TIG Welding Aluminium 101: руководство по распространенным проблемам и советы

Среди многочисленных процессов сварки металлов сварка TIG выделяется своими уникальными преимуществами, особенно в области сварки алюминия. Причина, по которой сварка TIG занимает такое важное место в сварке алюминия, заключается в превосходном качестве сварки и эстетичном внешнем виде сварного шва. В сварке TIG используется неплавящийся вольфрамовый электрод и защита инертным газом, что эффективно предотвращает окисление и загрязнение алюминия в процессе сварки, обеспечивая чистоту и прочность сварного шва.

Однако в процессе сварки алюминия существует множество проблем, таких как влияние оксидной пленки, образование горячих трещин и образование пористости, для решения которых требуется от сварщиков богатый опыт и навыки.

В этой статье рассматриваются распространенные проблемы, связанные с сваркой алюминия TIG, и приводятся практические советы, которые помогут сварщикам лучше освоить эту технику, повысив качество и эффективность сварки.

Что такое TIG-сварка?

Сварка TIG, также известная как сварка вольфрамом в инертном газе или газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW), представляет собой метод, в котором используются дуги постоянного (DC) или переменного тока (AC) для плавления двух металлических поверхностей и их соединения вместе. Похожий на МИГ-сварка алюминияВ нем используется инертный защитный газ (например, аргон или гелий) для предотвращения атмосферного загрязнения и окисления электрода и сварочной ванны.

Помимо алюминия, сварка TIG может использоваться для сварки различных металлических материалов, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь, никелевые сплавы, медные сплавы, титановые сплавы и т. д., и подходит для заготовок различной толщины от 0.1 мм до более 10 мм, сохраняя при этом высококачественные сварные швы.

К основным характеристикам сварки TIG относятся:

1. Тепло, выделяющееся во время сварки, относительно концентрировано, что позволяет образовывать узкую зону термического влияния, что особенно полезно при сварке металлов с высокой теплопроводностью, таких как алюминий и медь.
2. Его источником тепла является дуга постоянного тока с диапазоном рабочего напряжения от 10 до 95 вольт, но сила тока может достигать 600 ампер.
3. Сварка TIG не требует флюса, поэтому при ней образуется минимальное количество шлака, что приводит к редким проблемам с включениями шлака при многопроходной сварке.
4. Сварочная дуга TIG стабильна, в процессе сварки нет искр, брызг и шума, а также не образуется дым или вредные пары.

Как сваривать алюминий TIG: принцип процесса

Процесс сварки алюминия TIG в основном основан на методе сварки вольфрамовым инертным газом (TIG). В этом процессе неплавящийся вольфрамовый электрод генерирует дугу под действием постоянного тока (DC) или переменного тока (AC), и высокая температура этой дуги плавит основной алюминиевый материал и любую потенциальную присадочную проволоку, тем самым достигая сварка.

В начале процесса сварки высокочастотное дугогасительное устройство инициирует дугу между вольфрамовым электродом и алюминиевой заготовкой. Высокая температура дуги расплавляет как алюминиевую заготовку, так и кончик вольфрамового электрода, образуя сварочную ванну. Одновременно механизм подачи проволоки подает присадочную проволоку в сварочную ванну, где она плавится и сплавляется с алюминиевой заготовкой. По мере движения сварочной горелки расплавленный металл постепенно остывает и затвердевает, образуя прочный сварной шов.

Кроме того, выбор наполнителя сварочная проволока имеет решающее значение для обеспечения качества сварки и внешнего вида сварного шва. Например, присадочная проволока HS311 является широко используемым вариантом благодаря ее превосходным свойствам текучести металла, устойчивости к горячему растрескиванию и достаточной прочности.

Проблемы сварки алюминия TIG

По сравнению с другими металлами алюминий обладает более высокой теплопроводностью, что затрудняет концентрацию тепла в зоне сварного шва в процессе сварки. Кроме того, алюминий легко образует на воздухе плотный оксидный слой, который имеет высокую температуру плавления и плохо проникает в дугу, что затрудняет процесс сварки и влияет на формирование и качество сварного шва.

Однако одной из самых больших проблем, которую необходимо решить при сварке алюминия, является проблема пористости.

Образование пористости может происходить из-за примесей, таких как масло и влага, на поверхности присадочной проволоки и основного материала, а также из-за загрязнения защитного газа или недостаточного потока газа. Пористость не только влияет на плотность и прочность сварного шва, но также может привести к появлению более серьезных дефектов, таких как растрескивание. Поэтому строгий контроль условий сварки, обеспечение чистоты присадочной проволоки и основного материала, а также использование защитного газа высокой чистоты с соответствующей скоростью потока имеют решающее значение для предотвращения пористости.

Чтобы преодолеть эти проблемы, необходимо принять ряд мер, включая тщательную очистку алюминиевой поверхности, использование соответствующих параметров и методов сварки, а также строгий контроль сварочной среды. Однако важно различать плохая сварка и хорошая сварка после завершения сварочного процесса обеспечение качества и надежности сварных соединений. По сравнению со сваркой MIG, сварка TIG требует более точного контроля и более высокого уровня навыков.

5 основных проблем при сварке алюминия TIG

Вот пять распространенных проблем, возникающих при сварке алюминия TIG:

1. Полярность сварки

При сварке алюминия очень важно правильно выбрать полярность. При использовании источника постоянного тока выбор положительной полярности может привести к нестабильной сварке и плохому образованию шва.

Решение: Обеспечьте использование обратной полярности (DCEN) для сварки алюминия TIG. Это связано с тем, что оксидный слой алюминия легче проникает электронам в дуге на отрицательном электроде, что способствует очистке зоны сварки и стабилизации дуги.

2. Угол сварочного пистолета

Угол наклона сварочной горелки влияет на распределение сварочного тепла и образование сварочной ванны. Чрезмерно большой или малый угол горелки может привести к дефектам сварки, таким как непровар и включение шлака.

Решение: Отрегулируйте угол горелки в соответствии с положением сварки и типом сварного соединения. Обычно горелку следует держать под соответствующим углом к ​​поверхности заготовки, чтобы обеспечить стабильную дугу и правильное формирование сварного шва. Для плоских положений сварки угол горелки обычно регулируется в пределах от 70° до 90°; для вертикального положения и положения над головой могут потребоваться корректировки в зависимости от конкретных обстоятельств.

3. Сварочный газ

Выбор неподходящего газа, недостаточная чистота или наличие примесей при сварке алюминия TIG может привести к появлению дефектов сварки, таких как пористость, включения и трещины в сварном шве.

Решение: используйте инертный газ (например, аргон) в качестве защитного газа, чтобы предотвратить загрязнение сварочной ванны кислородом, азотом и другими примесями, присутствующими в воздухе. Дополнительно регулярно осматривайте и заменяйте фильтры в системе газоснабжения, чтобы исключить попадание примесей в зону сварки.

4. Скорость потока газа

Неправильный контроль скорости потока газа при сварке TIG может повлиять на защитный эффект сварного шва. Если скорость потока газа слишком мала, он может не создать эффективную защитную газовую оболочку, что приведет к загрязнению сварного шва. И наоборот, если скорость потока газа слишком высока, это может нарушить сварочную ванну, что повлияет на качество сварки.

Решение: Перед сваркой отрегулируйте скорость потока газа, чтобы определить подходящий диапазон. Для сварки небольших сварных швов или сварки тонких листов соответствующим образом уменьшите скорость потока газа; при сварке более крупных сварных швов или сварке толстых листов увеличьте скорость потока газа соответствующим образом, чтобы обеспечить адекватную защиту.

5. Сварочное напряжение

Неправильные настройки напряжения при сварке TIG могут привести к недостаточному проплавлению сварного шва, если оно установлено слишком низко, или к перегреву сварного шва, если оно установлено слишком высоко, что приведет к прожогу и деформации.

Решение: Во время сварки следите за формированием сварного шва и стабильностью дуги и соответствующим образом регулируйте напряжение для достижения наилучших результатов сварки. Более толстые алюминиевые материалы и присадочная проволока большего диаметра обычно требуют более высоких сварочных напряжений; Более высокие скорости сварки также требуют соответствующего увеличения напряжения для поддержания стабильной дуги.

5 главных советов по сварке алюминия TIG

TIG-сварка алюминия требует определенных навыков и опыта. Ниже приведены некоторые широко используемые методы сварки TIG алюминия:

1. Предварительная обработка алюминиевого материала

Перед сваркой необходимо тщательно удалить с поверхности алюминиевого материала масло, оксиды и другие загрязнения с помощью специализированных средств для очистки алюминия или механических методов. Использование специализированных средств для очистки алюминия или механических методов (например, шлифования) для удаления поверхностных загрязнений помогает уменьшить образование пор и включений в процессе сварки.

2.Предварительный нагрев алюминия

Для некоторых типов алюминиевых материалов, особенно толстых листов, правильный предварительный нагрев может снизить сварочные напряжения и деформации. Сварщикам необходимо точно контролировать температуру предварительного нагрева и изменения температуры во время сварки в зависимости от типа, толщины и требований к сварке алюминиевого материала.

3. Сварочный пистолет и электрод.

Убедитесь, что сварочный пистолет подходит для сварки алюминия, и выберите соответствующие вольфрамовые электроды. Убедитесь, что сварочная горелка обладает хорошими характеристиками рассеивания тепла и стабильностью, чтобы выдерживать высокие тепловые нагрузки во время сварки алюминия.

4.Оптимизация параметров сварки.

Отрегулируйте сварочный ток, напряжение и скорость сварки в соответствии с толщиной, типом и желаемым качеством сварки алюминиевого материала.

В таблице 1 приведен пример режимов сварки при автоматической сварке в инертном газе (TIG) алюминия и алюминиевых сплавов (АС).

Толщина плиты / мм	Количество сварочных проходов	Диаметр вольфрамового электрода/мм	Диаметр проволоки/мм	Сварочный ток/А	Расход аргона/л·мин－1	Апертура сопла/мм	Скорость подачи проволоки/см·мин－1
1	1	1.5 ~ 2	1.6	120 ~ 160	5 ~ 6	8 ~ 10	-
2	1	3	1.6 ~ 2	180 ~ 220	12 ~ 14	8 ~ 10	108 ~ 117
3	1 ~ 2	4	2	220 ~ 240	14 ~ 18	10 ~ 14	108 ~ 117
4	1 ~ 2	5	2 ~ 3	240 ~ 280	14 ~ 18	10 ~ 14	117 ~ 125
5	2	5	2 ~ 3	280 ~ 320	16 ~ 20	12 ~ 16	117 ~ 125
6 ~ 8	2 ~ 3	5 ~ 6	3	280 ~ 320	18 ~ 24	14 ~ 18	125 ~ 133
8 ~ 12	2 ~ 3	6	3 ~ 4	300 ~ 340	18 ~ 24	14 ~ 18	133 ~ 142

5. Настройка правильного контроля баланса

Для обеспечения эффективной сварки алюминия важно правильно настроить контроль баланса. Сварочные аппараты, работающие на переменном токе (AC), имеют два цикла: положительный и отрицательный. Отрицательная сторона содержит переменный ток, и именно здесь удаляется оксидный слой. Поэтому необходимо соответствующим образом отрегулировать баланс, чтобы эффективно и беспрепятственно работать со сварочным материалом. В некоторых случаях может потребоваться опустить отрицательную сторону, чтобы обеспечить более тщательную очистку оксидного слоя, особенно для образцов алюминия с толстыми оксидными слоями.

Выберите BoYi для своих нужд в сварке TIG

Сталкиваетесь ли вы с проблемами, связанными со сваркой алюминия TIG? Связаться с нами, и наша команда предоставит наиболее подходящее решение для вашего проекта.

Как компания, специализирующаяся на Быстрое прототипирование и крупномасштабное производство изготовление листового металла, Бойи располагает современным сварочным оборудованием и профессиональной технической командой, способной решать различные сложные сварочные задачи. Будь то алюминий или другие металлические материалы, мы можем предоставить высококачественные сварочные услуги, обеспечивающие прочность и надежность сварных соединений.

Вывод

Следование приведенным выше рекомендациям может помочь уменьшить распространенные проблемы при сварке алюминия TIG, улучшить качество и эффективность сварки. В то же время сварщики должны постоянно накапливать опыт практических операций, корректировать параметры и методы сварки в зависимости от конкретных ситуаций, чтобы добиться наилучшего сварочного эффекта.

FAQ

---

Метки: Руководство по изготовлению листового металла