Как выбрать сварочный аппарат для алюминия: MMA, MIG

Особенности сварки алюминия

Данный металл очень капризен при сваривании из-за своих физических и химических свойств. Его поверхность даже при комнатной температуре покрывается оксидной пленкой. С одной стороны, это даже хорошо, ведь окисленный слой защищает материал от коррозии. Но если попробовать сваривать его просто так, как, например, сталь, то можно столкнуться с большой проблемой.
Температура плавления окисла на поверхности алюминиевой заготовки – около 2000 °C, когда как сам материал плавится примерно при 600 градусах по Цельсию. Сварка обычным способом приведет к тому, что присадочный материал будет просто-напросто укладываться на поверхности, не позволяя обеспечить надлежащее качество шва. Увеличение ампеража станет причиной появления прожогов. При этом сварочная ванна будет стремительно окисляться.

Алюминий при сварке:

• Быстро кристаллизуется. Затвердевание происходит после остывания всего на 15-20 °C.
• Невероятно текуч. В расплавленном виде он напоминает воду, из-за чего вести шов нелегко, если поверхность изделия наклонена. Также именно это свойство повышает риск образования сквозных прожогов при манипуляциях.
• Сохраняет цвет после расплавления. По этой причине сложнее контролировать состояние сварочной ванны и рассчитывать необходимое количество присадочного материала.
• Испаряет водород. Это происходит из-за контакта с атмосферой. Как следствие – образовавшиеся поры в шовной структуре, которые делают соединение более хрупким.
• Отличается повышенной усадкой. Есть вероятность того, что, остыв, наплавленные валики просядут сильнее, чем нужно. Придется дополнительно заваривать кратеры в шве.

Чтобы достичь необходимого эффекта, достаточно перекрыть доступ окружающего воздуха к зоне плавления. Для этой цели используют среды инертных газов.

Виды аппаратов для сварки алюминия

Для сварки алюминия можно воспользоваться специализированными ТИГ-сварочниками, а также полуавтоматами. Сварку алюминия на бытовом уровне можно осуществлять с помощью MMA-аппаратов. Каждый вид оборудования для сварки отличается результатом работы и имеет множество других особенностей, определяющих целесообразность использования. Рассмотрим каждый аппарат по порядку.

Устройства TIG

Аббревиатура TIG расшифровывается как Tungsten Inert Gas. При этом методе в среде инертного газа в основном применяются неплавящиеся вольфрамовые электроды. Соединение деталей с помощью TIG-сварочника осуществляется на переменном токе (AC). Поэтому в рамках технологии при TIG-сварке применяют как универсальные электроды для переменного и постоянного сварочного тока (AC/DC), так и те, которые предназначены исключительно для AC.
В качестве защиты в сварочных аппаратах ТИГ для сварки алюминия в основном используют аргон, поэтому сам процесс известен под названием «аргонодуговая сварка». Инертный газ тяжелее воздуха и никак не взаимодействует со свариваемым материалом химически, поэтому он способствует отличной изоляции сварочной ванны. Также в процессе таких работ нередко используется гелий или смесь гелия и аргона.
Ручные сварочные аппараты для сварки алюминия аргоном отличаются тем, что предоставляют возможность подключения газового баллона, оснащаются горелкой для одновременной подачи защитного газа. Также в них предусмотрен дополнительный режим ММА-сварки.
Рабочий процесс с помощью TIG-установки проходит следующим образом:
1) очищаются от оксидной пленки до матового блеска и обезжириваются заготовки и присадочный пруток;
2) настраивается подача защитного газа;

3) задаются настройки на панели управления сварочником (основные параметры настраиваются при помощи параметрической кривой);

4) зажигается дуга после поднесения горелки и формируется шов с помощью присадочного прутка;
5) горелка удерживается над местом металлообработки еще некоторое время (в конце шва).
В результате использования аргонодуговой технологии получается прочный и герметичный шов, не требующий механической обработки. Благодаря использованию неплавящегося электрода, в процессе работы выделяется минимум шлака и дыма. Есть возможность работать с очень тонкими деталями и делать швы шириной 2-3 мм. Заготовки практически не деформируются, поскольку сильно нагревается только зона обработки.

К недостаткам TIG-устройств относятся высокая цена (в том числе на расходники), низкая скорость процесса, возможность формирования только незначительных по длине швов. Если сваривается листовой прокат, то необходима подложка, так как разогретый материал может провалиться под собственным весом. Кроме того, защитный газ исправно выполняет свою функцию только в спокойной обстановке, когда нет ветра или сквозняка.

Аппараты MIG/MAG (полуавтоматы)

Аббревиатура расшифровывается как Metal Inert Gas / Metal Active Gas. Это сварочники, которые подают присадочную проволоку прямо в горелку. Они используются для сварки алюминия в больших объемах. Позволяют получить умеренное качество и работать на потоке. Рабочий процесс производится с постоянным током в режиме обратной полярности.
Еще один плюс полуавтоматов – импульсный принцип работы (чаще встречается в некоторых дорогих профессиональных моделях). После подачи энергии кончик проволоки плавится, превращаясь в каплю расплавленного металла. Под воздействием импульса присадочный материал вдавливается в поверхность заготовки. Благодаря импульсной технологии, получается очень качественный результат.
Среди других преимуществ полуавтоматических сварочных аппаратов для сварки алюминия:

• высокая скорость процесса;
• возможность создания непрерывных длинных швов;
• управление одной рукой;
• лучший визуальный контроль сварочной ванны;
• усиленные прочностные характеристики соединения благодаря добавкам и присадкам;
• меньше дыма в процессе металлообработки, отсутствие шлака;
• поддержка работы с крайне тонкими заготовками (от 0,5 мм).

Как вы можете видеть, полуавтоматические аппараты для алюминия при некоторых сценариях использования даже более эффективны, чем аргонодуговые. Но они также имеют значительные минусы. Полуавтоматы стоят недешево. Дополнительно придется тратиться на защитный газ, проволоку. Если вам нужно часто чередовать сварку стали и алюминия, то будет проблематично менять каждый раз канал для подачи проволоки, контактный наконечник, ролики подающего механизма (понадобятся ролики для алюминия с U-образной канавкой). Сам плавящийся электрод из-за своей небольшой толщины и значительной гибкости труднее управляется, чем неплавящиеся аналоги.

Аппараты ручной дуговой сварки

Обычные устройства MMA (Manual Metal Arc) тоже можно использовать для сваривания алюминиевого проката. Однако этот способ имеет наибольшее количество недостатков, поэтому не используется для соединения конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки. Он широко применяется в качестве недорогой альтернативы для домашнего использования.
Технологическая операция осуществляется в основном с постоянным током в режиме обратной полярности. Подобные сварочные инверторы для алюминия отличаются высоким КПД, эффективным расходом энергии, защитой от нестабильности в электросети, точной регулировкой ампеража, быстрым поджогом дуги. К ним подбираются специальные электроды – для работы со сплавами или с чистым металлом.
Среди минусов:

• необходимость более тщательной подготовки деталей;
• высокая сложность формирования ровного шва;
• значительное разбрызгивание при плавлении электрода;
• невысокое качество соединения по причине пористости;
• очень крепкая шлаковая корка.

Плюсы метода: дешевизна оборудования в сравнении с другими возможными вариантами, быстрое переключение на операции с другими необходимыми материалами.

Регуляторы параметров сварки

Аппарат для сварки алюминия аргоном имеет больше настроек, в отличие от стандартного инвертора ММА.

• Регуляторы основного сварочного тока. Позволяют выставить показатели силы тока при сварке (Ампер).
• Установки стартового электрического тока.
• Таймер, устанавливающий время для спада тока.
• Реле подачи газа. Устанавливает временные интервалы продувки аргона.
• Форсаж дуги. Форсирует поджигание электрической дуги.
• Регуляторы импульсного тока и балансиры.
• Установки полярности.
• Таймер подачи газа.

С помощью этих регулировок устанавливаются параметры для сварочного процесса.

Алюминий варят переменным током с высокой частотой зажигания дуги! Инверторы с такими настройками позволят регулировать баланс и напряжение электричества.

Также такие установки позволяют сварщику контролировать электрическую дугу, фокусируя ее по ширине. Это позволит варить металл в труднодоступных местах или же тонкостенные конструкции.

Какой аппарат лучше всего подходит для сварки алюминия

Алюминий и сплавы на его основе сваривают аргоном или его смесью. Для работы используются аппараты, работающие от переменного тока, предварительно настроив соответствующие опции и режим. Особенного внимания требует качество инертного газа — от него зависит качество стыков, их эстетический вид.

Тип аппаратаПринцип действия

Полуавтоматический сварочный аппарат	Сваривание осуществляется посредством плавящейся в горелке алюминиевой проволоки. Сварщик при этом направляет сварочную ванну по ходу шва
Инверторный сварочный аппарат	Для сварки используются предварительно прокаленные электроды для испарения влаги
Сварочный аппарат для аргонной сварки	Работа осуществляется под дугой больших температур, в точку сварки непосредственно подается аргон. Для испарения влаги используют особые электроды, например, из вольфрама

Какой вид сварочного аппарата для алюминия подойдет лучше всего?

Чтобы определиться с типом приобретаемого устройства, ответьте себе на следующие вопросы:

1. С какими видами металлов предстоит работать, в частности, будете ли вы сваривать только алюминий или еще и другие металлы? От этого будет зависеть тип приобретаемого устройства – только с постоянным током или с AC/DC. «Постоянка» используется для работы со сталью, нержавейкой, медью. Аппараты AC/DC универсальны и могут работать как на постоянном, так и переменном токе.
2. Будете ли сваривать заготовки толщиной менее 1 мм, нержавейку? Если да, то ваша установка должна быть оснащена импульсным режимом.
3. Как интенсивно вы будете использовать устройство? Для работы в постоянном режиме полезно будет обзавестись сварочным аппаратом для алюминия и горелками с жидкостным охлаждением.
4. Где вы будете использовать устройство? Для профессиональных нужд используются TIG-установки и полуавтоматы. Если нужна установка для эпизодических работ дома, то сгодится и обычный ММА-аппарат.
5. Насколько длинные швы вы будете создавать? Для коротких швов можно купить TIG-устройство. Есть возможность обеспечивать длинные соединения с помощью полуавтоматов.

Этого достаточно, чтобы разобраться в основных параметрах выбора.

Что нужно знать, выбирая устройство?

При покупке сварочника обратите внимание на следующие моменты:

• Толщину соединяемого металла. От нее зависит диапазон тока в сварочнике. Если вы в основном работаете со стальными конструкциями толщиной до 6 мм, то подойдет аппарат до 200 А, но алюминий той же толщины потребует уже свыше 200 А. Если нужно работать с очень тонкими заготовками от 0,5 мм, то подойдут полуавтоматы.

• Ваш опыт в сварке металлов. Если вы новичок, вам будет полезно устройство с функциями, облегчающими рабочий процесс. Также стоит заметить, что сваривать с помощью MMA-аппарата легче, чем с использованием аргонодугового сварочника.

Современные высокотехнологичные аппараты для сварки алюминия имеют большое количество возможностей, настроек и регулировок.

Полезные функции в TIG-сварочниках

Если вы все же решите, что вам важнее качество сварного шва и захотите приобрести аргонодуговой аппарат, то вам не помешает узнать о полезных функциях, которыми могут обладать TIG-аппараты.
ТИГ-устройства для формирования еще более качественного шва могут обладать следующими функциями:

• Pulse. Чередование силы тока. Необходимо для сокращения тепловложения и минимизации риска прожога.
• «Пред/пост газ». Подача защитного газа перед и после формирования шва.
• Переключение на переменный ток. TIG-сварка инвертором ведется только в AC.
• Регулировка баланса. Дает возможность продлить срок службы электрода и повысить глубину провара или наоборот, снизить тепловложение и минимизировать риск прожога.

Полуавтоматы (MIG/MAG) могут производиться с такими функциями, как:

• Pulse. Благодаря пульсации силы тока в момент нарастания эффективно плавится окисленный верхний слой, а при спаде спокойно вплавляется присадочный материал.
• Double Pulse. Удваивание обычной пульсации. Способствует более тонким швам и повышенной скорости сваривания деталей.

Выбор сварочного аппарата

Для того, чтобы решить, какой сварочный аппарат необходим, нужно определить, для чего его планируется приобрести. Для этого учитывают следующее:

• Требуется оценить собственный опыт работы с TIG сваркой. Если он недостаточный, то использование такой техники может стать неэффективным.
• Нужно участь толщину обрабатываемых деталей и обдумать возможность использования обычного вида сварки.
• Какие материалы необходимо сваривать. В некоторых случаях применение TIG сварки является наилучшим способом, в других — можно рассмотреть альтернативные варианты.
• Нужно определить, планируется ли регулярно использовать эту технику или она требуется для разового применения.

Ответив на эти вопросы, можно приступить к выбору подходящей модели сварочного аппарата.

Существует модели, использующие как переменный, так и постоянный ток. Первый вариант подойдёт для работы с алюминием, магнием или с металлами, у которых имеется оксидная плёнка. Аппараты с постоянным током применяются для сварки стали, чугуна или меди. Существуют универсальные модели, позволяющие использовать тот вид тока, который необходим в конкретном случае. Их легко отличить по названию, так как в нём должны присутствовать символы «AC/DC».

Аппараты различаются в зависимости от величины используемого сварочного тока. Выбор зависит от вида тока, материала и толщины свариваемых деталей. Определив, какие нужно будет обрабатывать, выбирают технику, которая способна обеспечить подходящий режим работы.

Например, если речь идёт о стальных деталях толщиной до 6 мм, то необходимо обеспечить 200 А. В том случае, когда предстоит сваривать сталь до 1 мм или медь до 5 мм, то потребуется сила тока в диапазоне от 5 до 200 А.

При покупке надо оценить стабильность электрической дуги при токе менее 10 А. Это важно, если предполагается вести обработку тонких деталей.

Некоторые аппараты могут применять импульсный режим. Он применяется для обработки деталей небольшой толщины. Он действует с использованием малых токов. В этом режиме уменьшается тепловое воздействие на металл. В процессе работы ток периодически меняется с наибольшего до минимального и обратно.

Каждый аппарат может обеспечить ограниченное время непрерывной работы. Оно зависит от используемой силы тока и обычно составляет несколько минут. На практике такое время — не более 3-4. Поэтому можно выбрать сварочный аппарат с меньшей продолжительностью, сэкономив на этом.

Заниженный параметр приведёт к увеличению времени обработки. В этом случае потребуется часто прерывать сварку для охлаждения рабочего узла. Завышенный параметр приведёт к удорожанию стоимости аппарата.

Дополнительные функции

Нужно обратить внимание на возможность правильно проводить заварку кратера. При неаккуратной работе он может образоваться в финальной части шва. Чтобы избежать этого, необходимо обеспечить плавное уменьшение силы тока на заключительном участке. В сварочном аппарате для этой цели используется специальный режим.

Правильное выполнение включения дуги важно, так как оно исключит возникновение определённых проблем. Если электрическая дуга загорается в контакте с деталью, то возможен прожиг металла. Высокочастотный поджиг позволяет включить дугу, не прикасаясь к обрабатываемому металлу, исключая возникновение такой проблемы. При этом на детали не остаётся вольфрамовых включений. Эффект достигается за счёт кратковременной предварительной подачи более сильного тока.

Продувка инертным газом защищает шов от окисления. Она обеспечивает охлаждение вольфрамового электрода и керамической горелки. Её можно также выполнять предварительно или после отключения электрической дуги.

Нужно учитывать, какое напряжение питания необходимо для работы. Для большинства аппаратов подходит однофазное, равное 220 В. Более мощным потребуется трёхфазное, обеспечивающее 380 В.

В некоторых аппаратах дополнительно применяется жидкостное охлаждение горелки. Оно обеспечивает снижение износа и увеличение срока эксплуатации этого узла.

Плюсы и минусы аргонной сварки

При использовании этого способа получают следующие преимущества:

• Доступна регулировка высоты шва путём использования присадочной проволоки или отказа от него.
• В процессе работы не образуются брызги раскалённого металла.
• Нагрев происходит локально, исключая возникновение деформации обрабатываемого изделия.
• Может надёжно соединять тонкие поверхности.
• Швы, которые получаются при аргоновой сварке, имеют высокую прочность.
• Не образуется шлаковая корка.
• Создаются тонкие и аккуратные швы.
• Получившиеся соединения обладают герметичностью.
• Можно сваривать металлы, которые соединить с применением обычной сварки нельзя.
• После выполнения работ часто нет необходимости в дополнительной механической обработке.

У этого способа сварки есть такие недостатки:

• Процесс работы медленнее, чем при обычной сварке.
• Для настройки и использования сварочного аппарата требуется обладать профессиональными знаниями и навыками.
• При использовании присадки требуется корректировать подачу проволоки. Она быстро расходуется и требует постоянного внимания.
• Используются вольфрамовые электроды, которые стоят дороже обычных.
• Выполняя работу необходимо обеспечить наличие баллона с аргоном.
• При наличии движения воздуха или сквозняка аргон сдувается, что затрудняет сварку. Для того, чтобы качественно выполнить работу, её необходимо делать в закрытом помещении или использовать защиту от ветра.
• Применение керамического сопла ограничивает видимость шва.
• Колпак горелки затрудняет работу в труднодоступном месте.

Аргоновая сварка позволяет сделать обработку более качественно, но требует обеспечить подходящие условия для работы.

Специфика оборудования для сварки алюминия

Чтобы получить качественное сварное соединение алюминия или сплава, нужны два условия.

Во-первых, варка происходит на переменном токе, хотя есть технологии сварочных работ и на постоянном.

Во-вторых — это наличие газового оборудования для подачи аргона (или другого газа, например, гелия).

Из разнообразия оборудования лучше всего под эти требования подходит сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки алюминия.

Такие аппараты работают от обычной бытовой сети. Преобразовывая переменный электрический ток в такой же, но с более высокой частотностью (50Гц в 50 кГц).

И, к тому же, именно модели с функцией TIG позволяют подключать газовое оборудование.

Если Вы подбираете себе аппарат с возможностью сварки алюминия, обязательно обратите внимание на наличие функции TIG! Именно такие инверторы позволяют без проблем варить алюминий.

Производители предлагают три типа приборов с возможностью сварки под аргоном.

• Ручные с функцией ММА и TIG.
• Полуавтоматы с возможностью TIG сварки.
• Универсальные 3 в 1.

Ручные сварочные инверторы позволяют варить конструкционные стали в режиме обычной электродуговой сварки (ММА), а подключение дополнительного оборудования (горелка+газ) обеспечит сваривание алюминия.

Полуавтоматы также есть и с дополнительным функционалом по соединению этого металла. То есть сварочная проволока плавиться в среде аргона.

Универсальные инверторы включают в себя все эти функции.

Однако кроме самого сварочного аппарата для сварки алюминия аргоном, понадобиться горелка с вольфрамовыми (неплавящимися) электродами и газ.