Электроды Э42 и Э42А: описание, техническая характеристика

Электроды типа Э42 — что это такое и как использовать?

Электроды Э42 разработаны и оптимизированы для сварки малолегированных углеродистых сплавов. Они рекомендованы для конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и устойчивости к динамическим нагрузка, а также работающим в условиях низких температур. Электроды применяют также для сборки корпусов сосудов давления, толстолистовых заготовок, ремонтных работах при обнаружении дефектов литья.

Расшифровка аббревиатуры и марки

Для электросварки необходимо иметь:

• Электрод.
• Соединяемые элементы металлоконструкций.
• Источник питания для сварочного трансформатора.

Электродом в процессе сварки называется металлический стержень, подводящий ток к свариваемым стальным элементам. Для расплавления металла при ручной дуговой сварке используется более сотни типов стержней. Один из них — стержень типа Э42.

В маркировке этого типа приведена прочностная характеристика, что является главным фактором.

Э — электрод для сварки электрической дугой.

42 — прочность 420 МПа.

Металлические стержни диаметром 4−6 мм применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Наиболее известные марки электродов — ОЗС-42, ОЗС-12И/42, ОМА-2, Огонек и ОЗС-23.

Существует улучшенный тип этих электродов — Э42А марки УОНИ-13/45. Они используются для сварки металлоконструкций, требующих повышенной надежности и работающих при больших попеременных нагрузках, в том числе в условиях низких температур. А также для толстых листовых материалов. Технические характеристики электродов Э42А требуют проводить сварку только постоянным током с короткой дугой, исключая отсыревшие стержни.

Характеристики электродов данной марки

Электроды марки Э42 по своим характеристикам соответствуют требованиям двух государственных стандартов (9466 и 9467), которые были утверждены в 1975 году. Характеристики электродов Э42 позволяют соединять с их помощью детали из углеродистых и низколегированных сталей, получать сварные швы, отличающиеся высокой ударной вязкостью и пластичностью.

Подобные изделия преимущественно используют, когда металл формируемого шва должен иметь показатель сопротивления разрыву (временного), не превышающий 50 кг/мм2. Если же металл сварного шва должен обладать большим значением данного параметра, то выбирают электроды другого типа, к примеру, для работ по дому, часто используются изделия марки АНО 6 (рабочий диаметр составляет от 3 до 6 мм), на которые нанесено рутиловое покрытие.

Расшифровка маркировки электродов

Использование

Даже при имеющихся различиях, все электроды типа Э42 обладают и общими чертами. Ими можно спокойно соединять заготовки из чёрных металлов и высокоуглеродистой стали.

Конструкции, требования к устойчивости которых высокие, не стоит создавать с помощью этих марок. Также не ведите электрическую дугу сверху вниз, пока варите в вертикальном положении.

Большой плюс Э42 в том, что ими можно варить с обоими видами тока: постоянным и переменным. Учтите, что прямая полярность постоянного тока им не подходит.

Эти электродные стержни не подходят для пайки деталей из нержавейки, потому что в их состав не входят хром и никель в тех количествах, которые нужны для такой стали. Без них соединённая нержавеющая сталь станет чувствительной к окислению и коррозии.

Также такие конструкции легко ломаются и трескаются. Вы сможете убедиться в этом, если проведёте опыт на ненужных остатках стали.

Технические показатели

Изделия типа Э42 соответствуют ГОСТ 9466 и ГОСТ 9467 . Сварка осуществляется постоянным и переменным током.

Выбор конкретной марки определяется типом покрытия стержня. Покрытие Э42 может быть кислым или рутиловым.

Металл шва, произведенного электродом с кислым покрытием, имеет склонность к образованию трещин. Если шов выполнен изделием с рутиловым покрытием, его металл не образует трещин и соответствует спокойной или полуспокойной стали.

Благодаря покрытию стержень хорошо переносит воздействие на него газов — азота и кислорода, выделяющихся при сварке. Покрытие обеспечивает поддержание горения дуги и обогащает сплав необходимыми легирующими компонентами.

Основные параметры характеристики Э42:

• Временное сопротивление разрыву.
• Ударная вязкость.
• Относительное удлинение.
• Угол изгиба.

Химический состав электродов Э42: углерод — 0.08%, марганец — 0.7%, кремний — 0.1%, сера — 0.035%, фосфор — 0.035%.

Свойства электродов Э42:

• Временное сопротивление разрыву — 420 МПа.
• Длина стержня диаметром 4 мм — 450 сантиметров.
• Сварка производится при температуре от (- 20 градусов) до (+ 20 градусов).
• На 1.6 кг наплава расходуется 1 кг подсобного материала.
• Ударная вязкость шва 150 Дж/кв.см при температуре (+20), при (-40) она составляет 35 Дж/кв. см.
• Удлинение шва не более 22%.

Особенности электродов Э42

Сварка металлоконструкций осуществляется во всех положениях, кроме вертикального положения сверху вниз. Это требование при маркировке стержней обозначается цифрой «2».

Для шва, производимого электродом диаметром 4 мм Э42, присуща однородность и отсутствие пустот.

Шлаковая корка, полученная в результате образования шва, легко удаляется.

В процессе сварки горячий наплавляемый материал не растекается.

При применении электродов Э42 происходит быстрое воспламенение дуги. Она отличается стабильностью.

Шов прочный и пластичный.

Используя стержни типа Э42 можно сваривать заржавевшие и мокрые металлы.

Качество сварки высокое, не зависит от длины дуги и скачков напряжения в сети.

Если используется переменный ток, необходимо, чтобы сварка производилась на обратной полярности.

Стержни следует подбирать по требуемым материалам и конкретным условиям работ. Для того чтобы выбор был правильным, необходимо знать толщину свариваемого металла, марку стали, тип электрического тока и положение сварки.

UW/EZ-2

Область примененияОписаниеХарактеристики Область применения Электроды UW/EZ-2 предназначены для подводной сварки углеродистых…

Расшифровка, особенности и назначение электродов Э42А

1. Тип электрода – Э. Буква считается официальным обозначением расходного материала.
2. 42 — цифры значат предел прочности и измеряются в Мегапаскалях. Расчет идет на 1 квадратный мм сечения шва. Готовый шов выдерживает напряжение до 40 кг.
3. А — электроды с этой буквой считаются улучшенным аналогом Э42. У них лучше свойства, важные при сварке, а именно химический состав, пластичность и вязкость.

Перед тем как начинать работать с этими расходниками, необходимо знать особенности и специфику их применения:

1. После окончания работ шлаковую корку легко удалить.
2. Не нужно обладать большим практическим опытом для работы с электродами Э42А.
3. Экономичный расход.
4. Готовый сварной шов обладает высокими показателями пластичности и прочности. Он выдерживает значительные нагрузки при изломе.
5. Оптимальное соотношение цена/качество.
6. Дуга зажигается легко.
7. Многообразие в плане выбора диаметров (от 4-х до 12-ти).
8. Сочетаются с большим количеством флюсовых обмазок.
9. Шов, образующийся при сварке этими расходными элементами, получается однородным. Если технология была соблюдена по всем правилам, он не будет иметь пор и пустот.

Важно! Независимо от диаметра электродов этой марки с их помощью нельзя делать швы сверху вниз. Также необходимо использовать сварку только на обратной полярности.

Расходные материалы для сварочных аппаратов этого типа распространены на строительном рынке благодаря тому, что с их помощью получаются качественные соединения деталей, изготавливаемых из низкоуглеродистых сталей. Они распространены в строительстве и различных сферах промышленности. Однако при работе с высокоуглеродистыми сталями шов получается некачественным. В процессе эксплуатации на соединении возникают трещины, которые постепенно приведут конструкцию в негодное состояние.

С помощью этих расходных элементов можно проводить монтажные работы на неочищенных поверхностях. Ими возможно соединять как тонкие, так и толстые листы металла. Перед тем как начинать соединение деталей более 4 мм в толщине, требуется подготовить кромки. Для сваривания деталей толщиной более 8 мм необходимо использовать электроды диаметром в 8 мм.

Важно! Чтобы металл не стекал вниз по шву и не задерживался на нем, следует сбавлять силу тока при работе.

При изначальной просушке и прокалке дуга будет без проблем зажигаться в первый и последующие разы. Во время плавки металла на расходных элементах он не растекается и создает плотный шов. Недостаток электродов Э42А заключается в том, что у них плохая пластичность. Из-за этого швы на тонких металлах получаются ненадежными. Чтобы компенсировать этот недостаток, нужно использовать флюс.

Электроды Э42 применяются в промышленности и частном производстве. При их использовании создаются металлоконструкции, и проводятся работы небольшой ответственности. Часто они требуются в мастерских, специализирующихся на ремонте. Актуально применять электроды Э42, если через мастерскую проходит большое количество деталей, изготовленных из металлов с малым содержанием углерода. Могут использоваться для починки газопроводов и водопроводов. Важные условия в этом случае — тонкие трубы и низкое давление газа либо жидкости в них.

ОК 43.32

Электроды ОК 43.32 предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей листового формата с пределом прочности до 490 МПа. Данная марка…

Стоимость электродов

Учитывая тот факт, что для ручной дуговой сварки, выполняемой в условиях домашней мастерской или гаража, чаще всего используются электроды достаточно распространенной марки АНО 6, есть смысл привести данные об их стоимости. В среднем, цена электродов Э42 держится на отметке 65–70 рублей за килограмм. Для сравнения можно привести данные о стоимости электродов других марок, к примеру, МР3. Стоимость таких изделий, имеющих усредненные технические характеристики, начинается с 60 рублей за килограмм.

Учитывая универсальные технические характеристики электродов марки Э42, можно сделать вывод, что использовать их следует для выполнения работ различной степени сложности, осуществляемых как новичками, так и профессиональными специалистами. Если вам необходимы электроды для выполнения работ по дому или в гараже, то оптимально подойдут изделия марки Э42 серии АНО 6.

Аналоги

У изделий серии Э42 существуют аналогичные по своим свойствам электроды, которые при определенных ограничениях можно использовать в качестве замены. Определяющим в вопросе подбора аналогов является химический состав сварочной проволоки, лежащей в основе изделия.

Стандарт допускает применение проволоки марок Св 08 и Св 08а. Практически, любой электрод на такой основе будет выдавать близкие физико-механические параметры шовного материала, высоковязкого и пластичного.

Следующие марки являются близкими функциональными аналогами Э42:

• Огонек, позволяет сваривать заготовки толщиной от 1 до 3 мм, допускается направление сверху вниз в вертикальном сварочном положении;
• АНО 6м, работает как на укороченной, так и на обычной длине дуги, снижено разбрызгивание металла;
• АНО-17, специализированы для работы с заготовками большой толщины и протяженными соединениями, аналог электродов э42а диаметром 4-6 мм;
• ВСЦ-4 (м), адаптирован для сварки трубопроводов;
• ОЗС 23, приспособлены для соединения тонколистовых конструкций малого веса, не выделяет вредные вещества в атмосферу;
• ОМА 2, для работы на увеличенной длине дуги по вертикальным швам, для заготовок толщиной до 3 мм, со сниженной проплавляемостью.

Полным функциональным аналогом Э42, даже превосходящим его по ряду параметров, считают электроды производства ESAB OK-4600, OK Pipeweld-6010.

ОЗС-23

Электроды ОЗС-23 применяются для сварки деталей и конструкций из тонколистовых сталей с пределом прочности при растяжении до 412 МПа. При…

Диаметры

Толщина электрода считается по диаметру сердечника из сварочной проволоки. Изделия серии Э42 выпускаются диаметром от 1,6 до 6 миллиметров. Это дает возможность подобрать подходящую толщину как для тонколистовых, так и для солидных конструкций различной пространственной конфигурации. Диаметр покрытия электрода серии э42 зависит от толщины стержня. Толщинам 1,6-3 мм соответствует привычная длина в 25-30 см, электроды диаметром 4 мм Э42, а также 6-миллиметровые, выпускаются как 30, так 45-сантиметровыми. Отгружаются изделия в пачках или в герметичных контейнерах.

Огонек

Электроды “Огонек” используются для углеродистых сталей толщиной 1-3 мм. и с пределом прочности при растяжении до 412 МПа. Электроды…

Хранить расходники лучше в плотно закрытом ящичке или пенале. В этом случае они не окислятся, не раскрошатся.

В герметичном хранилище водяной пар в воздухе не будет портить их. Если такого места для хранения у вас нет, можете сделать его, взяв за основу широкую пластиковую трубу.

ВСЦ-4М

Электроды ВСЦ-4М предназначены для сварки корневого слоя шва и “горячего” прохода стыков трубопроводов из углеродистых и…

Металл шва или наплавка

В ходе наплавочной операции наносят слой металла, или присадочного материала, на поверхность заготовки. Причины выполнения наплавочных операций могут быть следующими:

• ремонт изношенного или поврежденного узла механизма;
• доведение геометрических размеров заготовки до заданных в проекте при установлении факта устранимого брака;
• создание металлического покрытия с целью улучшить такие физико-химические свойства основной детали, как прочность или устойчивость к коррозии;

При выполнении наплавочной операции электрод следует по заданной траектории над поверхностью основной детали. Металл расплавляется и, смешиваясь с металлом электрода, образует на поверхности детали сплошной наплавленный слой. Иногда наплавку проводят в несколько слоев, масса ее на особо крупных деталях может доходить до нескольких тонн.

По окончании наплавки деталь подвергается механической обработке для точного доведения геометрических размеров до заданных величин. Если требуется наплавка малых объемов, Э42 вполне способен заменить собой специализированные наплавочные электроды.

ВСЦ-4 применяются для сварки трубопроводов без колебаний электрода опиранием на кромки “сверху-вниз”. При этом данная марка…

АНО-17

Электроды АНО-17 применяются для сварки следующих материалов: углеродистые и низколегированные стали; конструкционные и…

Сварочные электроды ОМА-2 (СЭ) предназначены для сваривания листов стали толщиной 1…3 мм с временным сопротивлением до 410 МПа. Сварка…

Производители

К ведущим производителям электродов серии относят следующие предприятия:

• Гранит.
• Патон.
• Вистек.
• Плазматик.
• MaxWeld.

Неплохо также зарекомендовала себя продукция московского «СпецЭлектрода» и Уральского электронного завода. Аналоги производства ESAB импортируют из Швеции.

АНО-6, АНО-6М

Электроды АНО-6 являются одно из самых популярных марок сварочных материалов. Полная информация представлена в данном…

Требования ГОСТ

ГОСТ 9467-75 определяет технические условия на производство, требования к химическому составу и физико-механическим свойствам электродов. В нем также регламентированы:

• процедуры контроля качества;
• приемка продукции;
• упаковка и отгрузка;
• порядок хранения.

Все заводы–изготовители, желающие поставлять на рынок электроды типа Э42 и Э42А, обязаны выполнять требования ГОСТ и проходить периодическую сертификацию в уполномоченных организациях. По специальной договоренности между производителем и поставщиком возможны отклонения от требований ГОСТ. В этом случае изделие выпускается принимается по техническим условиям, утвержденным обеими сторонами.

Виды электродов по алюминию и правила качественной сварки

Электроды по алюминию, представляющие собой металлические стержни, покрытые специальной обмазкой, очень редко используют на крупном производстве. С их помощью варят металл в домашних условиях, на небольших предприятиях или при выполнении сложных монтажных работ вне стен производственного цеха. При использовании таких электродов удается избавиться от оксидной пленки на поверхности алюминия, которая очень сильно затрудняет сварочные работы, выполняемые с деталями из данного металла.

Шведские электроды Elga для сварки алюминия и его сплавов

Особенности сварочных работ с деталями из алюминия

Всем специалистам-сварщикам известно: варить алюминий непросто. Это объясняется наличием на поверхности деталей из этого металла тугоплавкой оксидной пленки. Важнейшими задачами, которые необходимо решить для того, чтобы сварка была выполнена качественно, являются тщательная очистка поверхностей соединяемых заготовок от загрязнений и удаление с них оксидной пленки.

Чтобы эффективно очистить и обезжирить поверхности алюминиевых деталей перед тем, как вы начнете выполнять сварочные работы, можно использовать органический растворитель (ацетон, РС-1, РС-2, уайт-спирит) либо щелочную ванну (в ней заготовки оставляют на несколько минут – не более 5). Выдержка в щелочной ванне является более эффективным способом очистки деталей из алюминия. Приготовить раствор для нее несложно даже в домашних условиях своими руками. Для этого потребуются:

• 1 л воды;
• 50 г карбоната натрия;
• 50 г технического тринатрийфосфата;
• 30 г жидкого стекла.

Пример очистки алюминиевой детали в щелочном растворе

Раствор, приготовленный в результате тщательного смешивания данных компонентов, надо нагреть до 65 градусов Цельсия. Только после этого можно помещать в него заготовки из алюминия.

После очистки деталей из алюминия и их обезжиривания надо решить еще одну важную задачу – удалить тугоплавкую оксидную пленку. Если этого не сделать, варить такие заготовки будет очень затруднительно, а полученное соединение будет обладать низким качеством и невысокой надежностью. Для удаления оксидной пленки в производственных и домашних условиях используют металлические щетки, напильники или шлифовальные машинки. После выполнения механической обработки поверхности соединяемых деталей второй раз обрабатывают растворителем.

Поверхность детали из алюминия, качественно подготовленная к сварке путем механической чистки

По окончании вышеперечисленных подготовительных работ можно приступать к сварке деталей из алюминия. Лучше всего делать это с помощью инвертора, используя специальные электроды для сварки алюминия. Их, чтобы получить стабильно горящую дугу и качественный сварочный шов, необходимо прогреть в печи, выдерживая температуру 200 градусов Цельсия. Продолжительность такого прогрева должна составлять порядка 2 часов.

Чтобы варить алюминий, необходимо использовать источник постоянного тока и подключать его в обратной полярности. Используя определенные электроды для сварки алюминия, важно правильно выбирать силу сварочного тока: его величина должна составлять 25–30 А на один миллиметр их диаметра.

Прогрев алюминиевых заготовок газовой горелкой

Необходимо учитывать еще одну тонкость, которая позволяет получать надежные и качественные сварные соединения. Заключается эта тонкость в том, что место будущего соединения прогревают при помощи газовой горелки. Температура, до которой необходимо нагреть соединяемые детали из алюминия, зависит от их толщины. Чем этот показатель выше, тем интенсивнее следует прогревать заготовки из алюминия.

На качество сварного соединения деталей из алюминия влияет в том числе и скорость их охлаждения: она должна быть очень медленной. Такие технологические приемы позволяют хорошо проплавить металл даже при сварке на невысоких токах, избежать коробления соединяемых деталей и появления в месте их соединения кристаллизационных трещин.

Есть ряд обязательных действий, которые выполняют при сварке алюминия (их можно также изучить по видео).

• Перед сваркой, если предстоит варить детали значительной толщины, место соединения необходимо прогреть при помощи газовой горелки.
• Полученный сварной шов следует тщательно очистить от шлака.
• Очищенный сварной шов обдается горячей водой (это обеспечит его медленное остывание).
• После остывания шов тщательно очищается от остатков шлака металлической щеткой. Если не выполнить это требование, остатки шлака на сформированном соединении могут привести к образованию и развитию коррозии.

Виды и методы использования электродов по алюминию

Варить алюминий можно с помощью электродов различного типа – угольных, графитовых, вольфрамовых. На их выбор оказывает влияние ряд факторов. В первую очередь, это технология сварки, которую планируется использовать.

Сварка, выполняемая по ручной дуговой технологии

Эта технология предполагает использование в качестве электродов угольных стержней, а также металлических прутков со специальным покрытием, выполняющим роль присадочного материала. Такую сварку проводят на прямом токе обратной полярности. Особенно активно она используется при соединении алюминиевых деталей небольшой толщины, при исправлении брака, обнаруженного в отливках из алюминия. Для сварки с использованием данной технологии, как правило, пользуются инвертором.

Дуговая сварка, выполняемая по автоматической технологии

Такая технология эффективна при соединении встык алюминиевых деталей, толщина сечения которых больше 4 мм. В качестве электродов используется алюминиевая проволока, а сам процесс выполняется под слоем флюса, обладающего невысокой электропроводностью. Основу такого флюса составляет карбоксиметилцеллюлоза, замешиваемая на обычной воде. После замешивания флюс перетирается через ячейки сита, а затем прогревается в течение 6 часов при высокой температуре – 300 градусов Цельсия.

Сварка в среде защитных газов (аргона или его смеси с гелием)

Такая сварка, для которой применяется алюминиевая проволока, используется для соединения алюминиевых деталей, отличающихся небольшой толщиной. Для зажигания и поддержания в стабильном состоянии сварочной дуги при применении данной технологии необходимы вольфрамовые электроды. Выполняться такая сварка может и в ручном, и в автоматическом режимах, для чего используется погруженная или импульсная дуга. Сварочная дуга, создаваемая при помощи вольфрамового электрода, отличается высокой стабильностью, что дает возможность получать качественные и надежные соединения.

Такая сварка характеризуется высокой скоростью выполнения и проходит с применением вольфрамовых электродов и присадочной алюминиевой проволоки. Для плазменной сварки необходим источник переменного тока. Диаметр вольфрамовых электродов, применяемых при этом, находится в интервале 0,8–1,5 мм. Защитным газом для такой сварки выступает аргон (в чистом виде или в смеси с гелием).

Небольшой обзор дорогих электродов для сварки алюминия и его сплавов от производителя Weldcap.

Популярные типы электродов для сварки алюминия

Среди большого разнообразия электродов, которые применяют для сварки деталей, выполненных из алюминия, есть ряд марок, которые пользуются наибольшей популярностью.

Щелочно-солевые электроды марки ОК

Наиболее популярными моделями являются 96.10, 96.20, 96.50. Такими электродами рекомендуется варить технический алюминий, а также изделия из сплавов данного металла с марганцем и магнием. Электроды названных марок отличаются высокой гигроскопичностью, поэтому хранить их следует в помещениях с минимальным уровнем влажности.

Сварочные электроды ОК

Распространенными модификациями этих электродов для алюминия являются ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2. Первые используют, если необходимо выполнить сварку или наплавку деталей из сплавов А0-А3, вторые – для сплавов АЛ4, АЛ9, АЛ11 и др.

Для их изготовления используется проволока сварочная алюминиевая марок СвА 1,3,5,10. Применяются электроды данной марки для сварки деталей, которые изготовлены из чистого алюминия или выполнены из сплавов данного металла с кремнием.

Марки электродов по алюминию и их особенности

Их применяют для сварки заготовок из деформируемых и литейных сплавов алюминия.

Это электроды из вольфрама, сварка с их использованием выполняется в защитной среде аргона. Изделия данной марки не в состоянии обеспечить качественного зажигания сварочной дуги, поэтому они не очень популярны у профессионалов.

На видео ниже вы можете ознакомиться с кратким обзором турецких электродов по алюминию Kobatek.

Как изготовить электроды по алюминию своими руками

Все марки электродов, которые используются для сварки деталей из алюминия, стоят недешево, поэтому у многих домашних умельцев возникает естественный вопрос: можно ли сделать их своими руками. В интернете есть много видео, наглядно демонстрирующих процесс изготовления самодельных электродов по алюминию. Кроме того, чтобы своими руками сделать электроды, применимые для сварки алюминия, вы можете воспользоваться следующей инструкцией.

• Алюминиевая проволока, диаметр которой составляет 3–4 мм, нарезается на куски длиной 25–30 см.
• Для приготовления обмазки электродов необходимо измельчить обычный мел и смешать полученный порошок с силикатным клеем – жидким стеклом. Смесь данных компонентов надо довести до однородной массы и обмазать ею прутки из алюминиевой проволоки.
• Обмазку из силикатного клея и измельченного мела наносят на поверхность алюминиевого прутка слоем толщиной 1,5–2 мм, затем полученный электрод сушат до полного затвердевания его поверхности.

Пользуясь этой несложной инструкцией, вы сможете сделать своими руками электроды для сварки заготовок из алюминия, а приведенное ниже видео на данную тему вам в этом поможет. Несмотря на простоту изготовления, самодельные электроды дают возможность выполнять сварку деталей из алюминия с высокой эффективностью, получать качественные и надежные соединения.

Описание и характеристики алюминиевых электродов при дуговой сварке

Благодаря ряду своих свойств алюминий нашел широкое применение как в промышленности, так в домашнем хозяйстве. Среди них и малый удельный вес, и высокие показатели электро- и теплопроводности, и относительная устойчивость к механическим нагрузкам. Однако этот металл и его сплавы обладают также рядом свойств, которые позволяют отнести их в разряд трудносвариваемых.

• Особенности и свойства
• Виды сварки
  • Типы электродов
• Технологический процесс

Особенности и свойства

Основные свойства алюминия и его сплавов таковы:

1. Так как алюминий относительно текучий металл, то в расплавленном состоянии он трудно контролирован (особенно при перегреве);
2. Этот метел обладает высокой окисляемостью. Плотная оксидная пленка на поверхности металла более прочна и тугоплавка, чем сам металл. Кроме этого, оксидная пленка является диэлектриком. Поэтому детали перед процессом сварки тщательным образом зачищают, а во время сварки используют защитный газ;
3. Алюминий имеет высокий коэффициент линейного расширения. Во время сильного нагрева зона сварки начинает давить на окружающую массу металла. Это может привести к появлению трещин и деформаций. Для предотвращения этих явлений требуется контролировать температуру сварки. При невозможности этого — детали перед началом работ прогреваются дополнительно до 200−250˚С;
4. Алюминиевые сплавы содержат водород, который в процессе нагрева выделяется, образуя в расплаве поры. Что негативно отражается на прочности сварного шва.

Виды сварки

Алюминий сваривается при помощи электродов различного типа — графитовых (угольных), вольфрамовых. Выбор их зависит, прежде всего, от вида сварки. Определенная технология сварочных работ определяет их тип.

1. Автоматическая дуговая сварка. Проводится на деталях с толщинами более 4 мм, соединяющихся встык. В качестве электрода выступает алюминиевая проволока. Используется флюс;
2. Ручная дуговая сварка. Используются инверторные аппараты. Ширина заготовок не более 5 мм. В основном этот тип применяют для задела трещин или другого мелкого брака на поверхности. Пользуются угольными электродами, а также металлическими стержнями со специальным покрытием;
3. Сваривание в атмосфере защитных газов. Производится как в ручном, так и в автоматических режимах. Тип используемых электродов для сварки алюминия — вольфрамовые. Данный тип применяют для соединения небольших тонких деталей;
4. Плазменная. Как и в предыдущем варианте используют вольфрамовые электроды, а также алюминиевую проволоку. Производится в среде защитного газа — гелия либо аргона.

Типы электродов

При дуговой сварке алюминия используют как плавящиеся стержни (алюминиевая проволока), так и вольфрамовые электроды, позволяющие получать швы максимальной прочности. Во время сварочных работ для защиты от окисления используют инертные газы: аргон или гелий. Используют источник с переменным током, что позволяет более качественно разбить оксидную пленку на металле. Горелка перемещается за присадочной проволокой. В случае если варят чистый алюминий, в качестве присадки используется проволока из алюминия АК, АО, А. Д. Для сплавов проволока подбирается в зависимости от состава.

Автоматическая сварка плавящимся электродом является более универсальным способом для соединения алюминиевых сплавов. Проводится в среде защитного газа аргона.

Электроды для сварки алюминия инвертором выступают в качестве присадочного материала. Сварочные работы осуществляют с постоянным током обратной полярности. Применяемая сила тока зависит от диаметра используемого электрода:

1. 4 мм — 130 А;
2. 5 мм — 160 А;
3. 6 мм — 220 А.

Технологический процесс

Перед работой заготовки следует подготовить. Этот процесс включает ряд операций:

1. Поверхность металла очищается. Это можно осуществить двумя способами — химическим или механическим. Химический включает в себя этапы обезжиривания растворителем, травление щелочью, промывку холодной водой и пассирование 30-ти процентной азотной кислотой. Далее, заготовку моют и высушивают. Механическая очистка осуществляется стальной щеткой. После чистки поверхность обезжиривают ацетоном, бензином или растворителем;
2. При толщине листа более 4 мм проводят разделку кромок (делают отбортовку). На кромках очищается оксидная пленка с помощью металлической щетки, напильника;
3. Для того чтобы исключить возможность появления прожогов (особенно это касается тонких листов), под детали помещают медную или стальную подложку.

При сварочных работах с алюминием и его сплавами существует ряд особенностей. Среди них:

1. При аргонно-дуговых сварочных работах неплавящимся электродом длина дуги не должна превышать 2,5 мм. Угол между электродом и листом составляет 70−80 градусов, а между электродом и проволокой — 90. Проволока при этом движется впереди электрода;
2. При аргонно-дуговых сварочных работах плавящимся алюминиевым электродом проводится предварительный нагрев заготовок. При толщине до 9 мм — до 250˚С, более 9 мм — до 350˚С;
3. Сварочные работы производят в вертикальном или нижнем положении, так как этот металл обладает повышенной текучестью.

После окончания работ шлак смывают горячей водой и очищают стальными щетками.

Электроды по алюминию

Ручная дуговая сварка алюминия и его сплавов покрытым электродом применяется не так часто, однако такой технологический процесс является наиболее дешевым и простым. Сварка алюминия электродом с покрытием подходит больше для полевых условий и небольших ремонтных мастерских.

Электроды по алюминию покрыты составом из хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов, которые расплавляются под воздействием дуги и энергично вступают в реакцию с оксидом алюминия с образованием комплексных соединений, переходящих в шлаки или летучие соединения. Через покрытие, при необходимости можно дополнительно осуществить легирование металла шва. Но в основном легирование металла шва осуществляется подбором соответствующего состава стержня.

Ручная дуговая сварка покрытым электродом применяется при изготовлении конструкций из технического алюминия, сплавов АМг и АМц, содержащих до 5 процентов магния и алюминиево-кремнистых сплавов.

Толщина свариваемых деталей ограничивается диаметром электрода, который, как правило, составляет 4-5мм. Сварка электродами малого диаметра сопряжена с трудностями вследствие высокой скорости плавления (быстрее стального в 2-3 раза) стержня электрода. В связи с этим толщина свариваемого металла не должна быть меньше 4-х мм. Электроды для сварки алюминия диаметром 3,0мм выпускают длиной 225-300мм, а диаметром 4-5мм длиной 350-450мм.

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 2000 о С. При том, что сам алюминий начинает плавиться при 600 о С.
• 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.

Характеристики электродов для сварки алюминия дуговой сваркой

Дуговая сварка — выгодный и простой вариант при обработке конструкций из алюминия или его сплавов. При этом используются покрытые плавящиеся электроды.

Одна из главных особенностей алюминиевых электродов — быстрая скорость плавления. Поэтому сварка происходит в 2-3 раза быстрее, чем при работе с другими металлами.

При остановке сварки (или при обрыве дуги) на конце стержня, а также на поверхности кратера сварочной ванны образуется слой шлака. Из-за этого сложно повторно разжигать дугу. Рекомендуется варить одним электродом непрерывно, до полного расплавления расходника.

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.

Электроды для инверторной сварки

От неопытных сварщиков часто можно услышать вопрос по поводу того, можно ли сваривать алюминий при помощи инвертора. И какие при этом электроды использовать. Ответ на этот вопрос очень простой — если у вас нет специального оборудования, и вы решили проводить сварку электродами, обязательно нужно использовать инвертор.

Так как алюминий — металл трудносвариваемый, применение инвертора обеспечит формирование ровного и качественного шва. Вот основные преимущества инвертора:

• Потребляет сравнительно мало электричества. При этом достигается высокий КПД.
• Защищает от перепадов напряжения, позволяет поддерживать стабильный ток на протяжении всего сварочного процесса.
• Компактность аппарата. Имеет небольшие габариты, удобно использовать в любых условиях.
• Можно работать с трудносовместимыми сплавами.
• Можно использовать электроды любого типа. Поэтому все покрытые электроды, которые могут применяться для сварочных работ с алюминиевыми конструкциями, подойдут для инвертора.

При обратной полярности должна быть стабильная подача сильного тока. Так как снижение силы тока может привести к плохому горению сварочной дуги и формированию плохого шва. Инвертор поможет поддержать нужный уровень тока и обеспечить стабильную сварку.

Электроды по дюралюминию

Почти все виды электродов, которые предназначены для сварки алюминия, подходят и для работы с его сплавами. В том числе и для сварки дюралюминия. Однако есть некоторые марки, состав покрытия которых разработан исключительно для работы с чистым алюминием (например, изделия шведской компании ESAB OK 96.10). Другие же марки подходят для работы с алюминиевыми сплавами (от того же производителя, марка ОК 96.50).

Популярные марки электродов по алюминию

Теперь опишем распространенные марки, как называются эти марки и какие особенности имеют материалы, носящие эти названия.

Промышленностью стран СНГ выпускаются электроды серий ОЗА и ОЗАНА, а также электроды серии УАНА. Покрытие электродов серии ОЗА и ОЗАНА имеет высокую гигроскопичность и низкую прочность и состоит из хлористых и фтористых солей лития и калия, интенсивно взаимодействующих с оксидами алюминия, переводя их в шлак.

• Изделия ОЗА-1 изготавливаются из алюминиевой проволоки СвА1 предназначены для сваривания чистого алюминия, а электродами ОЗА-2, изготовленные с проволоки СвАКЗ, СвАК5 или СвАК10, свариваются алюминиево-кремниевые сплавы.
• Изделия ОЗАНА-1 изготавливаются из алюминиевого материала АД1 и АВ2Т и предназначаются для сваривания чистого алюминия, а ОЗАНА-2 с проволокой СвАКЗ или СвАК5 – для сваривания алюминиево-кремниевых сплавов.
• Электроды серии УАНА предназначаются для сварки и наплавки деталей и конструкций из деформируемых и литейных сплавов из алюминия.

Шведская компания ESAB, заводы которой находятся на территории России, выпускает серию щелочно-солевых электродов для сварки алюминия. Здесь можно выделить несколько основных марок, которые получили широкое распространение и часто применяются при проведении сварочных работ.

ОК 96.10

Эта марка отличается особым составом обмазки, которая изготовлена из солей фтора и хлора. Сделанная как композитный материал, такая обмазка обеспечивает ряд преимуществ при эксплуатации:

• сварочная дуга находится в стабильном состоянии;
• достигается минимальное разбрызгивание металла;
• шлаковая корка легко отделяется от поверхности шва;
• шов получается ровный и аккуратный.

Основное предназначение электродов ОК 96.10 — сваривание конструкций или деталей из чистого алюминия.

ОК AlMn1 (96.20)

Электроды с солевым покрытием стержня для сварки в любом пространственном положении. Применяются в следующих случаях:

• сборные конструкции не находятся под значительными нагрузками;
• сварка сплавов с содержанием не более 3% магния или марганца.

ОК AlSi12 (96.50)

Щелочно-солевые электроды, стержень которых изготавливается из сплава алюминия и марганца. Их можно использовать только для сварки алюминиевых сплавов:

• медных (в том числе и дюралюминий);
• магниевых;
• марганцевых.

FOXWELD

Этот производитель выпускает вольфрамовые электроды, которые предназначены для аргонодуговой сварки алюминия. Относятся к неплавящимся расходникам, так как имеют очень высокую температуру плавления. Для их применения потребуется специальное оборудование для подачи аргона.

Монолит

Уана 6

Электроды этой марки подходят для сварки алюминиевых конструкций, а также изделий из сплавов алюминия с магнием.

UTP 48 (UTP 480)

Алюминиевые электроды, которые содержат 12% кремния (Si). Улучшенное покрытие разработано для сварки:

• алюминия;
• дюралюминия;
• силумина.

Подходят для ручной дуговой сварки. Позволяют формировать ровный, мелко чешуйчатый шов. Сварочная дуга горит стабильно и равномерно. Шлаковые образования на поверхности обработанного метала легко удаляются. Подробнее здесь.

Оливер

Производитель «Оливер» не выпускает электроды для сварки алюминия и его сплавов.

Плавящиеся электроды с солевым покрытием, которые часто используются при работе с алюминием. Высокотехнологичная конструкция изделий позволяет эффективно использовать их для наплавки и сварки любых алюминиевых деталей или конструкций.

Электроды ОЗА позволяют сваривать качественные швы, которые отличаются высокой стойкостью к воздействию коррозии. О них уже упоминалось выше.

Выбор электрода для алюминия

Алюминий — непростой металл для сварки. Это усложняет процесс выбора расходников, особенно для начинающих или неопытных сварщиков. Вот несколько советов, которые помогут выбрать наиболее подходящие электроды для проведения сварочных работ. А также парочка советов по подготовке и проведению самого процесса.

• Состав электрода. Нужно отталкиваться от того, какой состав сплава у свариваемой конструкции. Расходник должен точно подходить к конкретному сплаву. Как правило, эта информация указывается каждым производителей на упаковке и маркировке. Поэтому обязательно обратите на это внимание.
• Особое внимание следует уделить толщине расходника. Она не должна превышать толщину свариваемой детали более чем на 1 мм. Если сваривать тонкие конструкции толстым электродом, поверхность металла гарантировано будет прожжена.
• Конечно, нужно делать прокалку электродов перед использованием. Однако тут есть один нюанс. Если изделия просушивались более одного раза, их использовать уже неэффективно. После многоразовой просушки значительно снижается качество покрытия.
• Перед сваркой алюминиевых конструкций рабочую поверхность металла обязательно нужно обработать. Как правило, сначала она очищается металлической щёткой, а затем обезжиривается при помощи растворителя. Таким способом убирается оксидная плёнка и металл становится пригодным для сварки.

Видео

Небольшой ролик, где умелец рассказывает и показывает попытку сварить алюминий.

• При сварке толстых деталей лучше всего использовать метод локального нагрева по участкам. Проварили один участок, удалили шлак, промыли и зачистили шов — и можно переходить к следующему участку.
• Для эффективной сварки алюминиевых конструкций также рекомендуется нагревать рабочую поверхность до температуры в рамках от 150 до 200 о С.
• Есть также рекомендации по силе тока. Она, как правило, зависит от толщины свариваемых деталей. При этом можно учитывать следующее соотношение — 25 ампер на каждый миллиметр толщины.

Где купить

Выбирайте производителей и продавцов сварочных электродов, перейдя по ссылке ниже на страницу нашего каталога фирм.

UNI CAST 202

Описание Электроды UNI CAST 202 предназначены для сварки алюминия и сплавов на основе алюминия, в том числе силумина и дюралюминия. Область.

ZELLER 480

Описание ZELLER 480 – алюминиевый электрод с 12% содержанием кремния и улучшенным покрытием для сварки и наплавки алюминево-кремниевых.

UTP 49

Описание UTP 49 – алюминиевые электроды с 1,5-% содержанием марганца. Область применения Электроды UTP 49 используются для сварки и.

UTP 48 (UTP 480)

Описание UTP 48 – покрытые алюминиевые электроды с 12-% содержанием кремния. Область применения Электроды UTP 48 предназначены для сварки.

KOBATEK-250

Описание Электроды KOBATEK-250 предназначены для сварки литейных алюминиевых сплавов (в том числе силумина), а также сварки, наплавки и.

KOBATEK-213

Описание Электроды KOBATEK-213 предназначены для сварки алюминия и его сплавов, в частности алюминиево-кремниевых и алюминиево-магниевых.

Capilla 60 Mn

Область применения Электроды Capilla 60 Mn предназначены для сварки следующих сплавов: Al-Mn- и Al-Mg, AIMn 1, AlMg 1, AlMg 3, G-AlMg 3, G-AlMg 3 (Cu). Химический.

Nobitec 412

Описание Nobitec 412 – специальные алюминиевые электроды с 12% содержанием кремния. Область применения Электроды Nobitec 412 предназначены для.

РОТЭКС Р

Электроды РОТЕКС Р предназначены для выполнения следующих работ: резка металла, в т.ч. и стержневой арматуры до 40 мм.; резка, строжка и.

Электроды ОЗР-2 предназначены для выполнения следующих работ: резка и строжка стержневой арматуры; резка и прошивка.

Какие электроды по алюминию выбирать

Специальные электроды по алюминию позволяют формировать прочный шов, не уступающий по характеристикам основному металлу. Технология создания неразрывных соединений ручным способом используется в быту или при ремонте техники и оборудования в полевых условиях. Электроды имеют специальное покрытие, разрушающее тугоплавкую пленку окислов на поверхности деталей, выполненных из алюминиевых сплавов.

Электродами сваривают чистый алюминий и его сплавы.

Кратко о технологии сварки алюминия

Алюминий и сплавы на его основе отличаются небольшим удельным весом и высокой прочностью. Температура плавления не превышает +660°С. При нагревании оттенок металла остается неизменным, что затрудняет понимание состояния деталей.

Кроме того, при контакте с атмосферой на поверхности формируется прочная пленка окислов, разрушающаяся при нагреве до +2037°С. Частицы попадают в металл шва, снижая механическую прочность соединения. Перед сваркой пленку удаляют химическим или механическим способом либо используют специальные электроды.

Важные особенности металла

Алюминий был впервые получен в 1825 г., а спустя 30 лет была разработана первая технология промышленного производства и очистки металла. До начала XX столетия себестоимость материала была сопоставима с золотом, но впоследствии цена упала из-за внедрения методики электролиза.

Химические свойства

В естественных условиях на поверхности металла находится оксидный слой, устойчивый к воздействию чистого кислорода, азотной и серной кислот. При повышении температуры азотная кислота разрушает пленку, аналогичное воздействие оказывает концентрированная соляная и разбавленная водой серная кислота.

При сварке азотная кислота разрушает металл.

Ингибиторами образования пленки являются олово или галлий, которые вводят в состав сплава.

Чистый алюминий вступает в реакцию с кислородом воздуха и галогенами (за исключением фтора, для соединения с которым требуется нагрев).

Физические свойства

Основные свойства материала:

1. Металл имеет серебристо-белый цвет, удельный вес составляет 2,712 г/см³ (в 3 раза ниже, чем у углеродистых сталей).
2. Температура перехода в жидкую фазу находится в диапазоне +658…660°С (зависит от степени очистки от примесей), расплав начинает кипеть при +2519°С.
3. Материал образует сплавы с другими металлами, которые отличаются повышенными механическими характеристиками. Например, введение кремния позволяет получить силумин, используемый для литья деталей, а соединение с магнием (дюралюминий) применяется в автомобильной и авиационной промышленностях.
4. Алюминий отличается повышенной электропроводностью (на уровне 65% по сравнению с очищенной медью), а также хорошо пропускает тепло, что позволяет применять металл при производстве радиаторов. Отполированные пластины обладают повышенной отражающей способностью.

Требования к электродам по алюминию

Стандартный электрод для сварки алюминия вручную имеет угольный или металлический стержень с покрытием, которое разрушает оксидную пленку и одновременно защищает расплав в зоне стыка от преждевременного контакта с атмосферным воздухом.

Для выполнения работ в бытовых условиях используется инвертор с выпрямительным блоком для получения постоянного напряжения. Аппарат пригоден как для соединения малогабаритных элементов, так и для заделки трещин в корпусах узлов, отлитых или отштампованных из алюминиевых сплавов.

Электрод защищает расплав от преждевременного контакта с воздухом.

Если применяется плазменная установка, то оборудование рассчитано на использование вольфрамового стержня диаметром 1,5 мм, который не плавится в процессе сварки. В зону дугового разряда подают присадочную проволоку из алюминиевого сплава. Технология отличается повышенной скоростью выполнения работ и предусматривает использование переменного тока.

При автоматической сварке в зону соединения подают флюс и присадочную проволоку.

Автоматизированные линии предназначены для ускоренной сварки деталей, имеющих толщину до 4 мм.

Необходимые легирующие компоненты в составе электродов

Алюминиевые электроды имеют центральный сердечник из проволоки, которая может содержать присадки:

• марганец, повышающий устойчивость расплава к коррозии;
• кремний, улучшающий свариваемость деталей;
• магний, обеспечивающий повышение прочности стыка;
• кремний с магнием, позволяющие улучшить термическую устойчивость шва.

Электроды для инвертора

Специализированных деталей из технически чистого алюминия или сплавов для инверторной сварки не существует. При присоединении инвертора необходимо выбрать постоянный ток и подключить провода по схеме обратной полярности (отрицательный полюс – к заготовкам). Подобная технология позволяет разрушать оксидную пленку дугой, при прямой коммутации варить алюминий инвертором затруднительно.

Качественные электроды для сварки инвертором дают хороший шов.

Характеристики для дуговой сварки

При проведении дуговой сварки плавящимся электродом формируется постоянный разряд, обеспечивающий быстрый переход материала стержня в жидкое (а также газообразное) агрегатное состояние.

Сварка алюминиевых деталей занимает в 2-3 раза меньше времени, чем соединение стальных листов с аналогичными габаритами. Поскольку при остановке электрода на наконечнике стержня и поверхности шва образуется слой шлака, то повторный розжиг дуги затруднителен. Опытные сварщики формируют шов до полного израсходования длины электрода.

Электроды для дуговой сварки.

Поверхность стержней для сварки алюминиевых сплавов покрыта плотным слоем, состоящим из соединений хлора и фтора с щелочными или щелочноземельными металлами. При горении дуги флюс вступает в химические реакции с оксидной пленкой, формируя нерастворимые в алюминии шлаки, которые затем удаляют с поверхности шва механическим способом.

Встречаются электроды с покрытием, содержащим легирующие металлы, но стандартно присадки вводят в состав плавящегося стержня.

Особенности для дюралюминия

Помимо стандартных электродов для алюминия (которые теоретически подходят и для работы с дюралем), существуют специальные изделия, которые отличаются химическим составом стержня и покрытия. Например, шведский производитель ESAB выпускает продукцию под маркой ОК-9620 или ОК-9650, рассчитанную на дюралюминий.

Шведский производитель электродов ESAB.

Популярные марки электродов для алюминия с описанием

Распространенные электроды для сварки алюминиевых сплавов:

• серия ОК от шведской компании ESAB;
• ОЗА-1 и 2, рассчитанные на работу с алюминием технической чистоты или силумином соответственно;
• ОЗАНА-1 и 2, близкие по характеристикам к ОЗА 1 и 2;
• УАНА-6, поставляемые предприятием “Энергомаш” из г. Сумы (Украина).

ОК (щелочно-солевые)

Производитель предлагает несколько разновидностей изделий:

1. ОК-9610 предназначены для обработки чистого алюминия. Поверхность стержня покрыта слоем солей хлора и фтора со связующим веществом. Производитель не требует прогрева изделий перед работой, но сварщики погружают электроды в нагретую до +80°С воду. Полученный шов легко очищается щеткой от шлака, при сварке отсутствуют брызги расплава. Допускается использование для соединения заготовок из дюраля.
2. ОК-9620 рассчитаны на работу со сплавами с содержанием марганца и магния до 3%. В стержень электрода введен марганец, сохранено защитное покрытие на базе солей. Перед началом работы электроды необходимо прогреть до +220°С, полученные соединения выдерживают небольшие знакопеременные нагрузки.
3. ОК-9650 отличается использованием сердечника из сплава алюминия с марганцем. Покрытие состоит из смеси щелочей и солей. Допускается использование электрода как сварочной проволоки при соединении деталей неплавящимся стержнем из вольфрама.

Электроды ОК предназначены для обработки чистого алюминия.

ОЗА-1 и 2

Модель ОЗА-1 предназначена для горизонтальной или вертикальной сварки листов из чистого алюминия марок А0-А3. Перед началом работы кромки требуется зачистить от окислов, а детали прогреть в печи до +250…+400°С. Формирующийся слой шлака следует убрать металлической щеткой и промыть поверхности теплой водой.

Электроды ОЗА-2 предназначены для исправления дефектов отливок из силумина марок АЛ-4 или АЛ-11 (с предварительной очисткой кромок и прогревом). Шлак смывается теплой водой и счищается стальными щетками.

Электроды перед работой требуется прокалить в печи на протяжении часа при температуре до +200°С. Металл шва, полученного с помощью ОЗА-1, состоит из алюминия с примесями кремния, титана и железа (доля компонентов в пределах 0,1-0,4%). Электроды имеют длину 350 или 400 мм (диаметр 4 и 5 мм соответственно).

Сварное соединение допускает изгиб до 170° и выдерживает нагрузку до 70 МПа.

ОЗАНА-1 и 2

Электроды ОЗАНА-1 для обработки чистого алюминия сортов А0, А1 или А3 требуют очистки кромок и прогрева деталей до +200°С (за исключением заготовок, имеющих толщину стенок менее 10 мм). Рассчитаны на работу в нижнем положении, допускается формирование потолочных швов.

Электроды ОЗАНА требуют прогрева деталей до +200°С.

Электроды модели ОЗАНА-2 применяют для соединения деталей из силумина или заделки разломов в литье.

При проведении работ может потребоваться дополнительный флюс (внешняя часть стержней ОЗАНА-1 и 2 покрыта смесью солей и связующего состава).

Электроды серии ОЗАНА перед использованием прокаливают на протяжении 30 минут при температуре +150°С, в металле шва присутствуют кремний и железо. Предлагаются стержни диаметром 3, 4 и 5 мм (длиной 320, 360 и 390 мм соответственно), сварочный ток зависит от сечения стержня. Полученное соединение выдерживает нагрузку до 90 МПа и изгиб до 140°.

Электроды ЛЭЗ

Предприятие ЛЭЗ (Лосиноостровский электродный завод) выпускает электроды для сварки конструкционных и легированных сталей. В каталоге более 50 позиций, отличающихся химическим составом и типом защитного покрытия. В производственной линейке нет стержней для сварки алюминиевых сплавов, поэтому необходимо выбрать продукцию другого завода (например ESAB или “СпецЭлектрод”).

Электроды ЛЭЗ применяются для сварки конструкционных сталей.

УАНА-6 для алюминия и сплавов с магнием

Электроды УАНА-6 с солевым покрытием позволяют вести сварку в горизонтальном и вертикальном направлениях. Перед началом работ кромки деталей необходимо зачистить и прогреть газовой горелкой либо поместить заготовки в печь. Следует учесть, что электроды не подходят для работы с деталями, имеющими толщину сопрягаемых кромок менее 10 мм. Стержни перед применением необходимо поместить в духовой шкаф, нагретый до +200°С (время прокалки до 90 минут).

Электроды УАНА-6 имеют солевое покрытие.

При использовании УАНА-6 формируется ровный шов без пустот. Остающуюся на поверхности шлаковую корку удаляют механическим способом (адгезия к основанию невысокая). Электроды имеют диаметр от 3 до 6 мм (с шагом 1 мм), сила тока в цепи составляет от 70 до 180 А (зависит от направления шва и сечения). Изделия выпускаются украинским предприятием “Энергомаш” (г. Сумы), информация о других поставщиках отсутствует.

UTP 48 с кремнием

Электрод UTP 48 предназначен для сварки или наплавки деталей, изготовленных и алюминиево-кремниевого сплава, содержащего до 12% кремния (у стержня аналогичный химический состав).

Полученный шов имеет предел текучести на уровне 80 МПа, временное сопротивление разрыву доходит до 180 МПа при относительном удлинении 5%. Металл стыка выдерживает нагрев до +573°С. Электроды могут использоваться при сварке в нижнем, вертикальном и угловом положениях, но следует учитывать повышенную текучесть расплава в ванне.

Электроды марки UTP 48 нужны для сварки алюминиево-кремниевого сплава.

Изделия UTP 48 рассчитаны на постоянный ток обратной полярности (с подачей положительного полюса на электрод). Предлагаются электроды диаметром от 2,5 до 4 мм при стандартной длине 355 мм (по отдельным заказам производитель выпускает продукцию с увеличенными или уменьшенными габаритами). Сила тока в цепи питания при проведении сварочных работ составляет 50-130 А.

Foxweld для сварки в газовой среде

Компания Foxweld предлагает аппаратуру для сварки алюминия вольфрамовым электродом с подачей защитного газа, предотвращающего насыщение расплава вредными веществами. Для формирования шва в зону сварки подают проволоку, сечение и состав подбирают в зависимости от характеристик соединяемых узлов.

Преимуществом оборудования является бесконтактный способ возбуждения дуги. На корпусе оборудования предусмотрены регуляторы параметров сварочного тока (информация выводится на малогабаритный жидкокристаллический дисплей).

Аппаратура рассчитана на подключение к бытовой сети переменного тока напряжением 220 В. Сила тока в сварочной цепи зависит от модели (например, базовый 180 DC PULSE имеет диапазон в пределах 10-180 А). Допускается снятие горелки и установка рукоятки для штучных плавящихся электродов (технология ММА). В этом случае защита шва осуществляется расплавленным флюсом. Габариты электрода подбирает сварщик, ориентируясь на протяженность стыка и толщину заготовок.

Как выбрать электроды

При определении марок электродов для работы с алюминием необходимо учитывать:

• химический состав, который подбирается по содержанию элементов в материале свариваемых деталей;
• сечение металлического стержня, зависящее от толщины заготовок.

Изготовление электродов для алюминия в домашних условиях

Начинающие сварщики и мастера с опытом иногда изготавливают электроды самостоятельно, используя проволоку с химическим составом, идентичным параметрам соединяемых деталей. Следует учесть, что самодельные изделия не отличаются стабильностью характеристик и непригодны для сварки ответственных соединений. Электроды используют для ремонта узлов, не подвергающихся высоким механическим или вибрационным нагрузкам, в бытовых или полевых условиях.

Что потребуется

Для изготовления потребуются:

• измерительный инструмент (линейка или рулетка);
• кусачки или ножовка по металлу;
• деревянная или металлическая подставка для сушки изделий;
• моток алюминиевой проволоки диаметром 3-4 мм;
• порошкообразный мел;
• силикатный клей (или жидкое стекло);
• емкость для смешивания компонентов обмазки;
• кисть для нанесения состава;
• сухая салфетка для удаления капель жидкой обмазки со стола или наконечника будущего электрода.

Для изготовления электродов нужны кусачки.

Пошаговая инструкция

Последовательность действий при изготовлении самодельных электродов для дуговой сварки алюминиевых деталей:

1. Нарезать проволоку из алюминия кусачками или дисковой пилой на заготовки, имеющие длину 250 или 300 мм (в соответствии со стандартами).
2. В отдельной емкости смешать порошкообразный мел с силикатным клеем. Полученная масса должна иметь однородную консистенцию без комков или посторонних примесей.
3. Аккуратно нанести обмазку на металлические заготовки (например узкой кистью). Толщина защитного слоя должна находиться в пределах от 1,5 до 2 мм, при нарушении требования снижается качество сварки. Наконечник, предназначенный для установки электрода в рукоятку, обмазкой не покрывают.
4. Поместить изделия за наконечники на подставку и дождаться затвердевания массы (скорость испарения влаги зависит от толщины слоя и температуры окружающей среды). Допускается ускорение процесса путем прокалки заготовок в духовом шкафу.

Видеоинструкция

В видеороликах представлен алгоритм действий, выполняемых при изготовлении самодельных электродов для сварки алюминиевых сплавов. Технология может использоваться без изменений, допускается внесение корректировок, связанных с перечнем имеющегося оборудования.

Рекомендации от мастеров

Советы опытных сварщиков начинающим мастерам:

1. Рекомендуется вести сварку заготовок электродами, изготовленными из сплава одной марки. Информация о химическом составе инструмента указывается производителем на упаковке.
2. Необходимо учитывать соотношение толщины заготовок и диаметра электрода. При использовании инструмента с повышенным сечением возможно прожигание листового алюминия.
3. Расходные материалы не рекомендуется просушивать более чем 2-3 раза из-за деградации покрытия.
4. Перед началом электросварки кромки сопрягаемых деталей необходимо обработать абразивным инструментом, удаляющим окислы.

Из-за повышенной текучести расплава сформировать тонкий и равномерный шов затруднительно. Крупные узлы рекомендуется сваривать в несколько этапов с перерывами для очистки мест соединения от шлака.

Электроды для сварки алюминиевых изделий

Любой мастер, занимающийся сваркой понимает всю сложность работы с алюминием. Сварка алюминия в домашних условиях электродом – процесс затратный по времени и трудоемкий. Это обусловлено тем, что на металл очень сильно оказывают влияние внешние факторы. Электроды по алюминию содержат всевозможные добавочные вещества, которые упрощают процесс сварки и создают вспомогательную защиту. Однако все равно они не могут избавить от всех трудностей, которые необходимо решать на этапе предварительной обработки.

Варить алюминий электродами – довольно не просто, но в то же время такой способ является самым доступным, который отличается низкой себестоимостью.

Отличительное свойство, которым характеризуются электроды по алюминию – это достаточно низкая температура плавления. Именно за счет этого свойства процесс их плавления осуществляется в максимально короткие сроки.

Чтобы создать качественный шов, надо иметь опыт в сварочных работах, поскольку вести наплавку надо очень быстро и здесь стоит быть особенно внимательным, т.к. одно неверное движение – и результат будет не тот.

Электроды для сварки алюминия получили очень широкое распространение, поскольку металл и его сплавы очень часто используется в промышленной сфере и при создании бытовых изделий. Электроды по алюминию – очень прочные, и при этом весят совсем немного. Используя электроды по алюминию для сварки инвертором в домашних условиях можно столкнуться с некоторыми трудностями. Однако, если подобрать подходящие наплавочные материалы и произвести хорошую предварительную подготовку, можно качественно сварить изделия.

Обратите внимание! Никакое защитное покрытие или газ не смогут совладать с оксидной пленкой, присутствующей на изделии, поэтому осуществляя наплавку, дугу надо держать максимально низко к основному металлу, так сварочный шов будет более прочным и надежным.

Рассмотрим более подробно как сварить алюминий

Особенности выполнения сварки изделий алюминиевыми электродами

Каждый сварщик знает, что заварить алюминий достаточно сложно. Основная причина – это оксидная пленка, присутствующая на алюминиевых элементах. Именно поэтому, для того, чтобы сварка прошла успешно и в итоге образовалось надежное соединение, нужно хорошо очистить поверхность заготовок от грязи и пыли, а также полностью убрать оксидную пленку.

Чтобы максимально хорошо очистить изделия, предварительно надо поместить заготовки в органический растворитель (ацетон, РС-1, РС-2, уайт-спирт), либо в щелочную ванну (в ней изделия надо подержать не более 5 минут).

Щелочная ванна считается самым действенным методом очистки алюминиевых изделий. Чтобы приготовить раствор в домашних условиях понадобится: 1 литр воды, 50 г карбонат натрия, 30 г жидкого стекла, 50 г технического тринатрийфосфата.

На заметку! Раствор, который приготовлен, нужно нагреть до температуры в 65° С. И только выполнив это условие, можно в него помещать детали.

После того, как алюминиевые детали будут очищены и обезжирены, можно начинать удалять оксидную пленку. Если пренебречь этим, то изделие, которое вы сварите, будет ненадежным и шов может разойтись. Избавиться от оксидной пленки в домашних условиях можно посредством металлической щетки, напильника или шлифовальной машинки. Когда элементы из алюминия подвергнутся механической обработке, их надо обработать растворителем.

После того, как будут выполнены все вышеописанные этапы подготовки поверхностей изделий, можно переходить непосредственно к сварке. Наиболее оптимальный вариант – это сварка алюминия в домашних условиях инвертором, здесь применяются специальные алюминиевые электроды. Для того чтобы получилась хорошо горящая дуга и в итоге образовалось прочное соединение, их нужно прогреть в печи, при температуре 200° С. Время прогрева – около двух часов.

Для того, чтобы сварить алюминий, потребуется прибегнуть к применению источника постоянного тока и подключать его надо в обратной полярности. Есть специальные электроды для сварки алюминия, их и нужно использовать. Также важно верно подобрать силу сварочного тока: величина его должна равняться 25-30 А на 1 мм их диаметра.

В процессе работы нужно уделять внимание еще одному моменту. Участок, где предполагается выполняться шов, надо прогреть газовой горелкой.

Температура нагрева напрямую зависит от толщины деталей, чем она больше, тем дольше нужно прогревать алюминиевые заготовки.

Качество сварочного шва зависит еще и от скорости охлаждения, здесь важно, чтобы она была максимально низкой. Соблюдая такую технологию, металл хорошо проплавится даже на низких токах, а также вы минимизируете риск появления трещин.

Обобщим вышеизложенное. Последовательность действий следующая:

1. Изначально все свариваемые детали хорошо очищаются и предполагаемые участки соединения прогреваются посредством газовой горелки.
2. На образовавшемся в итоге сварном шве надо удалить шлак.
3. Очищенный шов надо облить горячей водой, так он будет остывать намного медленнее.
4. После того как он остынет, нужно избавиться от остатков шлака металлической щеткой. Если это не сделать, то может появиться коррозия.

Виды и способы использования электродов по алюминию

Существует несколько способов сварки алюминия:

• сварка алюминия угольным электродом,
• графитовым электродом,
• вольфрамовым электродом.

Выбор того или иного электрода зависит от ряда причин. Во-первых, это способ сварки, которым вы воспользуетесь для создания шва.

Для дуговой сварки, осуществляемой вручную, электродами могут выступать угольные стержни, металлические прутки со специальным покрытием, которые выполняют роль присадочного материала. Подобная технология выполняется на постоянном токе обратной полярности, обычно здесь используется инвертор.

Дуговая сварка, производящаяся по автоматической технологии, имеет наибольшую эффективность при соединении встык предметов из алюминия, толщина сечения которых более 4 мм. В качестве электродов выступает алюминиевая проволока, а сам процесс работы производится под небольшим слоем флюса, которых характеризуется невысокой электропроводностью. Основным элементом данного состава является карбоксиметилцеллюлоза, которая замешивается на обычной воде.

Сварка в среде защитных газов (аргона или его смеси с гелием) применяется для создания шва на алюминиевых изделиях небольшой толщины. Здесь используются вольфрамовые электроды. Работа выполняться может как в автоматическом, так и в ручном режиме. Сварочная дуга, которая образуется при помощи вольфрамового электрода — очень стабильная, за счет чего получаются качественные и прочные соединения.

Виды электродов для сварки алюминия

Несмотря на обилие различных электродов, используемых для соединения алюминиевых деталей, выделяются несколько марок, завоевавших наибольшую популярность:

• Щелочно-солевые электроды марки ОК. Самое широкое распространение получили модели: 96.10, 96.20, 96.50. Данные электроды рекомендуется использовать для сварки технического алюминия и изделия из сплавов данного металла с марганцем и магнием. Электроды марки ОК характеризуются высокой гигроскопичностью, в связи с этим хранить их необходимо в местах с максимально низким уровнем влажности.

• Электроды марки ОЗАНА. Самые распространенные из этой серии — ОЗАНА-1 и ОЗАНА-2.
• Электроды ОЗА. Изготавливаются из сварочной алюминиевой проволоки марок СвА 1,3,5,10. В основном используются для соединения изделий, выполненных из чистого алюминия или его сплавов с кремнием.
• Электроды марки УАНА. Они нашли свое применение в сварочных работах по заготовкам из деформируемых и литейных сплавов алюминия.

Особенности и основные способы сварки алюминия: краткая технология и необходимое оборудование

Алюминий – один из самых популярных конструкционных металлов, чему способствует его достаточная прочность, малый вес, отличные показатели тепло- и электропроводности. Тем не менее сварка алюминия представляет собой достаточно сложный и трудоемкий процесс.

Особенности сварки алюминия

• наличием тугоплавкой оксидной пленки (стойкой к температурам до 2050℃) при более низкой температуре плавления основного вещества (660℃);
• мгновенным формированием оксидных пленок на каплях свежерасплавленного металла, что мешает их соединению друг с другом;
• необходимостью применения высоких сварочных токов для компенсации теплопроводности;
• высокой жидкотекучестью, а, следовательно, необходимостью оперативного охлаждения;
• склонностью к деформациям и растрескиванию при остывании.

Последний фактор обычно связан с наличием в структуре алюминия примесей в виде пузырьков газов, частиц щелочных и щелочноземельных металлов.

Ряд сложностей может возникнуть при определении марки алюминия или его сплава (например, с магнием, марганцем, кремнием), особенно если процентное соотношение веществ неизвестно.

Вне зависимости от выбранного типа сварки алюминия требуется выполнение очистных и подготовительных операций, которые должны снизить влияние вредоносных факторов в процессе сварки. К таким операциям относят:

• отбортовку тонколистовых заготовок и кромкование заготовок большой толщины;
• разрушение оксидной пленки в среде инертных газов, которое включает механическое удаление поверхностного слоя и обезжиривание металла;
• предварительный прогрев заготовок до температуры 250-400℃ (используется только в «горячих» методах сварки, зависит от толщины и формы заготовки);
• установка теплоотводящих прокладок, обеспечивающих равномерное и быстрое охлаждение заготовок в процессе сварки.

Кроме того, при восстановительном сваривании может проводиться обработка дефекта проникающими диагностическими составами для определения глубины и формы трещин, а также расчетных показателей шва. Кромки обнаруженных трещин, как правило, разделываются.

После выполнения этих действий приступают непосредственно к свариванию металла. По завершении работ соединение промывается проточной водой, со шва удаляются шлаки и прочие загрязнения.

Ручная сварка вольфрамовым электродом в среде аргона (TIG)

Сварка алюминия в среде защитного газа (помимо аргона, может применяться гелий) стала в последние годы самой популярной и востребованной технологией.

Швы, наложенные данным методом, мало подвержены тепловым и усталостным деформациям, они остаются прочными и эластичными в течение всего периода эксплуатации изделия.

Ручная сварка алюминия в защитной среде предполагает использование вольфрамовых электродов диаметром от 1 до 5 мм, а также присадочных прутков диаметром от 1 до 4 мм. Для окончательного разрушения остаточных оксидных пленок применяются сварочные аппараты переменного тока. Конкретные параметры операций по методу TIG можно определить из таблицы.

Тип соединения	Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Диаметр прутка, мм	Сварочный ток, А	Расход аргона, л/мин
С кромкованием	1,0	1,0	Не используется	45-50	4-5
	1,5	1,6-2,0		70-75	5-6
	2,0	1,6-2,0		80-85	7-8
Встык без кромкования, односторонние	2,0	1,6-2,0	1,0-2,0	55-75	5-6
	3,0	3,0-4,0	2,0-3,0	100-120	7-8
	4,0	3,0-4,0	2,0-3,0	120-150	8-10
Встык без кромкования, двухсторонние	4,0	3,0-4,0	3,0-4,0	120-180	7-8
	5,0	4,0-5,0	3,0-4,0	200-250	8-10
	6,0	4,0-5,0	3,0-4,0	240-270	8-10

Технология достаточно доступна, а потому широко используется не только в промышленных, но и в бытовых условиях. Для получения качественного соединения алюминиевых заготовок требуется лишь набор оборудования, включающий газонагнетающую установку, и определенные профессиональные навыки. Вот несколько советов, которые помогут правильно наложить сварочные швы:

1. Вольфрамовый электрод держат под углом 70-80° к рабочей поверхности, пруток – под прямым углом.
2. Пруток ведут первым, двигать его следует отрывисто, с периодическим подъемом вверх. Электрод следует за ним, формируя общую сварочную ванну с металлом прутка. Следует исключить любые поперечные движения.
3. Оптимальная длина сварочной дуги составляет 1,5-2,5 мм. Укорачивание дуги приводит к повышению температуры плавления, удлинение – к снижению.
4. Подачу газа включают за 3-5 секунд до начала сварки, отключают через 5-7 секунд после ее окончания. Это позволяет исключить оксидирование незастывшего металла.
5. Слишком интенсивная подача защитного газа не менее вредна, чем недостаточная. Она приводит к подсосу воздуха в зону сварки, что негативно сказывается на качестве швов.

Чтобы обеспечить эффективный теплоотвод, заготовку устанавливают на медный или стальной радиатор. Роль простейшего радиатора в бытовых условиях может играть свернутая проволока из металлов с высокой теплопроводностью.

При отсутствии такого охлаждения велик риск термических деформаций, искривления формы сварочной ванны и даже прожога заготовок.

Сварка полуавтоматом в среде аргона (MIG)

Полуавтоматические импульсные сварочные аппараты дают преимущество при работе с алюминием, так как генерируют серии импульсов, эффективно разрушающих поверхностные оксидные пленки. Кроме того, токи высокого напряжения «вбивают» в сварочную ванну капли металла прежде, чем на них успеют образоваться оксиды. Тем не менее при последующем плавлении и кристаллизации ванны не обойтись без защитного газа, роль которого традиционно играет аргон. Только в этом случае шов получится прочным, надежным и аккуратным.

При прочих равных условиях полуавтоматическое оборудование дает трехкратное преимущество в скорости сварки в сравнении с классическим TIG-методом, однако, требует применения более сложных и дорогостоящих технологических процессов. Кроме того, ручные швы, наложенные опытным сварщиком с использованием вольфрамового электрода и присадочного прутка, могут оказаться даже более качественными, чем швы, созданные полуавтоматом.

Полуавтоматическая сварка алюминия осуществляется постоянным током высокого напряжения с обратной полярностью. Одна из основных сложностей, связанных с этим процессом, заключается в равномерной и своевременной подаче мягкой алюминиевой проволоки в сварочную ванну. Чтобы избежать проблем, достаточно следовать нескольким простым правилам:

• для подачи алюминиевой проволоки необходимо использовать специальные наконечники с маркировкой «AL», иначе велик риск застревания материала ввиду его термического расширения;
• применять четырехроликовый подающий механизм, чтобы исключить вероятность возникновения петель и изгибов;
• скорость подачи должна быть достаточно высокой, так как проволока может начать плавиться еще до поступления в ванну.

Выбор конкретной марки проволоки и режима ее подачи диктуется составом алюминия или алюминиевого сплава, который будет свариваться, толщиной заготовок, режимом работы сварочного аппарата и способом обработки кромок. Зачастую первый фактор остается неизвестным, а, значит, подбирать материал приходится экспериментальным путем.

Электродуговая сварка покрытыми электродами (MMA)

Главное преимущество ручной электродуговой сварки покрытыми электродами – простота процесса и доступность оборудования. При сваривании алюминия она обычно используется в том случае, когда нет возможности реализовать MIG- или TIG-процесс, и только тогда, когда толщина заготовок составляет не менее 4 мм. Метод MMA обладает рядом существенных недостатков, среди которых:

• необходимость профессиональных сварочных навыков для создания ровного прочного шва;
• высокая вероятность образования пузырей в сварочной ванне;
• сильное разбрызгивание металла во время работы;
• сложности в удалении шлаков и загрязнений.

Обязательным условием при сварке алюминия покрытыми электродами является предварительный прогрев заготовок. В качестве основного инструмента используют несколько специфичные сварочные выпрямители с полого снижающейся внешней характеристикой. Для относительно тонких заготовок (4-6 мм) используются электроды диаметром 4 мм, более тонкие электроды не применяются.

Технология MMA предполагает такую последовательность действий:

1. Заготовки закрепляются на рабочей поверхности с зазором в 1,5-2,5 мм, в случае необходимости проводится предварительная разделка кромок.
2. Между покрытым электродом и основным металлом поджигается электрическая дуга длиной около 2 мм. Более длинные дуги при MMA-сварке алюминия не только замедляют плавление, но и способствую окислению сварочной ванны, а также увеличивают разбрызгивание металла.
3. В процессе плавления электрода его основа примешивается к металлу сварочной ванны (15-35%), а плавящееся покрытие генерирует газовое облако, защищающее расплавленный алюминий от окислительного воздействия воздуха. Роль дополнительной защиты играют выбрасываемые шлаки.
4. Электрод быстро перемещают в продольном направлении, так как скорость его плавления значительно выше, чем у непокрытых аналогов. Поперечные уклоны электрода должны быть сведены к минимуму.
5. По мере удаления электрода металл кристаллизуется, формируя сварочный шов. Если происходит случайный обрыв дуги, в шве образуются непроработанные зоны – «кратеры».

Главными сферами применения MMA-метода стало бытовое и восстановительное сваривание технического алюминия, сплавов алюминия и магния (содержание Mg до 5%), силумина. Обязательным условием после проведения сварки является очистка и контроль качества шва.