MIG/MAG сварка алюминия и алюминиевых сплавов

MIG/MAG сварка алюминия и алюминиевых сплавов

Для уменьшения вероятности образования трещин при сварке следует помнить:

Сварка разнородных сплавов, как это обычно и происходит, увеличивает их чувствительность к трещинам. При выборе присадочного материала обращайте внимание на хим. состав присадки и базового материала, избегайте повышенного содержания магния и меди в материале шва.

Плохая подача проволоки – главная причина пригорания проволоки к соплу горелки

В отличии от сплавов серии 5ххх, сплавы серии 4ххх имеют меньшую вязкость и меньший предел прочности на срез в наплавленных участках. Проволока из этих сплавов также имеет повышенное количество проблем с подачей, чем проволок 5ххх того же диаметра.

Присадка из сплава марки 5ххх дает максимально возможную для не термообрабатываемых сплавов прочность шва. Содержание магния в присадке в пределах от 0.5 до 3% дает шов, чувствительный к трещинам. Сплавы Al-Mg с содержанием магния менее 3% могут быть сварены присадкой серии 4ххх Al-Si, поскольку силициды магния повышают вязкость, но одновременно повышают чувствительность к трещинам.

Для оптимальной подачи проволоки настраивайте минимальное торможение на катушке подачи проволоки.

Для подачи мягкой проволоки используйте любой жесткий и твердый пластик вместо мягкого полиамида.

Убедитесь в том, что для направляющих на входе в горелку используется полиамид или фторопласт

Для минимизации растяжения при подаче мягкой алюминиевой проволоки используйте подающие ролики с U-образной канавкой и притупленная фаской гранями. Настройте минимальное натяжение проволоки.

Для ручной сварки алюминия проволокой диаметром 1.2мм используйте обыкновенную 3м горелку с пластиковым шлангом.

Если сварка ведется с помощью сварочного робота, оснащенного устройством контроля подачи проволоки то наличие подающей системы “тяни-толкай” не обязательно при условии оснащения робота системой подачи проволоки с контролем степени ее натяжения.

Используйте повышенные подачи защитного газа – 20-30 л\ч для аргона, 23-50 л\мин для смесей гелий-аргон. Если у вас установлен расходомер, тарированный для аргона, а вы используете смеси с аргоном и установили расход 19л\час – реальный расход будет примерно на 50% выше. Используйте специальный расходомер при работе с гелиевыми смесями.

При сварке алюминиевых сплавов избегайте избыточно жестких прижимов/зажимных приспособлений; используйте возможно меньшее их количество для предотвращения трещин.

Поскольку тепло распространяется в алюминиевой детали быстро – подходите внимательно к сварке деталей. Варите тонкие места и стыки/трещины в первую очередь.

Избыточное количество установленных на алюминиевые детали зажимов может привести к трещинам в продольном направлении шва.

Увеличение длины провариваемого участка снижает вероятность образования трещин в продольном направлении шва.

Чтобы уменьшить количество трещин в поперечном направлении шва снижайте количество тепла, приходящее в материал детали при сварке(ток) с одновременным повышением скорости наложения сварного валика при сварке(перемещение горелки).

Для уменьшения вероятности трещинообразования в корне шва необходимо применять т.н. Обратноступенчатый – наложение относительно коротких сварных валиков “задом наперед” так, чтобы каждый новый участок шел позади предыдущего и его заполнение производилось к моменту остывания предыдущего участка для снижения термических напряжений.

Для минимизации вероятности трещинообразования в центральной части шва убедитесь в отсутствии усиления шва(шов должен бать вогнутый) и проводите сварку на малом напряжении.

Для большего прогрева провариваемого участка (большего провара) повысьте скорость подачи проволоки, используйте самое низкою напряжение, снизьте скорость сварки.

Сварочная ванна и техника сварки:

При сварке алюминия трещина в корне шва в многих случаях является источником брака. Трещина образовывается тогда, когда тонкий слой проваренного металла (впадина) подвергается растягивающим напряжениям после охлаждения детали.

При сварке следует стремиться к тому, чтобы слой наплавленного материала был выпуклым и выступал над прилегающими поверхностями. Тогда возникнет компенсация растягивающих напряжений при охлаждении. Для этого следует подбирать режимы сварки, технику наложения сварных валиков и порядок проходов при сварке.

Импульсная сварка идеально подходит для сварки деталей толщиной от 1 до 2,5мм. При толщине свариваемых деталей более 4мм обычная МИГ сварка дает более однородный шов с малой пористостью.

Импульсная сварка идеальна для сварки потолочных швов и для сварки в вертикальном положении.

Избегайте изгиба шва – проводите сварку с накладками/усилителями.

Используйте проволоку большего диаметра для уменьшения количества проблем с подачей проволоки.

При использовании проволоки диаметром менее 1,2мм возможны проблемы с подачей.

При сварке с толщиной детали выше 6мм, там где нужен повышенный прогрев прилегающих к зоне сварки участков, используйте аргоно-гелиевую смесь. Лучшей считается смесь с 40% гелия и 60% аргона. Необходимо помнить, что значительное содержание аргона необходимо для очистки разделанных кромок от оксида алюминия.

Используйте сопла повышенного диаметра чтобы обеспечить бесперебойную подачу защитного газа в зону сварки.

Если с соплом возникают проблемы – замените его на ближайший больший типоразмер или разверните его на диаметр 0.1-0.15мм больше.

При сварке с помощью робота при начале сварки используйте подачу проволоки на повышенной скорости по сравнению с скоростью подачи на остальных участках.

Поскольку при сварке с помощью робота возможны непровары в начале и в конце шва необходимо или увеличить длину шва выше расчетной или подобрать режимы сварки.

Если алюминий анодирован то кремний, содержащийся в присадке типа 4ххх делает шов более темным по цвету. Использование присадки типа 5ххх дает меньшее затемнение шва.

При пульсационной сварке снижается прогар; низкий ток позволяет использовать проволоку большего диаметра, образуется меньше дыма и озона при сварке.

Данные по сварке алюминия:

Используйте аустенитную (300-й серии) нержавеющую сталь для подкладок или для элементов захватных приспособлений, находящихся близко к зоне сварки.

На сплавах 2ххх-7хххх следите за трещинообразованием в самом начале и под конец прохода. Пользуйтесь таблицами рекомендованных режимов.

Для основного металла с чувствительностью к горячему растрескиванию типа 2ххх используйте присадочную проволоку марок 4145, 4047. Эти присадки имеют низкую температуру плавления и, как привило, затвердевают позже отвердения основного металла и набора им прочности.

При сварке алюминия марки 5ххх используйте предподогрев до 65С для избежания трещинообразования.

При сварке алюминия с содержанием 3,5-5,5%Mg для избежания трещинообразования.

не перегревайте деталь выше 120С

При сварке алюминия с содержанием 3,5-5,5%Mg для избежания трещинообразования убедитесь в том, что при сварки температура не превышает 150С в момент наложения очередного валика.

Термообрабатываемые сплавы типа 6ххх после сварки теряют до 50% своей прочности. Последующая термообработка может это исправить в том случае, если присадочный материал пригоден для термообработки.

Присадочный материал тип 4643 предназначен для сварки сплавов типа 6ххх при последующей термообработке для повышения прочностных свойств материала.

Присадочный материал тип 5180 предназначен для сварки сплавов типа 7ххх при последующей термообработке для повышения прочностных свойств материала.

Для уменьшения трещинообразования в зоне термического влияния шва используйте присадку с такой же или меньшей температурой плавления, как и у основного материала.

Для уменьшения трещинообразования в зоне шва присадка должна содержать больше легирующих элементов чем основной материал.

Сплавы тип 4ххх 5ххх более склонны к трещинообразованию когда шов содержит от 0.5 до 2% Si-Mg.

При сварке тонкого алюминиевого листа присадка ER4047 является альтернативой присадке ER4043.

При сварке труб из 5ххх, 6хххх может использоваться присадка ER5656.

Сплавы 5183 и 5556 также могут использоваться вместо ER5656.

Не используйте присадки тип 5356-5183, 5556, 5654 там, где ожидается длительная работа шва при температуре выше 65С – может образоваться усталостная трещина в шве. Допускается использовать сплав тип 5554 поскольку он содержит менее 3% магния.

Будьте осторожны при попытках ремонта несвариваемых марок алюминиевых сплавов. Эти дорогостоящие детали из экзотических сплавов, применяющихся в авиастроении, дельтапланеризме, катерах, спортивном оборудовании дают межкристаллические микротрещины что приводит к трещинообразованию при последующем нагреве.

Данные по сварке алюминия:

Поскольку теплопроводность алюминиевых сплавов весьма велика то при сварке возможен непровар на первых 6мм шва. Вероятность непровара увеличивается при толщине свариваемых деталей более 3мм. Чем больше свариваемая деталь – тем выше теплоотвод. Как правило, вероятность непровара высока на первых 6мм шва.

Если длина накладываемых вами швов выше 3мм и свариваемые детали будут подвержены циклически загрузкам либо значительно нагружены то вышеизложенное может помочь уменьшить брак по непровару.

Некоторые виды сварочных аппаратов дают возможность горячего старта на повышенной силе тока для ускоренного прогрева зоны сварки.

При сварке с помощью робота можно поставить большую силу тока или особые режимы сварки на первые 6мм шва.

Если необходима рабочая длина шва, к примеру, 75мм то конструктору было бы неплохо задать на чертеже длину шва 90мм для компенсации дефектов при начале/окончании сварки.

Чтобы минимизировать термические напряжения и снизить количество дефектов в корне шва попробуйте следующее:

Покупая сварочный аппарат Миг сварки убедитесь в том, что он имеет возможность управляемого снижения тока в конце сварки. Те люди, у которых был ТИГ сварочный аппарат с ножным управлением силой тока знают о преимуществах такого контроля.

Если сварка ведется с помощью робота и если он не имеет функции снижения тока в конце сварки – то задайте отдельный режим для этого. Этот режим должен предусматривать или снижение скорости подачи проволоки и напряжения или ту же скорость подачи проволоки и напряжение меньшее на 2-6 вольт чем в основное время сварки.

Если после первого прохода наплавленный валик не выпуклый - применяйте т.н. обратноступенчатый и последние 6мм шва проваривайте на пониженных режимах.

Если вы используете робота для сварки – знаете ли Вы это:

Если вы применяете робота для сварки, имеете полное представление о процессе сварки алюминия и возможных проблемах при сварке – используете ли вы отдельные технологические параметры при наложении однопроходного сварного шва с целью предотвращения брака.

Если при наложении длинного шва выделяется избыточное тепло – используйте отдельные технологические параметры для этого участка и ведите сварку на пониженных режимах.

Если возникает брак в начале шва – используйте отдельный режим сварки с повышенной скоростью подачи присадочной проволоки.

Для получения оптимальных швов уделяйте вниманию соотношению “сила тока/подача проволоки”.

Для сварки более 6мм предпочтительна 062 проволока с обычным струйным переносом металла. При этом скорость перемещения горелки значительно выше, чем у импульсной сварки – более 1,25 м/мин. Также сварка со струйным переносом более предпочтительна в плане провара и стабильности дуги.

Для улучшения качества шва в его начальной точке нужно применять следующие техники:

При ручной МИГ сварке отрегулируйте уменьшенный вылет проволоки и варите слева направо, от себя в начале шва. При сварке роботом варите так же слева направо, от себя выставив малый вылет проволоки из горелки и работая на повышенных режимах.

Если ведется сварка участка менее 3мм то предпочтителен импульсный процесс или контактная сварка.

Если вы работаете на оборудовании с неизвестными параметрами подачи проволоки то необходимо выяснить скорость подачи проволоки, непрерывно подавая ее на протяжении 10 секунд. После этого провести пробную сварку и добиться корректировки скорости подачи проволоки с инкрементов в пределах 10%.

Используйте оптимальный ампераж для проволоки определенного диаметра.

При сварке импульсным током оптимум лежит в пределах 30-60А.

Если сварка проводится проволокой диаметром 1,2мм и от сварочного источника проводите сварку вертикальных швов с подачей проволоки 7м/мин(как правило рукоятка регулятора устанавливается “на 11 часов” , 140А, 23В.

При сварке током КЗ ставьте напряжение дуги в пределах от 14 до 17В. Прислушайтесь ко звуку дуги – если раздаются слабые шлепки то снижайте вольтаж до тех. Пор, пока слабый треск не появится. Если раздастся звук треска и шлепков – повышайте вольтаж до тех пор, пока не останется постоянный звук слабого треска.

Отрегулируйте длину дуги вольтажом так, чтобы ее дуга была наименьшей без затухания и разбрасывания брызг из сварочной ванны.

Типичные данные для сварки МИГ

0.8мм : подача проволоки 12,5-19м/мин, 95-150А, 22-24В.

Оптимум 110-130А, 12,5-17/м/мин, 22В

1мм : подача проволоки 10-17,8м/мин, 120-200А, 23-24В.

Оптимум 150А, 13м/мин, 23В

1.2мм : подача проволоки 7.25-15,3м/мин, 140-270А, 23-25В.

Оптимум 170-230А, 9,4-11,5м/мин, 24В

1,6мм : подача проволоки 5,5-10,4м/мин, 190-350А, 26-28В.

Оптимум 270А, 7,5м/мин, 26-28В

При начале шва используйте нижний интервал указанных диапазонов.

При проблемах с проволокой диаметром 1,2мм (разбрызгивание, приваривание проволоки) можно попробовать проволоку диаметром 1,4мм которая применяется в системах роботизированной сварки и также представлена на рынке.

Проблемы при сварке алюминиевого сплава 6061-Т6.

Происходит сварка сплава 6061-Т6 присадочной проволокой 4043. При испытании сварного шва на прочность не удается добиться хотя бы минимально регламентируемой стандартом прочности шва. В любом случае, прочность в зоне шва снизится примерно вдвое от табличного значения для термообработанного материала.

Данная проблема является общей для сплавов 6ххх и известна как перегрев при сварке. Для ее решения проводите сварку на теплоотводящей прокладке, используйте присадки типов 4ххх, 5ххх и проводите последующую термообработку шва.

Максимальная температура предподогрева 120С. Не проводите сварку, пока температура детали не превысит 93С. По возможности используйте медные подкладки для отвода избыточного тепла из зоны сварки.

При сварке МИГ варите на наименьшем токе и возможно с большей скоростью перемещения горелки.

Наплавляйте шов тонкими валиками а не поперечными волнами.

Не используйте гелий в газовой смеси за исключением особах случав.

При сварке деталей из сплава 6061, работающих при повышенных температурах, используйте проволоку 5554/4047/4043. При использовании проволоки 5356/5556/5183 возможна усталостная коррозия шва или трещинообразование.

Если происходит сварка деталей из сплава 6061, требующих однородного цвета после анодирования применяйте проволоку из сплава 5356. Проволоки серии 4ххх будут давать более серые оттенки.

При термообработке деталей из сплава 6061, подвергающихся последующей термообработке полезно знать что сплавы присадок марок 5183/5356/5556 являются не тремообрабатываемыми и их использование может привести к последующему необратимому браку. Присадка 4043 в этом отношении нейтральна. Присадка 4643 считается пригодной для последующей термообработки.

При растрескивании шва попробуйте заменить проволоку 4043 на 4047. Также поэкспериментируйте с режимами сварки.

При сварке 6063-Т6 Тиг сваркой применяйте присадки серии 5ххх и 4хххх. При МИГ сварке применяйте сварку с повышенным значением катета шва или шириной шва.

При сварке сплава Т6/6063-Т52 сваркой МИГ присадка 4043 имеет наименьшую склонность к трещинам. Сплав 5356/5556 имеет наибольшую прочность шва.

При сварке сплава 6061 МИГ и ТИГ сваркой(ТИГ в 4 раза медленнее) поводки при сварке были практически одинаковыми. Данный феномен занимателен и имеет практическое значение.

Импульсные сварочные полуавтоматы MiG/MAG

Вернуться к разделу о сварке...

 

Спец.предложения
Все Спец.предложения...
 

Каталог продукции

 
Новости
Все Новости...