединений качество защиты поверхности, корня шва, остывающих участков шва и околошовной зоны до 400—500 °С.

Для защиты поверхности шва и плазмоподавления в зоне лазерного воздействия используется гелий высокой чистоты с ориентировочным расходом 10—12 л/мин.

Для защиты остывающей поверхности шва и корня можно применять аргон повышенной чистоты с ориентировочным расходом для корня шва 4—5 л/мин и для поверхности шва 15—18 л/мин.

Режимы лазерной сварки выбираются из условий обеспечения качественного формирования, необходимой геометрии шва, предотвращения образования холодных трещин и создания наиболее благоприятных структур в шве и околошовной зоне (табл. 6.5).

Таблица 6.5. Режимы лазерной сварки титановых сплавов

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Повышенные механические свойства сварных соединений, выполненных лазерной сваркой (табл. 6.6), связаны с высокой скоростью процесса и соответственно с высокими скоростями охлаждения металла шва и околошовной зоны, составляющими в полиморфной области 400—600 °С/с по сравнению с 20—25°С/с при дуговой сварке. Это приводит к повышению дисперсности металла шва в три-четыре раза, а также значительному измельчению зерна в околошовной зоне.

Таблица 6.6. Механические свойства сварных стыковых соединений из титанового сплава ПТЗВ, полученных разными способами

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

* Зона термического влияния.

Источник публикации: autowelding.ru — Волченко В.Н. «Сварка и свариваемые материалы, том 2»

См. также:

Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/tekhnologija_lazernoj_svarki/2-1-0-515

Лазерная сварка алюминия — технология, условия, способы, оборудование

Легкий, серебристый металл сегодня прочно закрепился в домашнем хозяйстве. Что только не производят из алюминия — от посуды до деталей автомобилей. Но часто нужно починить вещь, а ремонт возможен только одним методом — сварочным.

Специфика материала

Сварка алюминия затрудняется его химическими и физическими свойствами.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Преимущество в том, что оксид на поверхности надежно защищает изделие от коррозии, алюминий практически не поддается этому разрушающему процессу.

Но, в то же время, пленка окиси затрудняет соединение изделий путем сварочных работ. Окислы, образующиеся в сварочной ванне, имеют более высокую температуру плавления, чем сам металл, на выходе сварной шов неоднородный, а значит не прочный.

Также сильный нагрев, значительно превышающий температуру плавления (660°), приводит к следующим негативным последствиям.

  • Текучесть расплавленного металла способствует вытеканию его из зоны сварки и быстрому прожиганию детали насквозь. Заварить такие недостатки можно, но с еще большими дефектами.
  • Высокая температура может способствовать растрескиванию материала вокруг места сваривания.
  • В сплавах алюминия образовываются поры ухудшающие прочность соединения.
  • Значительная теплоемкость приводит к рассеиванию тепла по всей детали, а значит нужно более высокая мощность аппарата для качественной сварки.
  • Металл образовывает кристаллизационные трещины в теле сварного шва.

Так как варить алюминий правильно и возможно ли делать такие соединения в домашней мастерской?

Это интересно: Кровельная газовая горелка — изготовление своими руками

Действие лазера

Суть сварки лазером заключается в том, что излучение, проходя через фокусирующую систему, концентрируется в определенной точке. Все, что попадает в эту точку, подвергается сильнейшему термическому воздействию.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Похожие процессы происходят при разжигании огня с помощью лупы. Так как лазерное излучение монохромное и когерентное (с постоянной разностью фаз в пространстве или времени), то используя обычную оптическую линзу можно получить высокую концентрацию энергии на очень маленькой площади.

В месте концентрации луча металл быстро расплавляется. Для формирования сварного шва достаточно убрать лазер или расфокусировать его. Благодаря маленькой области термического воздействия в свариваемом материале практически отсутствуют деформации. Шов получается тонким и не требует дальнейшей обработки.

Область применения лазерной сварки

Как уже говорилось, лазерной сваркой можно соединять детали с любыми габаритами, но наиболее хорошо отработана сварка деталей малой и средней толщины (5-10мм).

На практике широкому внедрению этого способа сварки препятствуют соображения экономической целесообразности вследствие высокой цены технологических лазеров и другого оборудования.

Экономически целесообразно применение этого вида сварки лишь в тех случаях, когда применение других видов невозможно, или сопряжено с какими-либо трудностями.

Лазерную сварку целесообразно применять в тех случаях, когда форма и размеры свариваемой конструкции не должны существенно изменяться в процессе сварки, из чего следует, что применение этого процесса способно обеспечить минимальные деформации и напряжения при сварке.

Также данный вид сварки значительно упрощает технологию изготовления изделия, т.к. сварка выполняется как заключительная операция, обеспечивая необходимую точность, и последующие операции правки или механической обработки отсутствуют.

А учитывая, что лазерная сварка является высокопроизводительным процессом, выполняемым на скоростях 100-200 м/ч, что превышает скорость обычной дуговой сварки в несколько раз, это делает её применение целесообразным при изготовлении крупногабаритных конструкций, не обладающих большой жёсткостью и со сварными швами, расположенными в труднодоступных местах.

Также этот вид сварки хорошо подходит для соединения трудносвариваемых материалов, в том числе и разнородных, при этом, в отличии от электронно-лучевого вида сварки, не требуется наличия вакуумных камер.

Нюансы и тонкости сварки

  • К уникальным свойствам алюминия, которые объясняют его широкую популярность, можно отнести достаточно низкую температуру плавления, за счет чего возможна даже его пайка, а также высокую теплопроводность, которая увеличивается в расплавленном состоянии.
  • Он активно используется практически во всех производственных сферах.
  • При выполнении сварки алюминия своими руками, основной проблемой выступает его повышенная способность окисляться.

Это явление характерно и в том случае, когда проводится точечная сварка алюминия или выполняется его пайка.

  1. В этом случае на поверхности металла начинает скапливаться тонкая пленка.
  2. Нейтральное состояние алюминия исключает возможность использования флюсов, как при дуговой сварке постоянным или переменным током, так и тогда, когда проводится ультразвуковая сварка, и также при использовании осциллятора.
  3. За счет высокой прочности этого металла, образование окиси на его поверхности создает определенные трудности.
  4. Довольно часто в качестве материала для электродов, используемых для выполнения дуговой сварки алюминия, выступает вольфрам.
  5. На фото ниже можно увидеть аппарат для выполнения дуговой сварки алюминия.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Легче всего варить алюминий теми электродами, в состав которых входит вольфрам. Кроме этого, для его сварки используется специальная присадочная проволока.

Присадочная проволока в своем составе содержит некоторые элементы, которые снижают окисляемость.

Какой материал выбрать в качестве электрода, каждый решает сам, при этом важно учитывать особенности этого металла.

Своими руками сварить поверхность тонколистового или листового алюминия можно с помощью газовой горелки.

  • В некоторых отдельных случаях выполнить соединение небольших деталей помогает пайка.
  • Непременно перед началом работ производится подготовка поверхности алюминия, которая очищается от грязи, а также обезжиривается.
  • Это следует делать, даже если предполагается использование сварочного аппарата, осциллятора или будет применена ультразвуковая сварка.

При этом схема работ в каждом случае будет своя, отвечающая требованиям ГОСТ. Для того чтобы швы свариваемых деталей имели высокую плотность, используется присадка — присадочная проволока.

Рекомендуется перед началом осуществления работы своими руками проконсультироваться со специалистами и выяснить все тонкости и нюансы по сварке алюминия.

На фото ниже можно увидеть, как выполняется ультразвуковая сварка алюминиевых деталей.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Способы сварки

Достаточно эффективно в домашних условиях для соединения алюминиевых сплавов использовать аргонно-дуговую сварку, которая предполагает использование электродов, основным материалом которых является вольфрам.

Вольфрам дает возможность исключить применение различных флюсов. Следует отметить и то, что вольфрам при варке алюминиевых сплавов дает некоторые технические преимущества.

При этом электрод, в основу которого входит вольфрам, может быть даже стальным, конечный результат все равно будет положительным.

Вольфрам подходит для сварки тонколистового и листового сплавов, различных деталей, при этом схема сварки достаточно простая.

  1. Вольфрам дает возможность обеспечить защиту сварной ванны за счет своих некоторых свойств, тем самым получив на выходе качественный и плотный шов.
  2. В этом случае предполагается использование сварочного аппарата для аргонно-дуговой сварки, работающего под постоянным током.
  3. Достаточно хорошо материалы из алюминиевых сплавов свариваются точечным способом.
  4. В этом случае к недостаткам можно отнести высокую теплопроводность сплавов, а также быстрое плавление металла.
  5. Такая работа требует от исполнителя работ высокой скорости для того, чтобы используемый электрод мог перемещаться одновременно с материалом.
Читайте также:  Изделия на токарном станке по дереву: видео, фото, чертежи

В некоторых случаях сплавы металла свариваются при помощи контактной сварки. В этом случае используется специальная проволока, отвечающая ГОСТ.

Видео:

  • При сварке сплавов из данного металла многие специалисты настоятельно рекомендуют использовать специальное оборудование — осциллятор.
  • Осциллятор представляет собой оборудование, которое состоит из трансформатора, специального разрядного устройства, а также контура колебания.
  • Любой осциллятор формирует подвод на сварочную цепь тока не только с высоким напряжением, но и с высокой частотой.
  • Между собой эти устройства условно подразделяются на те, которые имеют непрерывное действие и те, которые имеют импульсное питание.
  • Осциллятор формирует достаточно устойчивую сварочную дугу с заданными параметрами, которые отлично подходят для сварки сплавов металлов.

Следует отметить то, что осциллятор можно также использовать в инертной газовой среде.

  1. Также для сваривания сплавов цветных металлов подходит ультразвуковая сварка, которая подразумевает использование в процессе давления.
  2. При помощи такого типа сварки сплавов удается добиться пластической деформации шва и получить в результате устойчивое и прочное соединение.
  3. В большинстве случаев ультразвуковая сварка используется на специализированных промышленных предприятиях, где соединяют между собой самые различные материалы из цветных металлов.
  4. Вне зависимости от вида и типа сварки деталей из данного цветного металла, разработан определенный ГОСТ, который и регулирует порядок и правила выполнения работ.

Иногда, преимущественно на крупных производствах используется плазменная сварка. Плазменная сварка имеет свои преимущества — быстро, четко и точно по чертежу.

Но применяется плазменная сварка чаще для алюминиевых сплавов. В частности применяется автоматическая плазменная сварка, когда подается присадочная проволока.

  • Такая «традиционная» плазменная сварка подходит для однопроходной сварки стыковых швов, где используется присадка.
  • Например, такая плазменная пайка применяется при изготовлении газовых баллонов из сплава АМг5 , что позволило повысить эффективность производства за счет снижения брака.
  • Плазменная сварка обеспечила 100% качество сварных швов при однопроходной сварке без разделки кромок.

Особенности сварки алюминия

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Особенности сварки алюминия, относятся к созданию определенных условий для работы с этим металлом.

Источник: https://intehstroy-spb.ru/spravochnik/tehnologiya-lazernoy-svarki.html

Что такое лазерная сварка? Преимущества и недостатки

Лазерная импульсная сварка — нечасто встречающийся, но все же заслуживающий внимания метод соединения металлов и стекла. С помощью такого метода возможна быстрая, качественная и эстетичная лазерная сварка нержавейки, лазерная сварка алюминия и даже сварка серебра.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Весь процесс проходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме, поэтому шов всегда получается прочным и долговечным, ведь вероятность человеческого фактора невелика. В этой статье мы кратко расскажем, что из себя представляет лазерная сварка, какие преимущества и недостатки есть у этой технологии.

Общая информация

Лазерная сварка металлов осуществляется с помощью специального оборудования.

Как мы писали выше, оно может быть полуавтоматическим (работать под контролем мастера) и автоматическим, вплоть до роботизированных моделей, осуществляющих работу без присутствия человека.

Суть сварки с помощью такого оборудования проста: металл нагревается и плавится за счет лазерного луча, поэтому такой метод часто называют просто «сварка лазерным лучом».

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

У лазерного луча есть ряд очень важных характеристик, которые как раз и позволяют сваривать детали. Например, пучок луча концентрируется строго в одной точке и не рассеивается. Благодаря такой особенности на одном небольшом участке концентрируется большой поток энергии, за счет которой и плавится металл. Этой энергии достаточно для быстрой и качественной сварки даже толстых металлов.

Одна из самых универсальных лазерных установок — это «Квант 15». Такое оборудование часто используется для сварки однородных и разнородных металлов толщиной до 3 миллиметров. Так, например, такой лазерный сварочник широко применяется в стоматологии при создании протезов. Также с его помощью возможна лазерная сварка нержавейки.

Все лазерные установки делятся на два типа: твердотельные и газовые. Также существует лазерно-дуговая сварка.

Это гибрид из лазерной и дуговой сварки, который обладает всеми преимуществами и того, и другого метода соединения металлов.

Лазерно-дуговая сварка очень технологична и редко применяется в домашних мастерских или на небольших заводах, так что остановимся подробнее на первых двух типах лазерной сварки.

Применение твердотельного лазера

Твердотельный лазер используется в связке со специальными электродами. Электроды могут быть рубиновыми, стеклянными, с примесями неодимов.

Схема стандартного твердотельного лазера изображен на картинке ниже. Мощность таких лазерных установок крайне мала и не превышает 6 кВт.

Поэтому твердотельные лазеры используют для сварки деталей малых толщин. Например, детали, которые необходимы в микроэлектронике.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Таким лазером можно сварить детали из золота, нихрома или тантала. Можно расплавить проволоку диаметром менее 1 миллиметра. Также можно точечно сварить фольгированные детали.

Применение лазера с газом

Газовые лазеры более мощные по сравнению с твердотельными, поэтому сфера их применения гораздо шире. Здесь вместо электродов используется защитный инертный газ, зачастую аргон. Схему газового лазера вы можете видеть на картинке ниже.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Единственный недостаток газовых лазеров — это их немалый размер и вес. Но он вполне оправдан, ведь за громоздким тяжелым корпусом скрывается большая мощность, достигающая 20 кВт. А это значит, что с помощью такого оборудования можно соединить даже самые толстые детали, не сбавляя скорости (средняя скорость сварки газовым лазером — 60 метров в час).

Но самые впечатляющие, конечно, газодинамические лазеры. Для их работы требуется нагреть газ до очень высоких температур. Сам лазер выдает до 100 кВт и сваривает металл со скоростью 200 метров в час. Конечно, такие установки используются только на очень крупных производствах.

С помощью газовой установки любой мощности становится возможна лазерная сварка алюминиевых сплавов, лазерная сварка кузова автомобиля, лазерная сварка нержавеющей стали и даже лазерная сварка стекла. Так что сфера применения действительно обширна.

Также есть один нюанс, который нужно учесть. Не важно, что вам предстоит: лазерная сварка алюминиевых сплавов, нержавейки или стекла, в любом случае сварочная зона нуждается в защите от кислорода.

Здесь все так же, как и при обычной ручной дуговой сварке. Сварочная зона может сильно пострадать от кислорода, шов получится некачественным.

Мы уже писали выше, что при газовой сварке лазером используется аргон, но порой этого недостаточно.

Если установка слишком мощная, луч лазера может быстро рассеиваться из-за стремительного испарения металла. Чтобы этого избежать помимо аргона нужно подавать газ, подавляющий плазму.

Для этих целей зачастую используют гелий, поскольку он не препятствует аргону и при этом не дает лучу рассеиваться.

Опытные мастера используют в работе равную смесь аргона и гелия, обеспечивая сразу две функции: защитную и плазмоподавляющую.

Преимущества и недостатки

Преимущества лазерной сварки можно описать одним словом — точность. Лазерные установки никогда не ошибаются, с их помощью можно направить луч в конкретную точку и вероятность ошибки будет минимальна. Даже при работе с очень мелкими деталями. При этом качество соединения всегда очень хорошее.

Мощные лазеры, использующие в работе газ, довольно глубоко проваривают деталь, оставляя узкий шов. За счет этого преимущества детали не деформируются даже при воздействии очень высоких температур, поскольку зона повышенного термического напряжения сфокусирована в одной точке.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Следующий плюс просто невозможен для большинства типов сварки. Луч лазера можно направить с довольно большого расстояния, что крайне удобно в труднодоступных местах.

К примеру, существует лазерный аппарат, способный ремонтировать подводные трубопроводы. Это становится возможным за счет использования зеркал. Луч прямой, но его всегда можно отразить в любую необходимую сторону.

Все это позволяет выполнять лазерную сварку в самых неожиданных местах.

Верх мастерства — сварка двух и более деталей одновременно, используя для этого всего одну установку. Для этого используется призма, которая расщепляет луч и направляет его сразу в несколько сторон. С помощью такого метода можно снизить себестоимость сварки и увеличить производительность.

Единственный недостаток — большая цена лазерных установок и их технологическая сложность. Не каждый сварщик оценит преимущества лазерной сварки и пожелает получить соответствующую квалификацию.

Вместо заключения

Электросварка лазером — это по-настоящему современная технология, которой стоит обучиться, если вы желаете улучшить свои профессиональные навыки.

С помощью лазерного сварочника вы без труда соедините металлы больших и малых толщин, вам станет доступна быстрая и качественная лазерная сварка алюминиевых сплавов и нержавеющей стали.

Желаем удачи в работе! 

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/vidy-i-sposoby-svarki/chto-takoe-lazernaya-svarka-preimushhestva-i-nedostatki.html

Лазерная сварка алюминия

Алюминий относится к тем металлам, которые сложно поддаются процессам сваривания, так как он обладает рядом свойств, которые препятствуют нормальной температурной обработке, как у других металлов.

Лазерная сварка является уникальным по своей технологии способом соединения металла, которая подходит для данного дела лучше просто идеально. Ведь здесь соблюдаются все основные принципы сваривания, но при этом появляется возможность работы практически с любыми типами металлов.

Подобная технология чаще всего встречается на производстве, так как установки для сварки являются довольно дорогими и не находят применение в частном использовании.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Лазерная сварка алюминия

Основной особенностью, которой обладает технология лазерной сварки, является использование лазера. Это позволяет достичь высокой точности соединения, уменьшить толщину шва, а также создать такие условия, в которых многие негативные свойства металла сойдут на нет.

Качество шва, которое получается данным способом, намного выше по уровню, чем может предоставить ручная дуговая сварка. Здесь также не нужно использовать большое количество дополнительных расходных материалов.

Лазерная установка выступает основным источником энергии и может в считанные секунды проплавить поверхность алюминия. Главное только выставить правильные настройки, чтобы получить надежное соединение.

Стоит отметить, что лазерная сварка алюминия может происходить не только с другим алюминием, но и с разнородными деталями.

Область применения

Данный тип сварки применяется преимущественно в промышленности. Установки являются сложными и дорогими.

В мастерских, где производится сварка металлоконструкций на заказ, а также при изготовлении определенных деталей, зачастую тонких листов, используется именно эта методика.

С учетом того, что она позволяет работать со многими разновидностями металла, то встречается чаще, чем только в тех местах, которые работают только с алюминием.

  Полуавтоматическая сварка

Преимущества

Технология лазерной сварки алюминия обладает рядом преимуществ, которые делают данный способ одним из наиболее приемлемых для этой сферы. Среди них стоит отметить:

  • Высокое качество шва при соединении трудно свариваемого металла;
  • Для соединения не нужно проводить длительные предварительные процедуры, а также нужна тщательная механическая обработка;
  • Лазерная установка обладает высокой точностью проведения процесса;
  • Есть возможность создавать швы сложной формы, которые будут практически не заметны из-за свой толщины;
  • Установка работает в экологически безопасном режиме, так что не загрязняет окружающую атмосферу и не выпускает удушливые для людей газы;
  • Технология обладает высоким уровнем производительности;
  • Процесс происходит достаточно быстро и нередко является автоматизированным;
  • Близлежащий к шву металл практически не подвергается тепловому воздействию, что помогает ему полностью сохранять изначальные свойства.
Читайте также:  Выпиливание лобзиком из фанеры: особенности, материал, инструменты

Недостатки

Помимо преимуществ, у технологии есть и ряд серьезных недостатков, которые усложняют ее распространение среди других сфер применения:

  • Повышенная стоимость на технику для проведения процедур;
  • Немалая себестоимость процесса;
  • Плохо работает с большой толщиной металла;
  • Подходит только для узкого перечня изделий из алюминия;
  • Очень низкий коэффициент полезного действия, что приводит к высоким и нерациональным энергозатратам, эффективными из которых являются только 2%.

Принцип работы

Принцип работы лазерной сварки основан на тепловом воздействии лазера. Появилась эта технология, примерно, в 60-х годах, как только был изобретен лазер, который может работать непрерывно. В производстве сразу оценили его преимущество воздействовать узконаправленным лучом энергии на определенный участок. Силы мощных установок вполне хватало, чтобы расплавить металл.

Лазер зарождается в головке устройства, которая формирует тонкий пучок энергии.

«Важно!

Чем более тонко сделан пучок, при одной и той же силе энергии, тем большую он имеет температуру.»

Регулировка толщины пучка позволяет регулировать силу лазера, что в свою очередь обеспечивает установку различных режимов для сварки. Когда лазер включается и направлен на место создания шва, то при соприкосновении с поверхностью часть световой энергии отражается от металла.

Остальная часть при соприкосновении с алюминием проникает внутрь него. Давление, которое создается лучом на конкретное место, приводит к тому, что преобразуется в тепловую энергию. Это приводит к разогреванию и расплавлению металла.

В итоге, в намеченном месте плавятся кромки и металл расплавляется, образуя на месте соединения однородную массу.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Лазерная сварка алюминиевых сплавов

Технология

Технология лазерной сварки алюминия и алюминиевых сплавов не требует создания условия вакуума в отдельной камере. Это быстрый процесс, который требует только тщательной подготовки. Поверхность металла следует очистить от загрязнений, пленок жира и прочих лишних вещей.

Это касается преимущественно места соединения. Сварка может проходить практически в любом пространственном положении. Соединение должно быть стыковым, так как внахлест сварку провести не получится.

Зачастую не требуется и наличие припоя, так как впритык соединенные кромки сплавляются в месте соединения, сами образуя наплавочный материал.

  Электрошлаковая сварка

Техника безопасности

Установка должна быть исправно и ее нужно проверять перед использованием. Не стоит ее направлять на людей и легко возгораемые предметы. На пути лазера не должно быть ни каких посторонних предметов, что могло бы привести к травме или пожару.

Заключение

Лазерная сварка алюминия является одним из тех способов, которые помогают работать с этим металлом без особого риска возникновения брака. Практически все другие, более простые, виды сварки, не всегда справляются с этой задачей. С ее помощью легче всего работать с листовым металлом небольшой толщины.

Источник: https://svarkaipayka.ru/tehnologia/termicheskaya/lazernaya-svarka-alyuminiya.html

сварка алюминия и его сплавов в домашних условиях инвертором — технология

Алюминий обладает большим списком достоинств, не зря его массово используют в самолетостроении. Но есть у него один недостаток – он трудно сваривается. Поэтому сварка алюминия и его сплавов – это удел высококвалифицированных сварщиков.

Лазерная сварка алюминия: технология, условия, способы, оборудование

Низкая свариваемость алюминия – в чем дело?

Низкий показатель свариваемости алюминиевых сплавов обуславливается целым рядом их качеств.

  • Окисная пленка, которая покрывает алюминий и его сплавы. Температура ее плавления – 2044С, а температура плавления самого металла – 660С.
  • Высокая текучесть расплавленного металла затрудняет контролировать сварочную ванну, для чего приходится устанавливать специальные подкладки теплоотводящего типа.
  • При нагревании из алюминия начинает выходить водород, который после застывания металла оставляет в его теле поры и трещины.
  • Большой показатель усадки. А это приводит к деформации сварочного шва в процессе его остывания.
  • Теплопроводность алюминиевых сплавов выше, чем у стали, поэтому для их сварки применяется ток, который по силе выше, чем ток для сварки стальных конструкций. Разница где-то в два раза.
  • Если говорить о сварке алюминия своими руками в домашней мастерской, то вероятнее всего чистый алюминий вам не попадется. Скорее всего, это будет сплав неизвестной марки (дюраль и другие), к которому при сваривании придется настроить сварочный режим и подобрать дополнительные материалы.

Способы сварки алюминия

Существует много способов сварки алюминиевых сплавов, где используются различные виды аппаратов и сварочных материалов. Основных же три:

  1. При помощи вольфрамового электрода с инертными газами.
  2. При помощи полуавтоматов в среде инертных газов.
  3. С помощью плавящихся электродов без газов.

Последний вариант можно назвать, как технология сварки алюминия без аргона.

Внимание! В процессе сварки алюминия или его сплавов важно разрушить оксидный слой, который расположен на поверхности металла. Поэтому в данном процессе используют или переменный, или постоянный ток обратной полярности.

Как правильно варить алюминий

Все начинается с подготовки деталей, а точнее, соединяемых кромок. Основная цель – очистить их от загрязнений. Поэтому кромки алюминиевых заготовок сначала очищаются химическими составами, после высыхания производится обезжиривание, для этого можно использовать любой растворитель: ацетон, уайт-спирит, авиационный бензин и прочие жидкости.

Если планируется сваривать толстые алюминиевые заготовки (больше 4 мм), то их кромки необходимо разделать. Вариантов разделки несколько, к примеру, создания конусных кромок.

И последняя операция в процессе подготовки – это очищение кромок от оксидной пленки. Для этого можно использовать напильник или крупнозернистую наждачную бумагу.

Как видите, подготовка алюминия к сварке – процесс совсем простой.

Сварка алюминия электродом (покрытым) имеет свой код обозначения по режиму сварки – MMA. Ее используют для соединения металлов толщиною не менее 4 мм, и когда производится сборка неответственных конструкций.

Данная технология является низкокачественной, потому что в процессе сварки алюминия и его сплавов внутри шва остаются поры, что снижает его прочность.

Во время самого процесса происходит разбрызгивание металла, плохо отделяются шарики застывшего шлака, которые увеличивают коррозию.

Особенности сварки алюминия покрытыми электродами:

  • Варить можно только постоянным током с обратной полярностью.
  • Сила тока рассчитывается из соотношения: на 1 мм толщины заготовок используется ток силой 25-30 ампер.
  • Для образования качественного шва необходимо кромки двух свариваемых деталей нагревать до 300С, если толщина заготовок имеет среднюю величину. И до 400С при толстых заготовках.
  • Подогрев и медленное остывание – обязательное правило, которое необходимо соблюдать, чтобы получить шов высокого качества.
  • Сварку алюминия нужно выполнять непрерывно в плане использования одного электрода. Все дело в том, что при обрыве электрической дуги на ванне и на электроде образуется шлаковая пленка, которая перекрывает прохождение электрического тока, то есть, это препятствие повторному розжигу дуги.
  • После окончания процесса шов нужно очистить от шлака, который станет причиной образования зон коррозии.
  • Чистить можно горячей водой с последующей обработкой металлической щеткой.

Как сварить алюминий вольфрамовыми электродами в инертном газе

Это самый распространенный вариант, и его используют тогда, когда к прочности алюминиевых конструкций предъявляется жесткое требование. Для этого используется присадочная проволока диаметром 1,6-4 мм и сам вольфрамовый электрод диаметром 1,6-5 мм. А также защитный газ: аргон или гелий.

Электропитание сварочного процесса производится от источника переменного тока. Все параметры технологической операции зависят именно от выбранного оборудования. То есть, сначала определяются режимы сварки, после чего подбираются диаметры электрода и проволоки, скорость подачи аргона, сила тока и так далее.

Есть и свои особенности сварки алюминия по этой технологии:

  • Длина дуги не должна быть больше 2,5 мм.
  • Угол между плоскостью сварки и вольфрамовым электродом должна быть в пределах 80°.
  • Между проволокой и электродом угол должен быть прямым.
  • Сначала по шву движется присадочная проволока, а вслед за ней горелка с электродом.
  • Никаких поперечных движений, только продольные, что обеспечит ровность сварного шва.
  • Проволока подается в зону сварки возвратно-поступательными движениями. Это позволит равномерно заполнить ванну.
  • Алюминиевые заготовки нужно обязательно укладывать поверх листа железа, который в этом случае будет отводить тепло от зоны сварки.
  • Аргоновый газовый поток начинает подаваться до начала сварочного процесса за 4-5 секунд, а при окончании сварки выключается после через 6-7 секунд.

Как варить алюминий полуавтоматами

Это идеальный вариант, где используется аппарат для сварки алюминия. Он импульсного действия. То есть, в зону сварки подается импульс высокого напряжения, который быстро разбивает оксидный слой.

После чего напряжение падает до базового уровня. Но на сегодняшний день эти аппараты очень дороги.

Поэтому сварщики стали приспосабливать под данную технологию полуавтоматы, в которых даже отсутствует режим сваривания алюминия и его сплавов.

По сути, технология сварки алюминия точно такая же, как и стали. Только вместо стальной проволоки используется алюминиевая. Есть и другие особенности.

  • Алюминиевая проволока плавится в несколько раз быстрее стальной, поэтому необходимо увеличить скорость ее подачи в зону сваривания.
  • При нагревании алюминиевая проволока расширяется больше, чем стальная, поэтому рекомендуется приобретать специальный наконечник, обозначаемый буквами «Al».
  • Так как алюминиевая проволока мягче стальной, то в процессе подачи ее в зону сваривания могут образовываться петли и скрутки, поэтому рекомендуется использовать для ее подачи механизм с четырьмя роликами.

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором

Сварка дюралюминия (алюминиевый сплав) или самого алюминия может проводиться инвертором. Для процесса необходимо правильно подобрать электрод и ток. Что касается электродов, то лучше использовать марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Установка (настройка) тока должна учитывать высокие плавящиеся свойства металла. Для чего нет необходимости выставлять ток большой величины.

Внимание! Перед началом сварочного процесса рекомендуется электроды прокалить, для чего используется специальная печь. Она так и называется – печь для прокалки электродов.

Сам процесс сварки ничем не отличается от сваривания стальных конструкций. И если перед вами стоит вопрос, можно ли варить алюминий в домашних условиях, то смело отвечайте, что можно.

Сваривание алюминия при помощи флюсов

Флюсы для сварки алюминия используются давно. Они представлены широким модельным рядом, где есть материалы для разных алюминиевых сплавов. Основное их назначение – разрушение оксидной пленки. При нагреве нанесенный флюс растворяется и разрушает окисел, и тут же производится соединение двух элементов.

Производители предлагают флюсы, которые используются только в газовой сварке алюминия, или только в дуговой. В последнем случае используются графитовые электроды или угольные.

Заключение по теме

Как видите, заварить алюминиевые заготовки можно разными способами, в которых используется разное оборудование для сварки.

Но во всех случаях нужно свариваемый металл тщательно подготовить, и обязательно проводится настройка аппарата для сварки. Посмотрите видеоурок – как сваривать алюминий.

Кстати, видео уроки дают возможность воочию увидеть, что собой представляет сваренный металл в конечном виде.

  • Поделись с друзьями
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/svarka-alyuminiya.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector