Алюминиевая проволока для сварки и особенности ее использования

В настоящее время имеется масса сварочных устройств, работа которых основана на разных принципах. У каждой технологии имеются свои достоинства и недостатки. К тому же иногда возникают ситуации, когда подходит определенный тип сварки. Наиболее популярной является порошковая сварка со специальной проволоки.

Сварка порошковой проволокой

Порошковая проволока, используемая для дуговой сварки – это трубка, где внутренняя часть наполнена металлическим порошком и флюсом. В основу материала входит металлическая лента, обрабатываемая по технологии холодной формовки и заполняемая смесью флюса с порошком. На завершительном этапе производства порошковая проволока растягивается до необходимых параметров.

Порошковая проволока, используемая для сварки без газа, цена которой доступна, классифицируется по назначению, способу используемой защиты, технологии сварки порошковой проволокой в разных пространственных положениях и механическим свойствам. Применяется сварка порошковой проволокой в монтаже низколегированной и низкоуглеродистой стали. Также материал может подразделяться по условиям использования (для простой или специальной сварки – под водой, с принудительным выполнением шва, монтажа арматуры и пр.).

Требования к расходным материалам и их преимущества

Проволока порошковая, используемая для дуговой сварки, производится в соответствии с основными требованиями:

1. С созданием равномерного плавления материала без крупных брызг;
2. Стабильный нагрев и легкое возбуждение дуги;
3. Должен получаться аккуратный шов, без дефектов (пор и трещин);
4. Образующийся при плавке шлак должен равномерно размещаться по шву и отделяться при охлаждении.

Такие требования являются основными параметрами для сварочных материалов, определяют использование порошковой проволоки при сваривании стали в разных условиях.

Сварка порошковой стали способствует решению проблем строительства и производства, повышает производительность процесса, снижает трудоемкость ручной очистки изделий от брызг. По типу использования и защите от внешних факторов, проволока бывает газо- и самозащитной.

Сварка самозащитной порошковой проволокой

Газозащитная проволока применяется в порошковой сварке полуавтоматом и автоматом для соединения низколегированных и углеродистых сталей в углекислом газе или его сочетании с аргоном. Для этого материала характерной является порошковая сварка с высокой проплавкой, обеспечивающая его использование в производстве нахлестов, стыков и углов за 1 или несколько подходов в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Сварка порошковой проволокой в среде с газом характеризуется низким разбрызгиванием, стабильным переносом струи, быстрым отделением корки, стойкостью к появлению шлака и пор.

Условно проволоки подразделяются на следующие виды

:

1. Для соединения низкоуглеродистых сталей с высоким уровнем наплавки применяется проволока с флюсовым сердечником;
2. Для соединения низкоуглеродистых сталей в разных положениях используется проволока с флюсовым сердечником;
3. Для монтажа низколегированных сталей применяется проволока с сердечником из металлического порошка;
4. Для монтажа низколегированных сталей применяется проволока с флюсовым сердечником;
5. Для сваривания низкоуглеродистых сталей применяется проволока с сердечником из металлического порошка.

Порошковая сварка с помощью газозащитной проволоки способствует получению хорошей формы шва и низкого разбрызгивания. Также расходный материал отличается от остальных видов высоким коэффициентом наплавления, оперативностью ведения шва и малым дымлением.

Самозащитная порошковая проволока представляет собой вывернутый электрод. Сварка самозащитной порошковой проволокой может проводиться в ветреную погоду, при экстремальных температурах или на открытом воздухе. В состав сердечника входят диоксидирующие, шлакообразующие и защитные присадки, что исключает использование флюса и газа. Таким образом, проводится сварка порошковой проволокой без газа.

К достоинствам самозащитной проволоки относят следующее:

• Проведение сварки в разных положениях;
• Аккуратное перемещение наплавляемого металла благодаря открытой дуге;
• Проведение жесткого контроля химического состава позволяет получать точный состав шлака;
• Отсутствует дополнительное устройство для поступления газа и флюса;
• Специальное покрытие на проволоке устойчиво к высокому давлению от роликов.

Проволоки классифицируются по общему назначению, могут применяться для соединения труб или металлоконструкций и пр.

Задачи сварщика при работе с алюминием

Учитывая особенности поведения алюминиевых сплавов при сварке, вы должны решить в процессе работы основные задачи: избавиться от оксидной пленки, обеспечить стабильную дугу во время сварки и своевременную подачу сварной проволоки, чтобы сварочный процесс алюминия был непрерывным, в противном случае его придется начать заново.
Сварщик должен:

• избавиться от окисной пленки в месте шва: пробить ее электрическим импульсом или провести механическую очистку поверхности с помощью металлической щетки или путем химического травления. Для пробивания пленки используют специальный импульсный режим работы оборудования;
• при выборе режима сварки не допустить прожогов металла из-за повышенной теплопроводности и низкого порога плавления алюминия, приводящего к быстрой потере прочности при нагревании. Для этого он должен обеспечить нужную температуру процесса и дугу от 12 до 15 мм длиной, выбрать правильные электроды и размер присадочной проволоки, подходящий для толщины соединяемых алюминиевых деталей и сопла горелки;
• учитывать склонность алюминия к значительной линейной усадке (почти вдвое больше, чем у сталей) при быстром остывании после нагрева, т. к. это ведет к созданию внутреннего напряжения с образованием деформационных трещин или кратеров в области шва. Для предотвращения этого начинать сварочный процесс нужно при большом сварочном токе, чтобы пробить оксидную пленку, а заканчивать — постепенно снижая его к концу процесса, это смягчит резкую смену температуры и не даст образоваться кратеру.

Техника производства порошковой проволоки

В порошковой проволоке внутренний сердечник – шихта должен выполняться из определенных компонентов, подобранных по грануляции и химическому составу. Поставка некоторых материалов (глинозем, крахмал, флюоритовый концентрат, рутиловый концентрат, железный порошок, кремнефтористый натрий и пр.) осуществляется в порошках, которые должны просеиваться и просушиваться. Готовый состав отправляется на участок наполнения проволоки.

Состоит порошковая проволока из внешнего покрытия и сердечника. Для внешнего слоя используется неполированная холоднокатаная лента, выполняемая из низкоуглеродистой стали. В производственной технологии проволоки указанного диаметра определяется ширина и толщина ленты. Реализуется лента со специальной смазкой в виде кругов или рулонов с внутренним диаметром от 15 см, перед использованием очищается от грязи и масел. Для очистки ленты применяется химический и механический ультразвук. При механической очистке лента проходит через барабаны с венской известью, обезжириваясь.

Порошковая проволока часто используется в создании металлургических комплексов, реакторных корпусов на атомных электростанциях, в изготовлении больших емкостей, тяжелых кранов, угольных комбайнов, строительной и сельскохозяйственной техники. Производство сплошной проволоки легированного и высоколегированного типа является затратным процессом, поэтому оно осуществляется на крупных метизных предприятиях.

Изготовление высоколегированных электродов для механизированного наплавления осуществляется из порошковой проволоки, состоящей из покрытия и порошкового сердечника (смеси карбидов, металлов, боридов, сплавов железа). Для выполнения самозащитной проволоки в сердечник добавляются шлако- и газообразующие составы, после чего осуществляется сварка порошковой проволокой без газа.

Часто люди принимают решение купить порошковую проволоку, которую применяют для сварки со следующими характеристиками: диаметром 3,6 мм (для наплавления флюсом) и размером 0,2-0,3 см (для соединения открытой дугой).

Другие виды сварочных проволок

Для сварки большинства цветных металлов и их сплавов используются сварочные проволоки различного диаметра, изготовленные из алюминия, меди и латуни.

На алюминиевую проволоку и проволоку из алюминиевых сплавов имеется отечественный ГОСТ 7871-75, в котором оговорены ее размеры (от 0,8 до 12,5 мм) и хим. состав. На проволоку из меди и сплавов на медной основе действует ГОСТ 16130-72. Медная проволока выпускается Ø от 0,8 до 8 мм.

Диаметры сварочной проволоки, производимые по ГОСТ в нашей стране, отличаются от зарубежных аналогов. А так как сварочные автоматы и полуавтоматы в большинстве своем зарубежного производства, то возникает необходимость знать аналоги проволоки, выпускаемой за рубежом. Например, аналогом самой применяемой марки Св08Г2С является проволока омедненная ER-70S-6, изготовленная известным производителем компанией FARINA из Китая. Поставляется с рядной намоткой на катушках. Зарубежная проволока имеет маркировку по стандартам AWS.

Сварочная проволока может поставляться:

• в бухтах (Ø 830 ÷ 850 мм, высотой 700 ÷ 1000 мм, весом до 1,3 т);
• мотках (Ø 220 ÷ 730 мм, толщиной 60 ÷ 180 мм, весом 15 ÷ 120 кг) ;
• на кассетах и катушках весом 5, 15 и 18 кг.

Бухты, мотки, кассеты и катушки могут поставляться без упаковки и быть упакованными в полиэтилен или специальные коробки. Если проволока поставляется неупакованной, то перед ее применением она должна подлежать сушке при температуре не менее 200 0С в течение получаса

Особенности дуговой сварки

Дуговая техника сварки порошковыми проволоками применяется часто, так как у нее имеется много достоинств. К примеру, проведение сварочных работ с флюсом может быть осложнено точным направлением электрода в необходимую точку. Также надо контролировать формирование шва. Такие сложности часто появляются, если осуществляется порошковая сварка полуавтоматом. Но затруднительной будет сварка порошковой проволокой в защитном газе, так как возможно нарушение защиты из-за сквозняков или засорение сопел, подающих газ.

В этом случае оптимальным вариантом считается сварка порошковой стали без газа и флюса, где не нужен баллон, редукторы, шланги, флюсовая арматура. Потребуется лишь направление электрода в разделку и контроль формирования сварочного шва.

Расплавка порошковой проволоки будет происходить так же, как и было заложено при ее изготовлении. Конструкция материала является основополагающим фактором при его расплавке дугой. Внутри металлической оболочки находится около 70% неметаллических материалов, из-за чего сопротивляемость к току у сердечника будет намного выше, чем у внешнего слоя. Из-за этого металлическое покрытие расплавляется быстрее. Сердечник расплавляется в результате теплового излучения от дуги и теплопередачи от нагретого металла. В результате при сварочных работах внутренний материал будет соприкасаться с ванной расплавленного металла, и поступать в него нерасплавленным.

Технология сварочных работ с применением порошковой проволоки

В основном сварка порошковой проволокой гост выполняется на шланговом полуавтомате. Поэтому человек должен постоянно следить за качеством сварного шва. Технология сварки порошковых металлов и соединения углов и стыков почти не отличается от соединения деталей в защитном газе.

Но у сварки порошковой проволокой есть некоторые особенности – на поверхности сварного шва появляется шлак, который может попадать в зазор между парой кромок спереди сварочной ванны.

Если работы выполняются поэтапно, то перед каждым началом сварки нужно зачищать от шлаков полученный шов. Но у такого процесса, как сварка порошковой проволокой, отзывы пользователей отмечают некоторые недостатки. У самого материала прочность не очень высокая, из-за чего требуется автоматическая подача проволоки с ограниченным сжатием подающими роликами.

При использовании обычной порошковой проволоки диаметром от 2,6 мм, нужно применять дугу с высоким током (для постоянного горения). Поэтому материалом можно пользоваться в нижнем положении и иногда – в вертикальном. Подобное ограничение можно объяснить большим объемом сварочной ванны и образованием на поверхности текучих шлаков.

Следующий недостаток метода основан на вероятности появления пор в сварочном шве (из-за наличия неравномерного заполнения и пустот в пространстве металлической оболочки)

. В этом случае следует подбирать режимы сварки порошковой проволокой в углекислом газе. Это значительно сократит риск появления пор в сварных швах. Следует учитывать, что от состава наполнителя в основном материале будет зависеть выбор нескольких параметров (тип и полярность сварки порошковой проволокой).

При применении порошковой проволоки в дуговой сварке, цена которой оптимальна, можно пользоваться током высокой плотности (200 А/мм2). Это позволяет плавить много металла и способствует повышению производительности (до 10-11 кг/час) при силе тока 400-500 А. При этом получаются материалы, химический состав которых не удается повторить в обычной промышленности.

Общие сведения

Порошковая проволока для сварки без газа внешне выглядит, как металлическая полая трубка. Внутри нее находится наполнитель, представляющий собой просто флюс или флюс, перемешанный с металлическим порошком. Под стальной оболочкой подразумевается холоднокатаная лента, изготовленная из мягкой стали, содержащей небольшое количество углерода. Размеры ленты выбираются в зависимости от того, какой диаметр должна иметь оболочка.

Такой тип проволоки находит применение при полуавтоматической сварке, во время которой не требуется защита с помощью газа. Самозащитная сварочная проволока может применяться без использования газового баллона, что служит несомненным преимуществом. Это обеспечивается нахождением внутри стальной оболочки флюса, который при начале плавления проволоки постепенно освобождается наружу и образует своеобразное облако, которое обладает такими же защитными свойствами, что и газ.

Внутри трубки содержатся мелкие фракции таких элементов, как железо, фосфор, хром. Это гарантирует такие обстоятельства:

• достижение подходящей температуры возле дуги и ванны и стабилизация ее;
• усиление перемешивания расплавленного металла;
• равномерное покрытие шва;
• отсутствие разбрызгивания металла;
• равномерность кипения расплавленного металла.

Также происходит увеличение скорости прохождения процесса. Имеется возможность осуществлять не только сварку, но и наплавку металлов. Порошковая проволока для полуавтоматической сварки находит широкое применение в автомобилестроении и ремонте различных металлических изделий. Особо следует отметить возможность потолочного вида сварочных работ.