Вы здесь Дом » Новости » Сварная технология » :

Искусство алюминиевой сварки TIG

Просмотры: 0 Автор: Редактор сайта Публикация Время: 2025-09-19 Происхождение: Сайт

Запросить

Алюминиевая тиг (вольфрамовый инертный газ) часто рассматривается как вершина сварочного мастерства. Процесс требует уникальной сочетания технических знаний, точной настройки оборудования и хорошо отточенной ловкости. При правильном исполнении он производит сварные швы, которые не только невероятно сильные и защищенные от утечки, но и эстетически красивые, с их характерным блестящим, сложенным делом. В отличие от сварочной стали, алюминий представляет ряд уникальных проблем из -за ее отдельных физических и химических свойств. Однако, понимая эти проблемы и овладеть методами, чтобы преодолеть их, вы можете разблокировать возможность создавать безупречные сварные швы на всем, от автомобильных деталей и аэрокосмических компонентов до индивидуального изготовления и художественных скульптур.

Это окончательное руководство проведет вас через все, что вам нужно знать, от фундаментальной науки, стоящей за процессом, до передовых методов, используемых профессионалами. Являетесь ли вы новичком, хотите начать работу, или опытный сварщик, стремящийся усовершенствовать свои навыки, это глубокое погружение в алюминий TIG Welding предоставит знания, необходимые для достижения успеха.

Почему алюминий отличается: понимание проблем

Прежде чем даже ударить дугу, очень важно понять, почему алюминий ведет себя не так, как сталь. Эти знания являются основой для всех методов и настройки, которые следуют.

Упрямый оксидный слой

Алюминий естественным образом образует очень тонкий, очень твердый слой оксида алюминия (al₂o₃) при воздействии воздуха. Этот слой имеет температуру плавления приблизительно 3700 ° F (2 037 ° C), которая резко выше, чем температура плавления чистого алюминия под ним, которая составляет около 1220 ° F (660 ° C). Если этот слой оксида не удален, он будет сопротивляться сварке, что приведет к загрязнению, плохому слиянию и уродливому зернистую сварку. Ключ к решению этой проблемы лежит в самом процессе Tig.

Высокая теплопроводность

Алюминий действует как отличный радиатор. Он очень быстро вытягивает тепло от зоны сварки. Это означает, что для запуска и поддержания расплавленной лужи требуется гораздо больше тепла. Это также означает, что наращивание тепла происходит по всей заготовке быстрее, что увеличивает риск деформации и искажения, если они не лежат тщательно.

Нет изменения цвета перед таянием

Сталь светится красными, прежде чем тает, обеспечивая четкий визуальный сигнал. Алюминий нет. Он остается серебристым и ярким вплоть до того момента, когда он мгновенно превратится в расплавленную лужу. Это может быть дезориентирующим для начинающих и требует обучения читать »поверхность металла, когда он нагревается.

Кратеры и горячие растрескивания

Алюминий имеет высокую тепловую экспансию и скорость сокращения. По мере того, как сварная лужа затвердевает и охлаждается, она значительно сокращается. Если сварной сварной сварной тренас неразумно, эта усадка может оставить кратер - депрессию в конце сварной шерсти. Кратеры сильно подвержены растрескиванию (горячее растрескивание), потому что они являются точкой концентрации напряжения во время затвердевания.

Основное оборудование и установка для алюминиевой тиги

Использование правильного оборудования и правильно его настройка составляет 80% битвы в алюминиевой сварке TIG.

Источник питания: сварщик AC TIG

В то время как можно приваривать тонкий алюминий с DCEN (отрицательный электрод с постоянным током) и гелиевую смесь, стандартным и необходимым методом качественной алюминиевой сварки является переменный ток (переменный ток).

Почему AC? Цикл тока переменного тока чередуются между двумя этапами:

Электродный положительный (EP) цикл: это действие 'очистка '. Во время этой половины цикла электроны прыгают от заготовки к вольфрамовому электроду, отрывая упрямый слой оксида алюминия. Это видно как отчетливый трафарный круг вокруг дуги.
Электрод отрицательный (en) цикл: это действие 'проникновение ' или 'Нагревание '. Во время этой половины ток течет от электрода в заготовку, доставляя большую часть тепла и создавая лужу сварного шва.

Современный сварщик AC/DC на основе инвертора идеально подходит, потому что он позволяет точно регулировать баланс переменного тока (или управление формой волны переменного тока).

Критические элементы управления: баланс и частота

Баланс переменного тока ( %en против %ep): этот контроль корректирует соотношение времени, проведенного в фазе проникновения (EN) по сравнению с фазой очистки (EP).

Более высокий %(например, 70-80 %) обеспечивает больше тепла и проникновения, более узкую очистку и более устойчивую дугу. Тем не менее, слишком много EN может позволить вольфрамоту перегреться и чрезмерно перегреться и мяч.
EP с более высоким %(например, 30-40 %) обеспечивает более широкое чистящее действие, которое полезно для грязного или окисленного материала или для решения примесей. Тем не менее, слишком много EP может привести к тому, что вольфрама быстро встанет и может чрезмерно травить материал за пределами сварной зоны.
Хорошая отправная точка составляет около 70% EN / 30% EP.

Частота переменного тока (Гц): этот элемент управления регулирует, сколько раз в секунду текущие переключатели между EN и EP.

Более низкая частота (например, 60-80 Гц) создает более широкий более мягкий дуговой конус и более широкую сварную лужу. Это более прощается для начинающих.
Более высокая частота (например, 120-200 Гц) создает очень сфокусированный, плотный и жесткий дуг. Это обеспечивает лучшую направленную контроль, более глубокое проникновение (дуг конус 'Digs ' в) и отлично подходит для жестких углов и детальной работы. Это также помогает концентрировать тепло, уменьшая общую зону, затронутую тепловой, (HAZ).

Выбор правильного вольфрамового электрода

Электрод является критическим компонентом. Для алюминиевого AC тиг чистый вольфрам (зеленый) был историческим стандартом, но он легко и менее стабилен. Сегодня Lanthanated (золото, 1,5% или 2,0%) и Ceriated (Grey) являются популярным выбором, так как они хорошо работают как на AC, так и на DC, начинают легко и поддерживают стабильную точку для более жесткой дуги. Цирконированный (белый) также является отличным, долговечным выбором, посвященным сварке переменного тока.

Электрод должен быть заточен до точки (с выделенной вольфрамовой шлифовальной машиной) для стабильной дуги, но естественным образом он образует мяч на кончике во время сварки переменного тока. Цель - чистый, стабильный мяч, а не большой, опущенный.

Настройка защиты газа и факела

Газ: используйте 100% аргона для большинства алюминиевых сварки толщиной до ½ '. Для более толстых участков используется смесь аргона / гелия (обычно 75% HE / 25% AR) используется. Гелий увеличивает тепловой вход дуги и проникновение без изменения электрических условий.
Газовая линза: газовый объектив настоятельно рекомендуется для алюминиевой сварки. Он заменяет стандартное корпус Collet в вашем факеле и использует тонкую сетку, чтобы создать гораздо более плавный, более ламинарный поток газа. Это обеспечивает превосходное защитное покрытие, позволяет вам вытащить вольфрам дальше для лучшей видимости и доступа к жестким суставам и менее подвержен черновикам.
Размер чашки: Большая керамическая чашка (например, #6, #7 или #8), используемая с газовой линзой, обеспечивает еще лучшее защитное газовое покрытие над более крупной сварной луж алюминия.

Наполнитель металлы

Алюминиевые стержни обычно соответствуют базовому сплаву, которую вы сварки. Общий выбор включает в себя:

4043: сплав общего назначения с превосходной плавностью и хорошей сопротивлением трещин. Он сварка сварка, но производит сероватый шварный бусин, который не анодируется, чтобы соответствовать основному металлу.
5356: другой наиболее распространенный выбор. Он обеспечивает более яркие, более блестящие сварные швы, которые более близко соответствуют цвету основного металла и анодируются. Он имеет более высокую прочность на растяжение, чем 4043, но менее жидко и может быть более чувствительным к горячим растрескиванию в определенных ситуациях.
Другие сплавы, такие как 4943, 5183 и 5556, используются для конкретных применений и требований к более высокой силе.

Всегда обращайтесь к таблице выбора металла наполнителя, чтобы выбрать правильный стержень для вашего конкретного базового металла и применения.

Пошаговая техника сварки

С вашей машиной правильно настроена, остальное сводится к технике.

Подготовка имеет первостепенное значение

Очистка: это не может быть переоценено. Все окисление, масло, смазка и грязь должны быть удалены.

Механическая очистка: используйте выделенную проволочную щетку из нержавеющей стали (используемую только для алюминия), чтобы очистить область соединения. В качестве альтернативы, используйте шлифовальную шлифовальную машину или диск с лопастью. Всегда чистите в одном направлении, а не вперед и назад.
Химическая очистка: протрите область вниз растворителем, таким как ацетон, или специализированный дегрессор, чтобы удалить любые углеводороды. Это должно быть сделано после механической очистки.

Подходит: Убедитесь, что детали плотно подходят вместе с минимальным зазором. Высокая текучесть алюминия может привести к плаву, если пробелы слишком велики.

Запуск дуги и установление лужи

Инициируйте дугу: используйте высокочастотный старт, чтобы избежать загрязнения вольфрама.
Создайте 'лужу ': удерживайте плотную длину дуги (около 1/16 'до 1/8 ') и оставьте факел устойчивой. Вы увидите, что оксидный слой исчезнет, и металл станет блестящим. Тогда это внезапно состоится в жидкой луже. Это может занять несколько секунд, особенно на более толстом материале. Потерпи.
Добавить металл наполнителя: После того, как установлена устойчивая, жидкая лужа около 1/4 ', опустите кончик стержня на наполнителю в передний край лужи. Держите стержень под очень низким углом (почти параллельно заготовке) и в газовом щите, чтобы предотвратить окисление до того, как он входит в лужу.

Движение и ритм

Классической техникой для алюминия является метод «Ходить по чашке », хотя отдача также распространена.

Отдача от руки: это включает в себя постоянное перемещение факела вперед, в то время как ритмично промахивая стержень начинки в лужу. Движение должно быть гладким и последовательным.
Прогуляйтесь по чашке: керамическая чашка факела опирается на заготовку или стержень. Покачивая факел из стороны в сторону постоянным движением, сварщик 'ходит ' чашка вдоль соединения. Это обеспечивает невероятную консистенцию, контроль и чистоту, особенно на трубах и длинных суставах. Это предпочтительный метод для многих профессионалов.

Завершение сварного шва и предотвращение кратеров

Не просто останавливайтесь и вытащите факел. Это гарантирует кратер.

Замедленно: Когда вы приближаетесь к концу сварного шва, слегка увеличивайте скорость перемещения, чтобы уменьшить размер лужи.
Добавьте дополнительный наполнитель: незадолго до завершения добавьте один или два последних провале металла наполнителя, чтобы переполнить конец сварного шва.
Используйте функцию заполнения кратера: у большинства современных сварщиков есть настройка заполнения кратера. Когда вы отпускаете педали или триггер, машина автоматически сужается вниз по магистражи в течение определенного времени (например, 5 секунд), позволяя луже медленно затвердеть, не сжимаясь в кратер. Научитесь использовать эту функцию.
Держите защиту: после добавления окончательного наполнителя сохраните факел на месте, пока газ после потока не остановится, чтобы защитить горячий, затвердевший металл от окисления.

Расширенные методы и устранение неполадок

Сварка тонкий алюминий (например, 16GA - 0,125 ')

Тонкий материал склонен к деформации и плавучим.

Используйте меньший вольфрам (1/16 ').
Используйте более низкую силу и меньшую чашку ( #5 или #6 с газовой линзой).
Импульсная сварка чрезвычайно полезна. Импульсирующие чередование между высоким током пика (чтобы растопить металл) и низкого фонового тока (чтобы лужа слегка остыла). Это уменьшает общий тепловой вход, сводит к минимуму деформацию и дает вам больше контроля. Хорошая начальная настройка импульса составляет 100 pps (импульсы в секунду) с 50% -ным соотношением пика/фонового соотношения.
Используйте медную или алюминиевую подкладку за соединением, чтобы помочь рассеять тепло.

Сварки толстый алюминий (например, 0,25 'и выше)

Толстый материал требует массивного тепла.

Предварительно наведите заготовку до 300-400 ° F (150-200 ° C) с факелом. Это часто важно. Он уменьшает тепловой удар до металла, отключает влагу и позволяет использовать меньшую силу от вашей машины.
Используйте больший вольфрам (3/32 'или 1/8 ').
Используйте гелиевой/аргонный смеси, для более глубокого проникновения.
Скостные толстые края для создания канавки 'V ', которая позволяет полное проникновение. Потребуется несколько проходов.

Общие проблемы и решения

Загрязнение вольфрама (черные пятна в сварке): электрод коснулся лужи или стержня. Остановитесь, сломайте загрязненный конец, по -настоящему поправьте вольфрамоту и перезапустите.
Окисление (остатки черной сажи): недостаточно чистящего действия (увеличение %EP), поток газа слишком низкий, черновики или материал не были достаточно чистыми.
Пористость (крошечные отверстия в сварке): вызванные загрязнением (влажность, нефть, смазка) или потерей защитного газа. Проверьте свои газовые линии, скорость потока (20-25 CFH) и убедитесь, что ваша работа чистая и сухая.
Отсутствие слияния: недостаточно теплового входа. Увеличьте силу, замедлить скорость перемещения или использовать более сфокусированную дугу (более высокая частота).

Безопасность сначала: защита себя

Всегда расставляйте приоритеты безопасности при сварке:

Респираторная защита: сварочные пары могут быть вредными. Используйте утвержденный респиратор с фильтрами P100, особенно в плохо вентилируемых районах. А Экстрактор FUME идеально подходит.
Защита глаз:

Сварка шлема: используйте автоматический шлем с оттенком #11-13 для сварки TIG.
Безопасные очки: всегда носите ультрафиолетовые защитные очки под шлемом, чтобы защитить глаза от бездомных дуг и мусора.

Защита от кожи: носите пламенную одежду (кожаная куртка или рукава, сварочные перчатки), чтобы защитить от ультрафиолетового излучения и разбрызгивания (хотя Tig имеет меньше расколов, чем другие процессы).
Электрическая безопасность: осмотрите свое оборудование на наличие поврежденных кабелей и соединений. Держите свою рабочую зону сухой.

Заключение

Алюминиевая сварка TIG - это сложный, но чрезвычайно полезный навык. Это настоящий брак искусства и науки, требующий понимания металлургии, электричества и газовой динамики, все это переводится через устойчивые руки сварщика. Там нет замены практики. Начните с простых бусин на плоской пластине, затем перейти к суставам и в конечном итоге до сложных проектов. Сосредоточьтесь на основе: безупречная чистка, точная настройка машины и разработка устойчивой, ритмической техники. Уважая уникальную природу алюминия и применяя знания в этом руководстве, вы будете на пути к производству чистых, сильных и красивых сварных швов, которые являются свидетельством вашего мастерства и преданности.