Сварка силумина аргоном в домашних условиях: технология

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

в отличие от других методов восстановления деталей из силумина, при дуговом в атмосфере аргона получают более прочные соединения,
режим формирования шва – скоростной, сварка не отнимает много времени,
не нужно предварительно прогревать детали и электрод,
отработанная технология по силам начинающим,
направленная дуга не перегревает деталь, она не деформируется.

работы нельзя проводить на открытом пространстве, в закрытых помещениях необходимо избегать сквозняков, чтобы облако аргона оставалось над рабочей зоной,
сложно сразу подобрать режим сварки,
при работе с толстостенным металлом нужно продумывать способ теплоотведения,
необходимо иметь специальное оборудование.

Тем, кто регулярно занимается ремонтными работами, недостатки аргоновой сварки не мешают создавать качественные и надежные соединения.

Сварка силумина сопряжена с некоторыми трудностями. В первую очередь, сварке поддается только силумин литейных марок, в состав которого входит цинк. Во-вторых, сварка этого материала в отличие от алюминия более ресурсозатратна.

Силумин – это двухкомпонентный сплав, в составе которого кроме алюминия и кремния присутствуют медь, железо, марганец и прочие элементы. Из него изготавливаются различные изделия методом литья. Хорошие литейные свойства позволяют получать тонкостенные или сложной конфигурации детали, к которым предъявляются повышенные прочностные требования.

Сломанное изделие из силумина легко узнать. На его сколе четко выделяются крупицы. На практике обычно ремонтом не занимаются. Но если возникает острая необходимость, то соединить детали можно несколькими способами: сваркой, пайкой и склеиванием.

Как происходит процесс?

Защиту от коррозии у силумина обеспечивает прочная окисная пленка. Она же усложняет процесс сварки, препятствуя непосредственному соединению атомов.

Сварку неответственных (слабо нагруженных) деталей ведут на постоянном токе обратной полярности, используя покрытые электроды, либо на прямом токе с помощью неплавкого электрода, угольного либо вольфрамового.

Требуемое проплавление обеспечивают с помощью предварительного нагрева. Детали толщиной свариваемых частей менее 10 мм нагревают газовой горелкой до 250-300ºС, заготовки большей толщины до 400ºС.

Особое внимание обращают на силу сварочного тока. Лучше всего выполнить его подбор до начала сварки деталей, используя бросовые куски силумина сходной толщины. Для предварительного подбора пользуются соотношением: I≤60 A на 1 мм диаметра электрода, где I — сила сварочного тока

Для предварительного подбора пользуются соотношением: I≤60 A на 1 мм диаметра электрода, где I — сила сварочного тока.

Поскольку пленка шлаков после остывания не даст возможности зажечь дугу, работы ведут непрерывно одним электродом.

Скорость плавления алюминиевого электрода выше, чем стального, поэтому вести сварку нужно быстрее выше.

При использовании технологии неплавкого электрода используют присадочные прутки из алюминиевых сплавов. Детали, толщиной до 2,5 мм можно варить, не разделывая кромок. Изделия массивнее требуют разделки, либо сварки с зазором порядка 0,5-1 мм.

Массивные заготовки сваривают за два прохода. Сначала от средины к краям шва выполняют проход для разогрева, а лишь затем ведут шов.

Плавление прутка не должно происходить каплями, поскольку каждая из них окажется в своеобразном «мешочке» из окислов. При этом силумин будет разбрызгиваться, не образуя шва.

Чтобы этого не происходило, присадка плавится непосредственно в сварочной ванночке. Для предохранения вытекания из нее силумина, используют стальные подкладочные пластины.

Готовый шов должен остывать как можно медленнее.

Изделия из силумина китайского производства сваривать бессмысленно, поскольку по большей части они изготовлены на основе порошковых технологий. Даже если удастся подобрать подходящий режим и присадку, цена такого ремонта окажется дороже новой детали.

Сварочное оборудование

Нержавеющая сталь, марки А2 или А4, материал относительно лёгкий для соединения с помощью электросварки. Дома это можно сделать двумя видами сварочных аппаратов:

MMA — аппарат ручной электросварки электродами, имеющими специальную обмазку.
MIG/MAG — сварочный полуавтомат. Сочетания букв трудно расшифровать, именно поэтому рассмотрим их характеристики вкратце.

Сварочный аппарат ММА — это машина для дуговой электросварки, выполняемой в домашних условиях. Соединение деталей происходит при расплавлении области их контакта и электрода при нагревании электрической дугой. В аппарате применяется электрод, который легко плавится и образует шов. Его обмазка служит защитным флюсом, образовавшийся при нагревании газ окутывает шов, предохраняя его от доступа кислорода воздуха. Если есть электроды из нержавеющей стали с обмазкой, возможна сварка нержавейки электродом в домашних условиях аппаратом ММА.

Заварить изделие из нержавейки электросваркой в домашних условиях трудновыполнимо из-за проблем найти подходящий электрод из нержавеющей стали. Можно заварить нержавейку простым электродом, но качество шва будет плохое. По отзывам потребителей, сварочный аппарат для домашнего применения полностью себя оправдывает хотя шов, полученный этим методом, в эстетическом плане часто желает лучшего, но MMA, самый дешёвый.

Во время сварки полуавтоматом MIG/MAG дуга накаляет материал, а проволока автоматически подаётся специальным устройством. Область контакта соединяемых материалов покрывается инертным газом аргоном, углекислым газом или смесью Ar и CO2, специально подобранным для каждого вида металла. При этом методе не образуется шлак, поэтому уже после предварительной очистки шов выглядит красиво. Его не нужно шлифовать и полировать. Находит широкое применение при сварке тонкого металла.

При выборе сварочного полуавтомата необходимо, чтобы устройство подачи проволоки имело четыре ролика. Это почти обязательное условие для лучшей его работы, так как сварочная проволока из нержавеющей стали очень жёсткая, и обычное двухроликовое подающее устройство не обеспечивает надёжную работу.

Качественный шов обеспечивает сварка методом TIG, вольфрамовым электродом, в среде газа аргона. В настоящее время она является основной в процессе производства изделий, в частности, из нержавеющей стали. В случае производственных мастерских метод подходит идеально, но при мелких ремонтах, где часто требуется полный демонтаж повреждённого элемента, метод TIG не самый популярный, но он наиболее точный и эстетичный. Шву не требуется дополнительная шлифовка и полировка.

Выполняем сварку силумина

Сварка материала силумина на первый взгляд представляет собой несложный способ соединения изделий, но в действительности может сопровождаться множеством трудностей. В процессе сварки происходит нагревание сплава до высоких температур, что значительно уменьшает возможность соединения заготовок из силумина. Поэтому в процессе сварки используется аргон, предупреждающий процедуру окисления. Соответственно, сплав восстанавливается лучше.

Силумин – сплав кремния и алюминия. Он предназначен для изготовления деталей сложной формы. Этот сплав отличается высокими механическими, литейными характеристиками.

Техника сварки силумина

Для соединения деталей из силумина возможно использование аргонодуговой методики сваривания. Оборудование включает инвертор, газовый баллон, горелку специального образца, осциллятор, неплавящиеся вольфрамовые электроды. Дополнительно, как присадочный материал, используется силуминовая проволока.

Силуминовые изделия перед соединением подвергаются предварительной подготовке.

В первую очередь устраняется оксидная пленка. Кромки соединяемых образцов зачищаются наждачной бумагой, специальной пескоструйной установкой, щеткой по металлу, прочими инструментами.
После этого поверхности изделий подвергаются химической обработке, для чего можно использовать бензин, любой растворитель. При использовании для этих целей раствора каустической соды заготовки необходимо обязательно промыть напором чистой воды.

Как происходит сварочный процесс?

Сварочные работы осуществляются с использованием короткой дуги на обратной полярности. В данном случае металл будет лучше проплавляться.

В сварочную зону подается присадочная проволока, где осуществляется ее расплавление, соединение с металлом изделия. В конечном итоге формируется жидкая однородная масса, которая после охлаждения становится монолитной.
Нельзя быстро подавать в сварочную ванну присадку, так как раскаленный металл будет разбрызгиваться, и в результате качество соединения будет низким.
Подача проволоки производится под углом перед горелкой, при этом движения должны осуществляться равномерно вдоль шовного соединения.
Нельзя передвигать присадочный стержень поперек, отклонять в стороны.

Основные требования

Остальные требования аналогичны, как при соединении алюминиевых образцов.

Поджигая электрод, запрещено касаться соединяемых изделий из металла.
Подача газа осуществляется спустя пятнадцать секунд после поджога электрода. Это предоставит возможность разогреть пространство сопла горелки.
При завершении сварочных работ подачу газа прекращать нельзя. Это действие нужно выполнить спустя десять секунд после прекращения подачи на электрод электрического тока. Это даст возможность металлу сварного шва остывать равномерно.

Можно ли выполнять сварочные работы такого типа в бытовых условиях?

В бытовых условиях сварка силумина может осуществляться с помощью плавящихся электродов, но существуют некоторые нюансы.

Обязательно проводится предварительная подготовка соединяемых элементов конструкции.
Материалы подвергаются предварительному нагреванию до температуры 250-300 градусов.
Электроды разогреваются до 150 градусов.

Небольшая область разогрева силумина, в результате чего деформация изделий полностью исключается.
Аргон характеризуется большим удельным весом в отличие от воздуха. Поэтому он предупреждает попадание из воздуха на свариваемые поверхности кислорода.
Повышенная скорость выполнения сварочных работ за счет тепловой энергии сварной дуги.
Общедоступная методика соединения образцов из силумина.
Возможность сваривания элементов конструкций, которые нельзя заварить, используя другие техники сварки.

Недостатки

Защита швов при сильном ветре существенно снижается, так как его интенсивный поток будет просто сдувать напор газа.
При использовании для сварочной дуги высоких значений токовой силы требуется дополнительное охлаждение.
Для произведения работ требуется достаточно сложное оснащение.
Настройки оборудования сопровождаются некоторыми трудностями.

Техника безопасности

При выполнение сварочных работ обязательное применение средств индивидуальной защиты: маски, перчаток, обуви с прорезиненной подошвой, полотна из асбестового, брезентового материала, стального листа.
Все токопроводящие элементы должны быть надежно заизолированы.
Запрещено осуществлять сварочные работы в помещениях, в которых находятся легковоспламеняющиеся жидкости, различного рода предметы.

Сергей Одинцов

Свариваемость сплава и возможные проблемы

Силумин прочен и устойчив к коррозии и хорошо поддается литью, штамповке и ковке. Однако сплав отличается высокой окислительной активностью, что затрудняет процесс сварки.

Удобнее работать с силуминовыми сплавами литейных марок, которые включают 5-22% кремния, но даже в этом случае требуются большие затраты ресурсов. Если в состав сплава входит много цинка, деталь варить нельзя, т.к. под действием температуры этот компонент выгорает, делая кромку ломкой.

При обработке силумина чаще используют инертные газы. Аргон, который тяжелее воздуха, оседает на обрабатываемой поверхности облаком. Таким образом, на открытом воздухе провести обработку этой области крайне сложно. Кроме того, в ряде случаев возможно плавление электродов.

Для сварки этого сплава применяют далеко не все припои, т.к. висмут, свинец, олово и кадмий плохо растворяются в алюминии, что делает полученное соединение ненадежным.

Однако при использовании флюса, отличающегося высокой активностью, и при тщательной обработке места шва используют припой на основе оловянно-свинцовой смеси. Полученный в этом случае шов отличается низкой устойчивостью к окислительным процессам, поэтому требует дополнительного покрытия лакокрасочным материалом.

Кремний в составе силумина плохо влияет на свариваемость.

Лучше всего для пайки и сварки алюминиевых элементов подходят припои на основе:

серебра;
алюминия;
кремния;
цинка;
меди.

Расходные материалы часто включают сразу несколько компонентов в разных соотношениях. Лучшим являются припой 34А, содержащий около 6% кремния, 28% меди и 66% алюминия, а также ЦОП-40 с 40% цинка и около 60% олова.

Рекомендуем к прочтению Как варить чугун в домашних условиях

Возможно ли проведение сварки силумина в домашних условиях

Силумин представляет собой сплав на основе алюминия, который используется для изготовления деталей. При обработке этого материала следует учитывать некоторые особенности. Например, сварка силумина похожа на работу с алюминием, однако этот процесс считается более энергозатратным.

Техника

На производстве, в частных мастерских и автосервисах мастера часто задаются вопросом о том, как сварить силумин. Для соединения деталей из этого материала применяется аргонодуговая сварка.

Технология представляет собой сваривание неплавящимся электродом.

Чтобы сделать надёжное соединение, используется специальная силуминовая проволока, которая выступает в качестве присадочного материала.

Перед использованием сварочного оборудования следует провести подготовку детали. Необходимо снять оксидную пленку, образующуюся на поверхности материала. Для этого используют наждачную бумагу, щётку или пескоструйный аппарат. Для химической обработки используют растворитель.

Какое оборудование необходимо?

Прежде чем приступать к сварочным работам следует подготовить оборудование

Для соединения силуминовых заготовок важно подобрать качественный аппарат. Сварочный трансформатор для этого не подойдёт

Нужен инверторный аппарат и газовый баллон

Помимо них применяют: вольфрамовые электроды, специальная горелка и осциллятор

Нужен инверторный аппарат и газовый баллон. Помимо них применяют: вольфрамовые электроды, специальная горелка и осциллятор.

Сваривать силуминовые детали можно полуавтоматом. Проволока подаётся под защитой инертных газов

При использовании полуавтомата важно учитывать некоторые особенности:

Если постоянный ток имеет минусовую полярность на электроде, качественный шов сделать не получится.
Чтобы соединяющая проволока не путалась при подаче, используют инструмент, оснащенный 4 роликами.

Преимущества и недостатки

У сварки силумина есть определённые преимущества и недостатки.

Сильные стороны:

Деформация заготовки практически отсутствует благодаря малой области обработки.
Аргон защищает обрабатываемую поверхность от попадания кислорода.
Высокая скорость выполнения работ.
С помощью этой технологии можно соединять конструкции, которые не поддаются другим методам сваривания.

Слабые стороны:

При работе на улице сильный ветер будет мешать проведению работ.
Если при создании дуги используется мощная токовая сила необходима дополнительная система охлаждения.
Оборудование, используемое для соединения силумина, очень дорого стоит.
Для работы с инструментами и создания качественного шва нужно обладать практическими навыками.

Требования

Заварить шов, используя сварочное оборудование, можно соблюдая определенные требования:

Нельзя прикасаться электродом к обрабатываемой поверхности при зажигании дуги.
Перед тем как подавать газ следует разогреть сопло горелки. Спустя 15 секунд можно открывать вентиль с газом.
После прекращения подачи электричества на электрод следует подождать 10 секунд и только после этого перекрывать газовый вентиль.

Если работы проводятся дома, можно использовать плавящийся, а не вольфрамовый электрод.

Можно ли выполнять сварку такого типа дома?

Иногда необходимо провести сварку силумина в домашних условиях. Этапы проведения:

Подготовить помещение, рабочее место и оборудование. При сварке аргоном нужно позаботиться о хорошей системе вентиляции. Для проведения работ подойдёт металлический стол.
Чтобы соединить детали из силумина, нужно использовать плавящиеся электроды.
Заготовки разогреваются до температуры в 300 градусов. Электроды нужно нагреть до 150 градусов.

Шов можно сделать плавкими электродами

Важно, чтобы они состояли из стержня силумина, который покрывается щелочно-солевым раствором. При проведении сварочных работ будет выделяться большое количество шлака

Его следует быстро убрать с поверхности заготовки

Его следует быстро убрать с поверхности заготовки.

Этапы сварки

Чтобы сделать качественное соединение силумина, сварка должна выполняться со строгим соблюдением технологии. Этапы:

После зажжения дуги и включения газа в рабочую зона начинается подаваться проволока. Она расплавляется и создаёт качественное соединение деталей.
При подаче проволоки её держат под углом перед соплом горелки.
Проволоку нужно подавать медленно. Иначе расплавленные металл будет разбрызгиваться по сторонам и качество шва ухудшается.

При использовании присадочного стержня нельзя выставлять его поперек или делать большие отклонения в стороны.Сварка силумина, сварка дюраль электродом

Техника сварки силумина

В первую очередь устраняется оксидная пленка. Кромки соединяемых образцов зачищаются наждачной бумагой, специальной пескоструйной установкой, щеткой по металлу, прочими инструментами.
После этого поверхности изделий подвергаются химической обработке, для чего можно использовать бензин, любой растворитель. При использовании для этих целей раствора каустической соды заготовки необходимо обязательно промыть напором чистой воды.