Svařování hliníkových slitin patří mezi složitější materiály, které vyžadují neobvyklou pozornost. K této problematice přísluší několik zřetelů, které je potřeba zohlednit, abychom vyhotovili kvalitní svár. Známe svařování „hliníku“ MIG-em (Metal Inert Gas), TIG-em (Tungsten Inert Gas), MMA (Manual Metal Arc – velmi málo používaná metoda) nebo výjimečně svařování plamenem. Tento blog se věnuje problematice přípravy prvků z hliníkové slitiny, poukazuje na chyby přípravy a závady, které vznikají při svařování těchto slitin.
Co je třeba vědět ještě před svařováním „hliníku“?
Hliníkové slitiny jsou často vystavovány podmínkám, které následně ovlivňují jejich svařitelnost. Ať už je to řezání, broušení, vrtání nebo jiné procesy. Je proto třeba věnovat pozornost tomu jako prvky, které budeme svařovat, plánujeme připravovat.
Tyto slitiny si při svařování potrpí na čistotě. Proto při přípravě je třeba v co největší míře eliminovat procesy, které nám ovlivňují svařovanou část.
DĚLENÍ MATERIÁLU
Namísto obyčejného řezného kotouče můžeme použít, nůžky na plech, pásovou, dělící nebo přímočarou pilu, případně upichování na soustruhu. Také při dělení není vhodné používat řezný olej, protože se nám toto mazivo dostává na povrch materiálu, a také na řeznou hranu a je náročnější tento mastný film odstranit – prodlužuje to čas přípravy.
- Důvod: Z řezného kotouče vlivem tření - řezání ubývá materiál. Tyto nečistoty se nám dostávají na povrch řezné plochy a může být náročné je odsud odstranit.
BROUŠENÍ MATERIÁLU
Klasické lamelové nebo keramické brusné kotouče, při broušení vnášejí na na broušený povrch nečistoty podobně jako u řezného kotouče. Proto je vhodné volit takový nástroj, z něhož se brusné zrno neodebírá, případně jen minimálně. Vhodné je použít například fíbrový disk, pilník, odhraňovač, frézování a jiné.
PŘÍPRAVA PŘED SVAŘENÍM
Dělení a broušení je nám již známo. Dále potřebujeme povrch zbavit mastnoty a jemné nečistoty na povrchu. V tomto ohledu nám dokáže pomoci brusné rouno, hadřík a aceton. Po použití této kombinace máme jistotu, že povrch je dokonale připraven.
SVAŘAT MIG-EM NEBO TIG-em?
MIG je velmi efektivní svařování. Umíme za krátký čas vyhotovit poměrně dlouhé svary, šetříme tak ochranný plyn, zvyšujeme produktivitu a MIG je cenově dostupnější. Svařování MIG-em podporuje velká většina svářeček MAG (CÓ-čka) a potřebujeme navíc jen láhev s ochrannou innertní atmosférou (Argon), hliníkový přídavný materiál – cívka drátu, teflonový bowden, špičku na hliník a kladku na hliník.
TIG (TIG AC) se vyznačuje svou precizností, dokážeme svařovat i tenčí materiály, nabízí nám možnosti oprav, svařování nových konstrukcí, návarů, svařování bez přídavného materiálu apod. Přestože toto svařování není tak efektivní, eliminuje nám chyby, které mohou vzniknout při metodě MIG (neprůvar, studený spoj, zalepení špičky při nastavování parametrů, ...). Tato metoda je cenově náročnější, ale investice se projeví na kvalitě a univerzálnosti použití.
CHYBY VZNIKNUTÉ PŘI SVAŘOVÁNÍ „HLINÍKU“
Je náročné až nemožné uvést přesné parametry pro svařování hliníkových slitin. Existuje však pár rad, ke kterým je vhodné přihlížet při svařování. Celou křivku parametrů jsme si vysvětlili v blogu jak svařovat TIG-em. Proto se podívejme na pár rad, které by vám při tréninku mohly pomoci, dopomoci k provedení svarů a eliminovat vzniklé chyby.
KATEGORIE MIG
Přilepení kontaktní špičky
Tento problém vzniká při nesprávném nastavení svařovacích parametrů, nestabilní posuv drátu. Posuv drátu může být nedostatečný a svařovací proud příliš velký, což vede k přilepení špičky.
- Řešení – kratší délka hadice hořáku 2 - 3 m, volit teflonový bowden, pozor na zahnutí/zalomení hadice hořáku, volba špičky na hliník (rozměr drátu nebo o rozměr větší), použít separační pastu/sprej, správné nastavení/doladění parametrů
Černění materiálu v okolí a přímo na svaru
Nejčastější příčinou je nedostatečné pokrytí ochrannou atmosférou - Argonem. Může se jednat o nízký průtok, nesprávné vedení hořáku pod špatným úhlem. Také se může jednat io znečištěný materiál jako například mastný povrch, nečistoty – brusný prach.
- Řešení - ujistit se, že průtok je dostatečný, svařovací plyn je argon, chránit pracoviště před větrem, průvanem, důkladná příprava materiálu, stav hubice případné očištění/výměna, změna úhlu vedení hořáku.
Nestabilní svařovací oblouk
Projevuje se prskáním, nerovnoměrným hořením oblouku, odtlačování hořáku od svařovaného materiálu, občasné přilepení špičky apod. Špatně nastavené svařovací napětí a proud.
- Řešení – Doladit nastavení parametrů (při přilepení zvýšit posuv, při odtlačování hořáku snížit posuv), kontrola stavu přídavného drátu (oxidace je nežádoucí jev), výměna teflonového bowdenu, pozor na zalomenou hadici hořáku, důkladná příprava svařovaného materiálu.
KATEGORIE TIG
Dofuk plynu – nedostatečná ochrana wolframové elektrody před oxidací
Wolframová elektroda a její stav je klíčový pro stabilitu oblouku a kvality svaru. Při nedostatečném ochlazení dochází k oxidaci, což vede k opotřebení a špička elektrody se může štěpit a praskat.
- Řešení – Dostatečný čas dofuku (Post flow) zpravidla 6 a více vteřin (při větším zatížení a průměru elektrody ještě více), pokud je elektroda popraskaná, tak část odbrousit a nabrousit nově, případně výměna za novou. Pravidlo – elektroda se musí chladit do doby, než září. Pokud zůstává po dofuku zbarvená jinak než do kovové barvy (zelená, modrá) přidejte čas na dofuku. Pokud je černá, přebruste ji.
Předehřev velkých a masivních dílů a chlazení tenkých plechů (Platí i pro MIG)
U hrubých a rozměrných dílů je předehřev nutný. Docházelo by k nedostatečné šířce koupele a přídavný materiál by se jen „nalepil“ na povrch základního materiálu.
U tenkých materiálů je vhodné svarek dostatečně chladit (dva např. 1 mm tlusté plechy, tupý spoj, upnutí/položení na tlustou desku což odebírá teplo a vyhotovit svar).
Přilepení nebo nalepení materiálu na wolframovou elektrodu
K tomuto jevu dochází při nedostatečné preciznosti svářeče. Většinou při nepohodlné poloze rukou, příliš „křečovitému“ držení hořáku. Proto je vhodné být uvolněný, najít si pohodlnou polohu a snažit se tak eliminovat tuto chybu. Přilepenou elektrodu odstranit spolu s hořákem z materiálu. Pokud došlo k natavení materiálu, tak použít novou elektrodu, případně část odbrousit a nově nabrousit.
Přepálení materiálu nebo neprůvar
K přepálení materiálu dochází zejména u tenkých plechů. Když se začne svařovat, materiál je studený, vlivem tepla z oblouku se nahřívá a na konci svaru dochází většinou k přepálení, protože hliník je výborný vodič tepla.
- Řešení – Podložit svarek nějakým materiálem, který bude odebírat teplo. Provádět krátké svary a čekat, až materiál průběžně chladne. Možnost použít pedál (souprava na regulaci proudu nohou), který umožní na začátku svaru dostatečný proud pro koupel a ke konci svaru umožňuje snižovat proud, což zajistí rovnoměrně široký svar po celé své délce a nevnáší do materiálu příliš tepla vlivem vysokého měnícího se proudu.
Neprůvar – Dochází u hrubých materiálů, tající hliníková slitina má jiné vlastnosti než ocel. Proto je nutné u hrubších svarových prvků provést úkos případně zanechat mezeru, setrvat na místě s obloukem než bude převařený kořen a až následně pokračovat dále ve vyhotovování svaru.
Vypalování legujících prvků vlivem přílišného setrvání obloukem na jednom místě
Zejména při opravách, a tedy svařování starších hliníkových dílů dochází při nesprávně nastaveném (nízkém) proudu a dlouhém setrvání na místě s obloukem k vypalování prvků, které zaručují svařitelnost materiálu. Dochází k pórování samotného svaru a po svarových hranách (zejména TOO – teplem ovlivněná oblast). Takový „svár“ nám může prasknout, protože je křehký. Vlivem tepla vnášíme do svarku pnutí, které se po zavedení svařované součástky do provozu projeví – selhání svarového spoje.
- Řešení – Zvolit dostatečně vysoký svařovací proud, který nám umožní souvisle a plynule pokračovat při vyhotovování svaru. Vzniklé póry je vhodné vybrousit, vyfrézovat a přidat více přídavného materiálu, čímž svár obohatíme o potřebné prvky.
Věříme, že vám tento blog o svařování hliníkových slitin ozřejmil nějaké nejasnosti a že jste se opět naučili něco nového. Při svařování těchto materiálů dochází k řadě chyb, které je potřeba řešit. Vyžaduje to trpělivost, odhodlání a chuť učit se něco nového, aby svářeč pochopil daný materiál a uměl díky svým zkušenostem stanovit parametry a postup svařování. Máte-li nějaké dotazy, na které odpověď nebyla zmíněna, neváhejte nás kontaktovat na našem mailu info@svarsi.cz nebo na t. č. +421 948 072 919.
Svařování zdar! S pozdravem, Váš tým Svarsi.cz!