Сварка силумина: особенности материала, технология

Силумин как один из свариваемых материалов

Силумин – это сплав, в основе которого (более 90% химического состава) лежит алюминий. Остальные 10% приходятся на кремний. Последний добавляется для того, чтобы повысить прочность итогового сплава, что позволяет использовать его более широко. В некоторых случаях в состав сплава могут входить медь, железо, марганец и цинк. В случае если в составе силумина цинк присутствует в достаточных значениях, данный сплав следует относить к литейным маркам сплава, что позволяет говорить о возможности его сварки при наличии острой необходимости в таком действии.

По некоторым своим характеристикам силумин схож с нержавеющей сталью, но отличается заметной легкостью за счет легкости основного металла, входящего в состав сплава. По своей прочности данный сплав практически не уступает нержавеющей стали, что достигается наличием кремния в его составе. Кроме того, силумин также хорошо противостоит коррозии за счет такого свойства алюминия.

Еще одним ключевым свойством силумина является его пластичность, что позволяет изготавливать из данного металла большое количество различных сложных по своей форме деталей, так как он достаточно легко льется, что позволяет ему качественно заполнять искомые формы.

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.

Сваривать силуминовые детали можно полуавтоматом. Проволока подаётся под защитой инертных газов. При использовании полуавтомата важно учитывать некоторые особенности:

1. Если постоянный ток имеет минусовую полярность на электроде, качественный шов сделать не получится.
2. 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:

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

Слабые стороны:

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

Сварка силумина в домашних условиях

Силумином называют алюминиевый сплав с высоким содержанием кремния. Из него делают детали сложной конфигурации. Для их восстановления используют холодные и горячие методы.

Сварка силумина производится несколькими способами: плавящимися и тугоплавкими электродами. Металл легко окисляется, поэтому желательно использовать защитную атмосферу. Качество соединения без нее страдает. Виной всему жаропрочные оксиды алюминия. Как варить металл, какие тонкости важно учитывать, расскажут опытные сварщики.

Особенности сплава силумина

Он прочнее дюраля, устойчив к коррозии, пластичен – легко штампуется, поддается литью и ковке.

Его ценят за декоративность, износостойкость, легкость (у него низкий удельный вес). Силумин используют во многих отраслях, делают из него детали для машин и мотоциклов, накладные элементы для сантехники, оформления интерьеров.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке. Вообще не варят сплавы с большим содержанием цинка, при нагревании он выгорает, металл становится хрупким.

Литейный силумин с содержанием кремния от 5 до 22% горячим способом соединяют.

При температурной обработке применяют инертные газы, преимущественно аргон, он тяжелее воздуха, оседает на заготовке, держится облаком.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

• ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35;
• Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками;
• HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Металл в месте пайки нагревают до 600°С, технология та же, что при работе с алюминием. Для разрушения оксидной пленки применяют флюс Castolin 190 Flux и его аналоги.

Технология сварки силумина

Соединение можно сделать двумя способами:

• с помощью плавящихся электродов, такой сваркой заделывают детали, работающие на сжатие;
• используя присадочную проволоку.

Прежде, чем сварить силумин, необходимо:

• зачистить стык до зеркального блеска;
• снять оксидную пленку растворителем или бензином, работать надо в перчатках, чтобы не оставлять потожировых следов.

Аргонодуговая сварка силумина

Для работы нужно подготовить:

• инвертор сварочный на 220В или 380 В (сила тока зависит от толщины ремонтируемого участка);
• осциллятор, подающий напряжение на электрод, он нужен для создания дуги;
• комплект газового оборудования;
• горелка;
• баллон с защитным газом;
• присадочный пруток.

У сварки силумина аргоном есть ряд особенностей:

1. Полярность должна быть обратная, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации аргона, повышении его электропроводности.
2. Аргон должен поступать в рабочую зону только после розжига. Шов нужно охлаждать в защитной атмосфере не меньше 10 секунд, пока верхний слой металла не схватится.
3. Присадка вводится перед горелкой, со средней скоростью, под углом к электроду и диску. При быстрой подаче образуется много искр.
4. Электрод нужен для создания дуги, ближе, чем на 2,5 мм его к металлу не приближают.
5. Плавное движение горелки и прутка должны совпадать.
6. Диаметр присадочной проволоки всегда меньше размера электрода.

Под воздействием дуги присадка и кромки образуют однородный сплав. Важно поддерживать защитную атмосферу, следить, чтобы аргон не сдувало. Без него сразу начинается процесс окисления.

Сварка плавящимся электродом

Имея трансформатор или выпрямитель, заварить деталь можно плавящимся электродом ОК 96.50 – стержня из силумина, покрытого щелочной обмазкой. Перед работой его нагревают до 150°С.

Восстанавливаемую зону детали тоже необходимо прогреть паяльной лампой или газовой горелкой до 300°С (на металле появятся темные пятна побежалости, если они желто-коричневые – температура 250°С). При этой же температуре делается наплавка.

При такой сварке силумина в домашних условиях прочного шва не получится, частички шлака, а его при работе с плавящимся электродом образуется много, неизбежно остаются в расплаве.

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

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.

Широко применяется силумин при производстве элементов и деталей в авиационной, корабле-, судостроительной отраслях.

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.

Особенности сплава

Силумин – это сплав алюминия и кремния, а кремний влияет на плохую свариваемость. Но примеси железа и титана дают возможность качественного сварного соединения. Марки материала силумин различны. Дешевые составы из Китая буквально плавятся при воздействии высокой температуры. Но изделия известных торговых марок выполняются из более качественного материала.

Среди особенностей силумина следует отметить следующее:

• высокая прочность;
• высокая износостойкость;
• коррозионная стойкость.

У каждого изделия имеется ресурс работы, после которого происходит его разрушение. Соединить элементы можно методами, описанными выше. Склеиваются декоративные изделия.

Если к изделию не будут прилагаться значительные внешние усилия, то соединение можно произвести пайкой. Пайка силумина осуществляется при помощи специальных припоев.

В основном применяются припои для алюминия: ЕR4043, Harris52, HTS2000.

Пайка силумина в домашних условиях – Справочник металлиста

Сварка силумина – способ соединения деталей сложной формы или конструкции путем сваривания их кромок в защитном газе. Реализация операции на практике не особенно сложна, если понимать специфику процесса.

При нагревании сплав окисляется, что значительным образом осложняет процесс соединения изделий. Вот почему в процессе сварки не обойтись без защитного газа.

Особенные свойства силумина

Силумин представляет собой алюминиевый сплав с добавлением кремния, среди достоинств которого выделяется небольшая удельная масса, высокая прочность, стойкость к химическому воздействию и коррозии.

Сварка силумина в среде защитного газа.

Интересный факт! Сплав не поддается коррозийным процессам, так как на его поверхности образуется защитная пленка из оксидных соединений. Даже крохотное повреждение поверхности металлической конструкции из силумина приводит к контакту молекул алюминия и кислорода из воздуха.

Также к специфическим характеристикам силумина причисляют: легкий вес, высокую пластичность, доступную стоимость, широкую распространенность.

Благодаря таким качествам материал может применяться для создания изделий со сложной формой, которые должны соответствовать жестким требованиям по прочности, устойчивости перед коррозией и износу.

Силуминовые конструкции нашли применение в авиа-, мото- и машиностроении, его активно используют при производстве бытовой техники, сантехники.

Для пайки силумина применяется та же технология, что и при работе с алюминием, ‒ сварка не плавящимся электродом в аргоновом облаке. Защитный газ необходим для предотвращения окисления металла при контакте с кислородом.

Если при сваривании силумина в домашних условиях пренебречь аргоном, кромки деталей окислятся, на них образуется прочная, жаростойкая пленка, мешающая нормальному свариванию поверхностей.

Технология пайки силумина

Сварка силумина осуществляется методом аргонодугового сваривания с помощью аппарата, в конструкцию которого входят инвертор, баллон с защитным газом, горелка, осциллятор, не плавящиеся электроды из вольфрама. В работе задействуется особая, а именно силуминовая проволока.

Сварка силуминовых конструкций сопряжена с определенными трудностями:

• сваривать можно лишь те детали, которые изготовлены из силумина литейных марок, так как в их состав входит цинк;
• проведения сварных операций с таким металлом отличается высокой ресурсозатратностью.

Процесс аргоно-дуговой сварки силумина.

Технология аргонодуговой сварки предусматривает определенные подготовительные работы, без проведения которых сварные швы редко получаются качественными.

Такие операции позволят устранить оксидную пленку, для чего кромки соединяемых деталей нужно зачистить наждачкой. Также подойдет специальная пескоструйная машина или самодельная щетка по металлу.

Далее поверхности подвергают химической обработке с помощью бензина или любого растворителя. Также допускается использование для этого раствора из воды и каустической соды, но при таком положении дел изделие обязательно промывают по проточной водой.

При работе с силуминовыми деталями активно используют электроды марки ОК96.50, стержень которых изготавливаются из силумина, а обмазка ‒ из составов на основе солей и щелочей из хлора или фтора.

Сварка силумина в аргоне электродом происходит следующим образом:

1. Чтобы изделие проплавлялось наилучшим образом, работы по сварке материала нужно осуществлять при обратной полярности тока с использованием короткой дуги.
2. Присадочную проволоку подают в сварную зону, где она расплавляется, а затем соединяется с металлом изделия. Это приводит к формированию жидкой однородной массы, которая по мере остывания становится монолитной.
3. Если быстро подать в сварную ванну присадочный материал, раскаленный металл начнет разбрызгиваться. В итоге, качество сварочного соединения, а также его прочность и долговечность снизятся.
4. Проволока должна аккуратно подаваться под углом непосредственно спереди горелки. Движение сварщика непременно должны быть плавными. Передвигать присадку поперек, отклонять ее в стороны нельзя, так как это скажется на качестве сварочного шва.

Иные требования при работе с силуминовыми конструкциями аналогичны соединению алюминиевых изделий путем сваривания металлических изделий в аргоне:

• поджигая электрод, касаться соединяемых деталей запрещено;
• газа можно подать через четверть минуты после поджога электрода, что позволит достаточным образом прогреть воздух вокруг сопла газовой горелки;
• нельзя прекращать подачу газа разу после завершения работы, а только спустя пятнадцать секунд после этого, что позволит металлу соединения остыть равномерно и не потрескаться.

Технология аргонодуговой сварки

Общий процесс аргонодуговой сварки, выполняемой в отношении деталей из силумина, следует разделить на три больших этапа:

• подготовительный;
• этап сварки;
• этап завершающей обработки.

Подготовительный этап

На подготовительном этапе сварщику необходимо выполнить следующие действия:

• зачистить кромки свариваемых деталей с использованием любого доступного механического способа;
• обработать зачищенные кромки специализированными химическими составами с целью обезжиривания и полного удаления возможных окислов металлов.

Этап сварки

Сварочный этап состоит из следующих шагов:

• подсоединение инвертора. Его лучше подключать с обратной полярностью, так как это позволит добиться лучшего качества сварки. В том случае, если подключить инвертор, соблюдая прямую полярность, происходит процесс ионизации газа, в результате чего образуется плазма, которая режет, а не плавит силумин в сварочной зоне;
• электрод, произведенный из вольфрама, необходимо подвести к свариваемой поверхности из сварочной горелки на расстояние не более 2,5 мм, однако, не допуская касания его до поверхности свариваемых деталей;
• подача аргона начинает осуществляться не ранее, чем через 15 секунд после появления сварочной дуги, так как это позволит обеспечить максимально качественный прогрев элементов, подлежащих сварке;
• сварочная ванна заполняется путем введения силуминового прутка или проволоки. Механизм подачи выглядит следующим образом: сам пруток или проволока подается под небольшим углом к сварочной ванне и электроду, а скорость подачи должна быть установлена в зависимости от опыта работы сварщика, так как неоправданно высокая скорость подачи может негативным образом сказаться на качестве сварного шва из-за высокой степени разбрызгивания металла;
• присадка (проволока или пруток) вводятся перед горелкой в соответствии с путем ее движения и перемещается только вдоль шва;
• после завершения работы дуги (ее горения) аргон должен подаваться в течение не менее 10 секунд, так как это позволит дать металлу немного остыть, что позволяет минимизировать риск возникновения трещин и окислов тугоплавкого типа.

Завершающая обработка

Этап завершающей обработки предусматривает проверку соединения после завершения сварочного процесса на наличие трещин или непроваров, так как в случае их выявления может потребоваться повторная обработка соединения с целью упрочнения шва.

В случае если все манипуляции выполнены правильно, шов получается аккуратным, не требует очистки от шлака, а качество соединения остается максимально высоким.

В том случае, если были допущены технологические ошибки, может потребоваться разъединение только что сваренных деталей с последующим повторением всего процесса.

Ремонт и сварка силумина

Из-за хрупкости материала, изделия при эксплуатации часто трескаются. Реставрация поломок подходит эпоксидным клеевым составом. Однако стоит понимать, что хоть и вернется прежний вид, применять дальше в том же объёме изделие не получится.

Сломанную силуминовую деталь легко опознать. На сколе будут четко видны крупицы. Восстановлением заниматься практически не берутся, однако если такая необходимость возникает, то как правило применимо три способа соединения частей: пайка, сварка и склеивание.

Этапы склеивания:

• Обезжиривание места нанесения клея и сушка
• подготовить клей по инструкции
• аккуратно нанести
• крепко состыковать поломанные составляющие
• сутки дать  «застыть и закрепиться».

Аргонодуговая сварка силумина

Если повреждение сильное или ремонт методом склеивания невозможен, применяется сварка.  Как варить силумин? Если поломка не сложная, можно справиться своими силами, если более сложная, то потребуется помощь профессионала.

Сварка занятие непростое и ей поддается только цинковый состав литейного сплава силумина. Силуминовая сварка ресурсозатратна.

Подборка тематических видео:

Виды сварки: ручная электродуговая, сварка в среде защитного газа, аргонодуговая и контактная сварки

Как понять что у вас плохой газ АРГОН. Сварка TIG

Сварка силумина. Ремонт теплообменника.

Tig С Чего Начинать Обучение В Аргонодуговой Cварке?! Правила И Ошибки.

После окончания процесса соединение сварных деталей(именно аргонодуговой сваркой) остается аккуратный шов и отсутствует шлак.

Необходимое в работе оборудование (чем можно варить силумин):

1. инвертор для сваривания
2. аргоновый баллон
3. осциллятор
4. присадка
5. горелка (для взаимодействия с защитным газом).

Конструкция данной горелки разработана так, что в зону сваривания одновременно подается и ток (разжигающий дугу) и защитный газ.

Подготовка:

• проводится механическая зачистка окислов с кромки
• обязательное обезжиривание химическими средствами.

Плюсы данной сварки силумина:

1. свариваемые элементы не деформируются под воздействием сварочной дуги
2. отличное качество сварки за счет того, что происходит вытеснение кислорода аргоном
3. процесс сварки идет с высокой скоростью
4. существует много вариантов сварки сплавов, отличающихся по составу

Минусы:

1. реализовать сварной процесс можно лишь в закрытом пространстве для сохранения аргона под горелкой
2. нужно обеспечивать тепло отведение в большем, чем обычно объеме, так как сварной процесс  проводится высокими сварными токами
3. оборудование дорогостоящее
4. Выбор режимов занимает длительное время

Доп.видео:

Сварка алюминия и его сплавов

Как варить аргонодуговой сваркой? Настройка и запуск аппарата.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

На нашем сайте mrmetall.ru вы найдете полноценную информацию по каждому виду сварки, в том числе о ручной дуговой:

Все о сварке tig: как настроить и научиться варить за 3 часа — в помощь начинающим

Силумин можно сварить дома, чаще всего именно ручной сваркой.

Процесс можно реализовать при помощи электродов ОК 96 50 (силуминовый стержень, вокруг щелочная обмазка )

До начала работы необходимо произвести подготовку:

• разделать кромки
• удалить окислы
• нагреть деталь за счет горелки (газовой)

И только после проведения этих работ можно приступить к сварке. Электроды обязательно нужно просушить согласно рекомендации завода-изготовителя. Печь должна быть минимум 150-200 градусов.

Не стоит забывать о правилах защиты при проведении сварных работ.

Обязательны: маска, рукавицы без повреждений, обувь для защиты стоп, защитный костюм.

Обратите внимание на то, чтобы рядом с местом проведения сварки располагался огнетушитель и все необходимые для тушения пожара средства. Недопустимо, чтобы поблизости были предметы, которые могут легко воспламениться! Обязательно иметь надежное заземление на сварочном месте.

Тематические видео:

Пайка силумина

Силумин что это за сплав мы уже подробно рассказали ранее и из этой статьи вы узнаете, что это «союз» кремния и алюминия. Первый из которых негативно влияет на литейную способность.

Формула хорошего качества сваривания — силумина-это добавление в сплав титана и Fe.

Если силуминовое изделие разрушилось (появились трещины, например), восстановить можно воспользовавшись способами, описанными в данной статье. Как сварить силумин мы более-менее разобрались, но есть еще другие варианты соединения.

Например –пайка.

Сразу возникает вопрос- чем паять силумин

Ответ: с помощью специализированных припоев Harris52, HTS2000, ЕR4043 для алюминия.

Если изделие тонкостенное, то применяется мощнейший электрический паяльник. Остальное (толстостенное) нагревается только при помощи газобаллонного оборудования.

Важно не допустить перегрева . Защищают от этого применяются стальные прокладки.

Сварка плавящимся электродом

Второй способ соединения деталей при помощи плавящего электрода. Подготовка деталей осуществляется по такому же принципу, что и в предыдущем способе.

В этом случае используют электроды, покрытые щелочной оболочкой, с силуминовой сердцевиной. Качество такой сварки значительно ниже, чем аргоном.

Процесс происходит так:

1. Свариваемую зону прогревают горелкой или паяльной лампой до температуры 250-300 градусов.
2. Электроды тоже подвергаются нагреванию до температуры 150 градусов.
3. Во время сваривания деталей на шве от электрода появляется шлак, его необходимо полностью счищать.

Чем спаять?

Пайку силумина можно произвести газовой горелкой или паяльником с мощным жалом. Запаивают детали, предварительно очистив и обезжирив поверхность.

Для разрушения оксидной пленки используют флюс Castolin 190 Flux и другие.

Смотрите видео по теме, припой HTS-2000 пайка алюминия без флюса:

На этом видео, показан крутой способ пайки алюминия паяльником:

Наименее эффективный способ сваривания деталей происходит с помощью холодной сварки. Окончательный результат такого способа зависит от качества обработки поверхности склейки.

Можно ли заварить холодной сваркой крупные трещины? Нет, такой способ применяется только для микротрещин в деталях.

Особенности сплава

Несмотря на высокое легирование прочным кремнием, силумин имеет все характеристики, присущие алюминию: этот элемент является первым металлом по сродству с кислородом, поэтому среди всех прочих собратьев он будет первым входить в реакцию с ним.

В холодном состоянии алюминий образует на поверхности плотную оксидную пленку, которая исключает проникновение кислорода и дальнейшее окисление металла. Любая царапина запускает повторную реакцию: «чистый» алюминий образует новый оксид Al2O3, который, в свою очередь, восстанавливает потерянную защиту.

В расплавленном виде, из-за близкого сродства к кислороду, алюминий активно окисляется, образуя шлак — плотную жаропрочную пленку, исключающую взаимосвязь между его молекулами. Из-за этого сварка силумина в домашних условиях очень сложная. Стоит также отметить, что в химический состав входят более тугоплавкие вещества, одним из самых влиятельных оказывается цинк — при его большом содержании сплав свариванию не поддается. Соединить такие элементы можно только механическим способом.

Читайте также:  Рентгенографический контроль сварных соединений

На сегодня рассматриваются 2 метода сваривания алюминия и его сплавов. Каждый из них имеет свои недостатки и используется для ограниченного количества сплавов:

1. Электродный. Применяется силуминовая фаза с щелочно-солевой обмазкой.
2. Электродуговой. Наиболее рационален за счет использования защитной инертной среды.

Технология сварочного процесса

Важно! Проводить сваривание алюминия можно только на обратной полярности при «невысокой» температуре нагрева газа, поскольку ионизация аргона при сильном разогреве может привести к резке металла

В домашних условиях проводится сварка силумина электродом марки ОК96.50. Его принцип работы аналогичен использованию припоев. Основой фазы служит силуминовый сплав, поверх которого наносится солевая, щелочная обмазка производных фтора или хлора. При расплавлении электрода обмазка образует защитную оболочку (шлак) для получаемого расплава. Однородный (или близкий к нему) химический состав стержня восполняет окислившиеся элементы и объем расплава.

Чтобы провести сварку электродами, нужно подготовить поверхности: зачистить от окислов, разделать кромки, после чего нагреть. Сварку электродами проводят при температуре металла 250-300 °С. Для этого используется обычная газовая горелка. Способ очень пожароопасен, поэтому в помещении должны находиться средства тушения (песок, огнетушитель).

Наряду с клеем и пайкой используется еще один метод — холодная сварка для силумина. Представляет собой пластичную смесь, которая при взаимодействии с кислородом упрочняет структуру. Ее синтетическая основа не предназначена для перепадов температур, также она «не любит» отрицательной t, ею можно заделать только небольшие трещины.

Самый результативный способ, применяемый для нагруженных деталей, — сварка силумина аргоном и вольфрамовым (неплавящимся) электродом. Используется для толстостенных деталей (толщиной более 3 мм). Для этих целей нужен сварочный инвертор, который подключается по обратной полярности на короткой дуге.

Инвертор должен оснащаться осциллятором (поскольку электрод находится на расстоянии не менее 2,5 мм от металла и не должен соприкасаться с ним). В качестве присадки используется наплавляемая силуминовая проволока. Подготовка состоит из таких этапов:

• Кромки обрабатываются по одинаковой схеме: можно использовать пескоструйную машину, болгарку с металлической насадкой.
• После механической очистки проводят химическую, которая позволяет проникнуть на молекулярный уровень. Обрабатывают кромки бензином, раствором каустической соды, растворителем, после этого промывают напором воды.
• Газ подают после 15-секундного прогрева электрода, а отключают его подачу через 10 секунд после аргона.

Процесс сварки силумина аргоном

Достоинства и недостатки сварки аргоном

Правильный выбор метода основывается на знаниях принципа их работы. Преимущества аргонодугового переплава:

• Получение однородного шва с отличными физико-химическими показателями.
• Высокая скорость сварки.
• Полная защита от окисления.
• Легкая регулировка мощности благодаря использованию современного оборудования.
• Наличие разработанных методик для различных сплавов.

К минусам можно отнести:

• Дорогостоящее оборудование.
• Необходимость проведения пробных работ.
• Качественный сплав, соответствующий заявленному химическому составу.
• Необходимость постоянного повышения квалификации работника.

Возможности холодной сварки

Детали, которые не будут подвергаться сильным нагрузкам, можно соединять холодной сваркой.

Для этого применяют специальные клеевые составы:

1. «Холодная сварка».
2. PERMATEX Cold Weld.
3. Abro Steel.
4. Cosmopur 819.
5. Mastix.
6. Cosmopur 819.
7. Abro Steel.

Каждый из этих материалов имеет особенности использования. Они указываются производителем на упаковке. Необходимо точно следовать представленным рекомендациям.

Требования к оборудованию для полуавтоматической сварки алюминия

Сварка алюминия полуавтоматом может выполняться на любом оборудовании, но лучших результатов позволяют добиться импульсные сварочные аппараты. Инверторные устройства (ТИГ), на которых сварка выполняется на переменном токе высокой частоты, также обеспечивают высокое качество получаемого соединения, но процесс на них происходит в три раза медленнее, по сравнению с импульсным оборудованием. Однако для тех домашних мастеров, которые собираются варить детали из алюминия своими руками, ТИГ-аппараты являются оптимальным выбором.

Технология сварки алюминия полуавтоматом подразумевает использование защитного газа, в качестве которого используется аргон или смесь этого газа с гелием (если варить необходимо заготовки большого сечения). В отдельных случаях полуавтоматическая сварка данного металла может выполняться и без газа, но тогда необходимо использовать специальную порошковую проволоку, испарения которой формируют защитную среду, либо осуществлять процесс под слоем флюса.

Полуавтомат для сварки алюминия должен соответствовать ряду требований, которые учитывают особенности как свариваемых деталей, так и расходных материалов, используемых для выполнения соединения. Среди таких требований необходимо выделить следующие:

• Диаметр отверстия в наконечнике, через которое подается сварочная проволока, должен иметь некоторый запас по своему размеру. Объясняется это требование тем, что алюминиевая проволока, используемая для сварки, в процессе нагрева значительно расширяется, что может привести к ее застреванию в подающем отверстии.
• Шланг полуавтомата, через который подается сварочная проволока, должен быть не слишком длинным (не более 3 метров), что объясняется мягкостью используемой проволоки из алюминия, которая может деформироваться. Не допускается, чтобы на таком шланге были скручивания и сильно изогнутые участки.
• Чтобы минимизировать силу трения сварочной проволоки, подающейся через шланг полуавтомата, рекомендуется заменить обычный канал подачи на тефлоновый.
• Чтобы механизм подачи сварочного полуавтомата не заминал мягкую алюминиевую проволоку, он должен быть оснащен 4 роликами, имеющими U-образные канавки. Использование такого подающего механизма позволит обеспечить минимальное механическое воздействие на поверхность проволоки.

Четырехроликовый механизм, обеспечивающий плавную подачу алюминиевой проволоки

Если вы собираетесь выполнять сварку заготовок из алюминия своими руками достаточно часто и вам важна производительность данного технологического процесса, то лучше использовать для этих целей специализированное оборудование, работающее в импульсном режиме. В таком полуавтомате изначально заложен синергетический режим сварки, что дает возможность эффективно использовать это устройство для соединения деталей, изготовленных из алюминия.

Если же вас в первую очередь интересует качество формируемого сварного шва, а не скорость технологического процесса, то лучше использовать для сварки алюминиевых деталей в среде аргона упомянутый выше инвертор ТИГ. Такое оборудование стоит значительно дороже, но обеспечивает высокое качество сварного шва, его однородность и отсутствие в нем пор.

Инверторный полуавтомат марки «Кедр» с выносным механизмом подачи проволоки

Как правильно настроить оборудование

Сложность сварки алюминия обусловлена не только химическими свойствами данного металла, но также необходимостью строго придерживаться оптимальных режимов выполнения данной технологической операции. Для того чтобы хорошо усвоить правила выполнения такого непростого процесса, недостаточно будет просто посмотреть обучающее видео, важно понимать нюансы осуществления данной операции.

К особенностям рассматриваемого процесса, о которых не расскажет обучающее видео, относятся следующие.

• Перед началом сварки важно правильно выбрать и выставить рабочие режимы полуавтомата (напряжение, силу тока, скорость подачи сварочной проволоки, полярность).
• Чтобы полученный сварной шов обладал требуемым качеством и надежностью, необходимо правильно подобрать расходные материалы.
• Если посмотреть видео, демонстрирующее сварку алюминия полуавтоматом, можно обратить внимание на то, что данный процесс сопровождается образованием большого количества копоти. Это также следует учитывать при выполнении такой технологической операции.

Как и любой сложный технологический процесс, сварка деталей из алюминия при помощи полуавтомата требует тщательной подготовки, в рамках которой выполняются следующие мероприятия:

• подбираются наконечники для сварочного оборудования, которые оптимально подойдут для присадочной проволоки определенного диаметра;
• выполняется тщательная зачистка поверхностей деталей, которые необходимо варить;
• выбираются режимы сварки полуавтоматом, которые зависят от нескольких параметров: толщины соединяемых деталей, типа соединения и др. (чтобы облегчить себе выбор режимов сварки, можно использовать специальные таблицы или параметры, которые оговорены требованиями соответствующих ГОСТов);
• при выполнении сварки алюминия полуавтоматом наконечник устройства располагают под требуемым углом к поверхности соединяемых деталей.

Схема наложения шва при сварке алюминия

При сварке алюминия, который отличается высокой теплопроводностью, очень важно контролировать степень нагрева соединяемых заготовок, чтобы не допустить их перегрева и, как следствие, деформации.

Особенные свойства силумина

Силумин представляет собой алюминиевый сплав с добавлением кремния, среди достоинств которого выделяется небольшая удельная масса, высокая прочность, стойкость к химическому воздействию и коррозии.

Сварка силумина в среде защитного газа.

Интересный факт! Сплав не поддается коррозийным процессам, так как на его поверхности образуется защитная пленка из оксидных соединений. Даже крохотное повреждение поверхности металлической конструкции из силумина приводит к контакту молекул алюминия и кислорода из воздуха.

Также к специфическим характеристикам силумина причисляют: легкий вес, высокую пластичность, доступную стоимость, широкую распространенность.

Благодаря таким качествам материал может применяться для создания изделий со сложной формой, которые должны соответствовать жестким требованиям по прочности, устойчивости перед коррозией и износу.

Силуминовые конструкции нашли применение в авиа-, мото- и машиностроении, его активно используют при производстве бытовой техники, сантехники.

Для пайки силумина применяется та же технология, что и при работе с алюминием, ‒ сварка не плавящимся электродом в аргоновом облаке. Защитный газ необходим для предотвращения окисления металла при контакте с кислородом.

Если при сваривании силумина в домашних условиях пренебречь аргоном, кромки деталей окислятся, на них образуется прочная, жаростойкая пленка, мешающая нормальному свариванию поверхностей.

Технология пайки силумина

Сварка силумина осуществляется методом аргонодугового сваривания с помощью аппарата, в конструкцию которого входят инвертор, баллон с защитным газом, горелка, осциллятор, не плавящиеся электроды из вольфрама. В работе задействуется особая, а именно силуминовая проволока.

Сварка силуминовых конструкций сопряжена с определенными трудностями:

• сваривать можно лишь те детали, которые изготовлены из силумина литейных марок, так как в их состав входит цинк;
• проведения сварных операций с таким металлом отличается высокой ресурсозатратностью.

Процесс аргоно-дуговой сварки силумина.

Важно! Чтобы получить максимально прочную и долговечную силуминовую конструкцию путем сварки, важно соблюдать ряд жестких требований по качеству предварительной подготовки изделия.

Технология аргонодуговой сварки предусматривает определенные подготовительные работы, без проведения которых сварные швы редко получаются качественными.

Такие операции позволят устранить оксидную пленку, для чего кромки соединяемых деталей нужно зачистить наждачкой. Также подойдет специальная пескоструйная машина или самодельная щетка по металлу.

Далее поверхности подвергают химической обработке с помощью бензина или любого растворителя. Также допускается использование для этого раствора из воды и каустической соды, но при таком положении дел изделие обязательно промывают по проточной водой.

При работе с силуминовыми деталями активно используют электроды марки ОК96.50, стержень которых изготавливаются из силумина, а обмазка ‒ из составов на основе солей и щелочей из хлора или фтора.

Точечная сварка сплавов.

Сварка силумина в аргоне электродом происходит следующим образом:

1. Чтобы изделие проплавлялось наилучшим образом, работы по сварке материала нужно осуществлять при обратной полярности тока с использованием короткой дуги.
2. Присадочную проволоку подают в сварную зону, где она расплавляется, а затем соединяется с металлом изделия.
   Это приводит к формированию жидкой однородной массы, которая по мере остывания становится монолитной.
3. Если быстро подать в сварную ванну присадочный материал, раскаленный металл начнет разбрызгиваться.
   В итоге, качество сварочного соединения, а также его прочность и долговечность снизятся.
4. Проволока должна аккуратно подаваться под углом непосредственно спереди горелки.
   Движение сварщика непременно должны быть плавными. Передвигать присадку поперек, отклонять ее в стороны нельзя, так как это скажется на качестве сварочного шва.

Важно! Помещение для проведения сварных работ с силумином нужно оборудовать эффективной вентиляционной системой. Это сведет к нулю риски отравиться выделяемыми при сварке данного металла газами.

Иные требования при работе с силуминовыми конструкциями аналогичны соединению алюминиевых изделий путем сваривания металлических изделий в аргоне:

• поджигая электрод, касаться соединяемых деталей запрещено;
• газа можно подать через четверть минуты после поджога электрода, что позволит достаточным образом прогреть воздух вокруг сопла газовой горелки;
• нельзя прекращать подачу газа разу после завершения работы, а только спустя пятнадцать секунд после этого, что позволит металлу соединения остыть равномерно и не потрескаться.

Таблица режимов сварки алюминия.

Интересный факт! Соединения небольших по размеру деталей из силумина можно осуществить паяльником с мощностью не менее 100Вт. Если же работать приходится с крупными конструкциями, потребуется более мощный аппарат. Разогреть толстостенные детали можно только при использовании газобаллонного оборудования.

Среди достоинств электродуговой сварки в аргоне выделяют:

• узконаправленное воздействие дуги, предотвращающее деформационные процессы на свариваемых элементах;
• больший вес аргона по сравнению с воздухом, поэтому он способен вытеснять кислород из сварной зоны;
• высокую скорость рабочего процесса;
• наличие разных методик сварки различных составов.

Требования

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

1. Нельзя прикасаться электродом к обрабатываемой поверхности при зажигании дуги.
2. Перед тем как подавать газ следует разогреть сопло горелки. Спустя 15 секунд можно открывать вентиль с газом.
3. 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.

Как использовать смеси?

Тем, кто не знает, как склеить алюминий в домашних условиях, нужно придерживаться следующей поочередности действий:

• С поверхности соединяемых участков при помощи мелкозернистой наждачной бумаги или щетки удаляются ржавчина и загрязнения.

• Далее поверхности обрабатывают ацетоном.
• После этого нужно некоторое время нужно подождать, чтобы участок высох.
• В отдельной емкости смешать клей и отвердитель. Должна получиться однородная вязкая масса.
• Клеящую смесь нужно нанести на поверхность в виде точек или тоненьких полосок. Затем детали плотно прижимают друг к другу. В такой позиции их нужно зафиксировать и оставить на 15-20 мин.

Если у вас образовались излишки, вы можете их удалить ветошью, предварительно смоченной в растворителе.

Можно ли выполнять сварку такого типа дома?

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

1. Подготовить помещение, рабочее место и оборудование. При сварке аргоном нужно позаботиться о хорошей системе вентиляции. Для проведения работ подойдёт металлический стол.
2. Чтобы соединить детали из силумина, нужно использовать плавящиеся электроды.
3. 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.

Этапы сварки

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

1. После зажжения дуги и включения газа в рабочую зона начинается подаваться проволока. Она расплавляется и создаёт качественное соединение деталей.
2. При подаче проволоки её держат под углом перед соплом горелки.
3. 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.

Техника безопасности

Перед тем как начать сваривать силуминовые детали нужно позаботиться о безопасности. Для этого понадобится:

1. Защитная экипировка — перчатки, маска, обувь, роба.
2. Сварочное оборудование должно быть исправным. При поломке нужно заменить аппарат или провести его ремонт.

Помещение, которое используется для сварки, должно хорошо проветриваться.

Сварка силумина — технологический процесс, похожий на соединение алюминиевых деталей. При этом нужно правильно выбирать оборудование и расходные материалы.

Силуминовая сварка с применением аргона

По технологии процесс варки силумина почти аналогичный алюминиевой сварке. В ней одновременно применяется электрическая и газовая технологии, вследствие чего эта технология называется аргонодуговой.

Таким образом, работы по свариванию проходят в защитном облаке из аргона с применением нерасходуемого электрода.

Выше мы упоминали, что аргон во время сваривания отыгрывает защитную роль от окислительных процессов. Он выталкивает массы воздуха из зоны сварки, так как воздух легче аргона.

Другая отличительная черта этого химического элемента заключается в его инертности. То есть, аргон никогда не вступит в реакцию с воздухом либо иными газами.

Начинающим сварщикам, первый раз сваривающим силумин, рекомендуем быть осторожными и следить за температурой газа, чтобы не перегреть его.

Если производится сварка с обратной полярностью (когда осуществляется присоединение заготовки к минусовой стороне, электрода к плюсовой), будет происходить отсоединение электродов от атомов газа.

Вследствие чего аргон ионизируется и пропускает электроток сквозь себя. Таким образом, следует удостовериться, что газ доведен до требуемой температуры, так как в случае его перегрева, он своей мощностью начнет ломать элементы из силумина, а не скреплять их.

Важно заметить! Для сварки подходит только металл, с составом кремния от 5 до 20 процентов (литейный). Но если в сплаве есть довольно много примесей цинка, этот металл запрещается сваривать.

Как правильно сварить силумин

Для работ со сплавом применяют аргонодуговую сварку. Работы предполагают применение следующего оснащения: горелочное устройство, инвертор, осциллятор, а также газовый баллон.

Нерасходуемый вольфрамовый электрод закрепляется в горелочном аппарате, а силуминовая проволока отыгрывает роль присадки.

До начала сварочных работ с силумином нужно:

1. Пескоструйным аппаратом, наждачкой, либо металлической щеткой следует зачистить края элементов из сплава, предназначенных для сваривания.
2. Следующий этап – обработка деталей специальным химическим веществом, таким как растворитель либо бензин.

Такая технология предусматривает работы на обратной полярности с короткой дугой. Эти параметры предоставят лучшие условия для плавки сплава.

В сварочной зоне следует разместить присадочную проволоку, чтобы она расплавилась и соединилась с силумином. В итоге получится жидкое вещество однородной консистенции, которое станет монолитом после охлаждения.

Для образования сварочного шва высокого качества, проволоку следует подавать перед горелочным устройством, а сам горелку удерживать под углом.

От скорости, постоянности и точности подачи сварочной проволоки по шву зависит его качество. В случае очень быстрой подачи металл разлетится, а шов будет не ровным.

Важно придерживаться следующих советов и правил сваривания сплава в домашних условиях:

• Нельзя прикасаться к заготовкам из металла при поджигании электрода;
• Лишь после разжигания электрода из вольфрама должен вводиться аргон;
• Чтобы деталь остывала равномерно, не следует сразу перекрывать поступление газа. Нужно выключать подачу аргона через 10 с после того, как будет прекращено поступление электроэнергии на электрод.

Сварка силумина аргонодуговым методом: все “за” и “против”

Такой способ обладает массой преимуществ, из которых мы хотим выделить следующие:

• Эта технология одна из немногих, которая позволяет сварить детали из силумина;
• Процесс варки не займет много времени, если работать на короткой дуге;
• Применяя аргон в качестве защитного газа, вы обезопасите металл от окисления. Таким образом, если сваривать сплав по всем правилам, получится надежный крепкий шов;
• Даже на дому можно успешно осуществлять такого рода сварочные работы, но от опыта также многое зависит.

Конечно, как и у любого другого метода, у этого помимо плюсов найдутся и минусы:

• Аргонодуговую сварку металла не желательно производить на улице. Причина в том, что есть вероятность сдувания защитного газа ветром из зоны сварки. Таким образом, для сваривания рекомендуют выбирать закрытые помещения.
• При использовании аргонодуговой сварки важно собрать все нужное оснащение;
• Есть вероятность появления трудностей при регулировке сварочного режима;
• Детали из силумина нужно будет предварительно охлаждать, если вы используете трансформатор для сварки.

Подытоживая скажем, что процесс сварки силумина довольно кропотливый, он требует точности, аккуратности и немного опыта. Если вам важен итоговый результат, а не набор практических навыков, советуем вызвать профессионала.