Паяется ли силумин оловом

Как производить сварку силумина в домашних условиях?

Металл получил свое название по созвучию названий образующих его элементов.

Сил — кремний (силициум по латыни), плюс — алюминий (алуминиум). Результатом стал силумин — сплав алюминия с кремнием.

Прочность и соответственно стоимость сплава колеблется в разы. Дешевые изделия (различного рода фурнитура, украшения) иногда ломаются голыми руками. Вместе с тем, подобные по составу сплавы образуют корпуса двигателей, силовые элементы станков, технологического оборудования.

Что такое силумин чем можно сварить этот металл, мы рассмотрим в нашей статье.

Особенные свойства

Количество кремния в сплаве колеблется от 5 до 20%, что и приводит к разнообразию свойств. При том, что внешне это никак не заметно. Кроме того, на физические качества влияет дополнительное легирование. Это марганец, титан, цинк, некоторые другие металлы и галогены.

Внешне силумин представляет собой блестящий серебристый металл. Цвет излома серебристо серый с явно заметной зернистостью.

Технически, металл относится к литейным. Высокая текучесть позволяет точно заполнять мельчайшие детали формы. Она же мешает заварить стык — жидкий расплав легко вытекает из шва.

Кроме текучести, сварке силумина препятствуют:

• склонность к образованию пор;
• трещинообразование наплавленного металла, вызванное как высокими остаточными напряжениями, так неравномерной кристаллизацией;
• высокая теплопроводность;
• низкая температура плавления.

Все перечисленное приводит к тому, что задачу того, как сварить силумин приходится решать индивидуально, для каждого конкретного случая.

[stextbox сказывается на сварочном процессе большая часть легирующих добавок. Особенно характерен с этой стороны цинк. Чем выше его содержание, тем сложнее сваривание, при 5% и выше, сварка связана с такими сложностями, что становится бессмысленной.[/stextbox]

Силумины менее прочны чем дюралевые сплавы. Вместе с тем они практически не поддаются коррозии. Минус сплава — хрупкость. Она настолько высока, что при обработке металлорежущими станками он просто крошится, не образуя стружки.

Модификация натрием, либо литием позволяет довести процентное содержания кремния до 22%.

Как происходит процесс?

Защиту от коррозии у силумина обеспечивает прочная окисная пленка. Она же усложняет процесс сварки, препятствуя непосредственному соединению атомов.

Сварку неответственных (слабо нагруженных) деталей ведут на постоянном токе обратной полярности, используя покрытые электроды, либо на прямом токе с помощью неплавкого электрода, угольного либо вольфрамового.

Требуемое проплавление обеспечивают с помощью предварительного нагрева. Детали толщиной свариваемых частей менее 10 мм нагревают газовой горелкой до 250-300ºС, заготовки большей толщины до 400ºС.

Особое внимание обращают на силу сварочного тока. Лучше всего выполнить его подбор до начала сварки деталей, используя бросовые куски силумина сходной толщины. Для предварительного подбора пользуются соотношением: I≤60 A на 1 мм диаметра электрода, где I — сила сварочного тока.

Поскольку пленка шлаков после остывания не даст возможности зажечь дугу, работы ведут непрерывно одним электродом.

Скорость плавления алюминиевого электрода выше, чем стального, поэтому вести сварку нужно быстрее выше.

При использовании технологии неплавкого электрода используют присадочные прутки из алюминиевых сплавов. Детали, толщиной до 2,5 мм можно варить, не разделывая кромок. Изделия массивнее требуют разделки, либо сварки с зазором порядка 0,5-1 мм.

Массивные заготовки сваривают за два прохода. Сначала от средины к краям шва выполняют проход для разогрева, а лишь затем ведут шов.

Присадочный пруток удерживают при этом в левой руке, перемещая позади угольного электрода на расстоянии 7-10 мм (в зависимости от силы дуги).

Плавление прутка не должно происходить каплями, поскольку каждая из них окажется в своеобразном «мешочке» из окислов. При этом силумин будет разбрызгиваться, не образуя шва.

Чтобы этого не происходило, присадка плавится непосредственно в сварочной ванночке. Для предохранения вытекания из нее силумина, используют стальные подкладочные пластины.

Готовый шов должен остывать как можно медленнее.

[stextbox из силумина китайского производства сваривать бессмысленно, поскольку по большей части они изготовлены на основе порошковых технологий. Даже если удастся подобрать подходящий режим и присадку, цена такого ремонта окажется дороже новой детали.[/stextbox]

Основные требования

Для сварки силумина используют электроды типа А1Ф, либо А1 покрытие которых содержит литий. Поскольку такие электроды гигроскопичны, до начала работы их рекомендуется просушить не менее 2-х часов при температуре 150-180oС.

Флюсы для газовой сварки деталей из силумина, не важно углекислота это или инертный газ, должны обеспечивать растворение оксида, и выдерживать температуру не менее 600 градусов.

Не зависимо от применяемого метода сварки до начала работы, место шва на ширину до 10 мм в обе стороны обезжиривают ацетоном, бензином, уайт-спиритом и т.п.

Для удаления пленки оксидов, мешающей заваривать металл, выполняют травление поверхности детали, а также присадочной проволоки (прутков). Для этого используют водный раствор едкого натра и фторида натрия. По окончанию обработки поверхность обрабатывают азотной кислотой, промывают в проточной воде. Аналогичными способами подготавливают присадочный материал.

Заменить травление можно очисткой сварной зоны стальной щеткой, либо (что лучше) пескоструйной обработкой.

Независимо от способа очистки, выполняют ее не более чем за 2-2,5 часа до начала сварки.

Можно ли выполнять работы такого типа в бытовых условиях?

Сварить детали из силумина дома возможно при наличии соответствующего оборудования. Если от изделия не требуется особой прочности можно использовать ручную электродную сварку электродом ALSi12. Для получения прочного стыка потребуется полуавтомат и присадочная проволока типа Св-AK5 (Св-АК6).

Оптимальный вариант сварка в аргоновой среде с использованием присадочного прутка ER-4047. Однако подобное оборудование по карману далеко не каждому домашнему мастеру.

В кустарных условиях энтузиастам сварки нередко удается добиться прочности соединения силуминов, превосходящих качеством профессиональные мастерские. Правда, по затратам подобные технологии как правило убыточны.

Альтернативным вариантом соединения в домашних условиях может выступить пайка силумина. Для этого используют флюс типа Castolin 190 Flux, Ф-34А и высокотемпературные припои на основе свинца либо олова: 34А либо Aluminium-13.

Задач у флюса, как и при сварке две:

• разрушение оксидной пленки, оказывающей основное препятствие надежному стыку;
• предохранения окисления алюминия до тех пор, пока не будет выполнено соединение.

Паять нужно нагревая изделия до температуры 600-610oС. При этом используют мощный паяльник, либо газовую горелку.

Еще один вариант соединения холодная сварка для силумина. Наиболее распространенный вариант: эпоксидный состав, насыщенный порошком алюминия.

При помощи аргона

Ответственные детали соединяют сваркой в среде инертного газа. В качестве газа используют аргон, к которому специалисты советуют добавлять до 30% гелия.

Работают на короткой дуге (3-3,5 мм) инвертором с обратной полярностью. Аппарат обязательно должен иметь осциллятор, обеспечивающий стабильность горения дуги.

Подготовка выполняется как было описано. Обязательным условием является обезжиривание и предварительная зачистка.

Подачу газа начинают приблизительно через 10-15 секунд после предварительно прогрева

Достоинства и недостатки аргонодуговой

Аргонодуговая сварка единственный на сегодня метод получить стык деталей из силумина, не уступающий прочностью основному металлу.

К другим ее преимуществам относят:

• скорость;
• возможность регулировки и подстройки под любой тип сплава;
• надежность и простота предотвращения образования оксида алюминия.

Серьезных минусов два:

• цена аппаратов с помощью которых получается успешная сварка силумина начинается от 40-45 тыс. руб.;
• высокие квалификационные требования к сварщику.

Кроме того, сам процесс недешев, поэтому использовать его имеет смысл для ремонта уникальных изделий.

Техника безопасности

Работа с силумином сопряжена с обычными для любой сварки травматическими факторами:

• электрический ток;
• высокая температура;
• выделение вредных веществ в виде газов и аэрозолей;
• световое и УФ излучение.

Кроме того, силумин содержит ряд примесей, в частности цинк, пары соединений которых более токсичны чем при сварке стали.

Для предотвращения вреда здоровью варить необходимо в проветриваемом помещении. Сварщик должен быть обеспечен обычным набором средств индивидуальной защиты: сварочная маска, перчатки, одежда, обувь.

При работе в замкнутом пространстве, при невозможности проветривания используют изолированный противогаз.

И в завершение, интересное видео о сварке алюминиевых сплавов:

Источник

Чем варить силумин

Силумином называют алюминиевый сплав с высоким содержанием кремния. Из него делают детали сложной конфигурации. Для их восстановления используют холодные и горячие методы.

Сварка силумина производится несколькими способами: плавящимися и тугоплавкими электродами. Металл легко окисляется, поэтому желательно использовать защитную атмосферу. Качество соединения без нее страдает. Виной всему жаропрочные оксиды алюминия. Как варить металл, какие тонкости важно учитывать, расскажут опытные сварщики.

Особенности сплава силумина

Он прочнее дюраля, устойчив к коррозии, пластичен – легко штампуется, поддается литью и ковке.

Его ценят за декоративность, износостойкость, легкость (у него низкий удельный вес). Силумин используют во многих отраслях, делают из него детали для машин и мотоциклов, накладные элементы для сантехники, оформления интерьеров.

Из-за окислительной активности сплав алюминия и кремния плохо поддается сварке. Вообще не варят сплавы с большим содержанием цинка, при нагревании он выгорает, металл становится хрупким. Литейный силумин с содержанием кремния от 5 до 22% горячим способом соединяют. При температурной обработке применяют инертные газы, преимущественно аргон, он тяжелее воздуха, оседает на заготовке, держится облаком.

Пайка силумина

Декоративные детали и те, которые не испытывают нагрузок, можно спаять газовой горелкой, металл нагревают до 200°С. Пайка силумина с тонкими стенками производится паяльником с мощным жалом. Для защиты от окисления применяют металлические накладки. Неприкрытой оставляют только рабочую зону.

• ЕR4043 – присадка для литейного алюминия, легированного кремнием и магнием марки АД31, АД33, АД35;
• Harris52 – припой для алюминия с флюсовыми присадками;
• HTS2000 – китайский аналог Harris52.

Металл в месте пайки нагревают до 600°С, технология та же, что при работе с алюминием. Для разрушения оксидной пленки применяют флюс Castolin 190 Flux и его аналоги.

Технология сварки силумина

Соединение можно сделать двумя способами:

• с помощью плавящихся электродов, такой сваркой заделывают детали, работающие на сжатие;
• используя присадочную проволоку.

Прежде, чем сварить силумин, необходимо:

• зачистить стык до зеркального блеска;
• снять оксидную пленку растворителем или бензином, работать надо в перчатках, чтобы не оставлять потожировых следов.

Аргонодуговая сварка силумина

Для работы нужно подготовить:

• инвертор сварочный на 220В или 380 В (сила тока зависит от толщины ремонтируемого участка);
• осциллятор, подающий напряжение на электрод, он нужен для создания дуги;
• комплект газового оборудования;
• горелка;
• баллон с защитным газом;
• присадочный пруток.

У сварки силумина аргоном есть ряд особенностей:

1. Полярность должна быть обратная, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации аргона, повышении его электропроводности.
2. Аргон должен поступать в рабочую зону только после розжига. Шов нужно охлаждать в защитной атмосфере не меньше 10 секунд, пока верхний слой металла не схватится.
3. Присадка вводится перед горелкой, со средней скоростью, под углом к электроду и диску. При быстрой подаче образуется много искр.
4. Электрод нужен для создания дуги, ближе, чем на 2,5 мм его к металлу не приближают.
5. Плавное движение горелки и прутка должны совпадать.
6. Диаметр присадочной проволоки всегда меньше размера электрода.

Под воздействием дуги присадка и кромки образуют однородный сплав. Важно поддерживать защитную атмосферу, следить, чтобы аргон не сдувало. Без него сразу начинается процесс окисления.

Сварка плавящимся электродом

Имея трансформатор или выпрямитель, заварить деталь можно плавящимся электродом ОК 96.50 – стержня из силумина, покрытого щелочной обмазкой. Перед работой его нагревают до 150°С. Восстанавливаемую зону детали тоже необходимо прогреть паяльной лампой или газовой горелкой до 300°С (на металле появятся темные пятна побежалости, если они желто-коричневые – температура 250°С). При этой же температуре делается наплавка. При такой сварке силумина в домашних условиях прочного шва не получится, частички шлака, а его при работе с плавящимся электродом образуется много, неизбежно остаются в расплаве.

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

• в отличие от других методов восстановления деталей из силумина, при дуговом в атмосфере аргона получают более прочные соединения;
• режим формирования шва – скоростной, сварка не отнимает много времени;
• не нужно предварительно прогревать детали и электрод;
• отработанная технология по силам начинающим;
• направленная дуга не перегревает деталь, она не деформируется.

• работы нельзя проводить на открытом пространстве, в закрытых помещениях необходимо избегать сквозняков, чтобы облако аргона оставалось над рабочей зоной;
• сложно сразу подобрать режим сварки;
• при работе с толстостенным металлом нужно продумывать способ теплоотведения;
• необходимо иметь специальное оборудование.

Тем, кто регулярно занимается ремонтными работами, недостатки аргоновой сварки не мешают создавать качественные и надежные соединения.

Источник

Как варить силумин в домашних условиях

Сварка силумина имеет некоторые технологические особенности, т.к. этот сплав алюминия с кремнием быстро окисляется при нагреве. Это затрудняет процесс соединения элементов, отличающихся сложной формой.

Сварка силумина – способ соединения деталей сложной формы.

Свариваемость сплава и возможные проблемы

Силумин прочен и устойчив к коррозии и хорошо поддается литью, штамповке и ковке. Однако сплав отличается высокой окислительной активностью, что затрудняет процесс сварки.

При обработке силумина чаще используют инертные газы. Аргон, который тяжелее воздуха, оседает на обрабатываемой поверхности облаком. Таким образом, на открытом воздухе провести обработку этой области крайне сложно. Кроме того, в ряде случаев возможно плавление электродов.

Для сварки этого сплава применяют далеко не все припои, т.к. висмут, свинец, олово и кадмий плохо растворяются в алюминии, что делает полученное соединение ненадежным.

Однако при использовании флюса, отличающегося высокой активностью, и при тщательной обработке места шва используют припой на основе оловянно-свинцовой смеси. Полученный в этом случае шов отличается низкой устойчивостью к окислительным процессам, поэтому требует дополнительного покрытия лакокрасочным материалом.

Кремний в составе силумина плохо влияет на свариваемость.

Лучше всего для пайки и сварки алюминиевых элементов подходят припои на основе:

Расходные материалы часто включают сразу несколько компонентов в разных соотношениях. Лучшим являются припой 34А, содержащий около 6% кремния, 28% меди и 66% алюминия, а также ЦОП-40 с 40% цинка и около 60% олова.

Плюсы и минусы

Часто сварка и пайка силумина проводятся с использованием аргона. Этот метод имеет ряд преимуществ и недостатков.

К положительным сторонам такой обработки можно отнести:

• высокую прочность соединения;
• вытеснение кислорода со сварочной области;
• исключение деформации кромок;
• снижение затрат времени на формирование шва;
• исключение быстрого окисления материала.

Соединение силумина считается самым прочным.

Считается, что технология сварки силумина с применением аргона проста, поэтому более доступна новичкам.

Однако у этого способа имеется и ряд недостатков. Такая сварка невозможна на открытом воздухе, т.к. ветер мешает распределению инертного газа по рабочей поверхности. Кроме того, выполнять обработку можно только специальным оборудованием. Нередко возникают сложности с настройкой сварочных аппаратов. Если для обработки силумина используется трансформатор, дающий высокую силу тока, поверхности потребуется периодически охлаждать.

Предъявляемые требования

Для защиты силумина требуется создание прочной окисной пленки. Ее формирование усложняет процесс работы. Если обрабатываемая деталь не будет находиться под большой нагрузкой, сварку допустимо выполнять при постоянном токе, отличающемся обратной полярностью, с применением электрода. Кроме того, обработка таких изделий может быть выполнена прямым током и с применением неплавящегося вольфрамового или угольного электрода.

Особые требования предъявляются к нагреву деталей для проплавления. Для этого можно использовать газовую горелку. Если толщина материала менее 10 мм, нагревание проводится до 250-300°C. Если заготовка толще, производится нагрев до 400°C.

Поверхность алюминия всегда покрыта тугоплавким стойким оксидом.

Есть требования и к силе тока: его регулируют до начала сварки. Желательно провести тестирование на силумине схожей толщины. Сварочная работа должна проводиться непрерывно 1 электродом, т.к. формирующаяся при остывании пленка включает в себя шлаки, которые препятствуют повторному розжигу дуги. Таким нужно постараться сразу же заварить всю необходимую поверхность, т.к. преждевременное прекращение работы ухудшит качество шва.

Только массивные заготовки могут быть сварены в 2 прохода. Сначала разогреваются края, а затем ведется шов. При этом присадка держится в левой руке и перемещается позади электрода. Его необходимо помещать на расстоянии 7-10 мм. Нельзя допускать плавления припоя каплями, т.к. это приведет к разбрызгиванию силумина и отсутствию формирования шва.

Пайка силумина

Пайка силумина имеет свои особенности.

Чтобы спаять элементы из этого сплава, нужно придерживаться некоторых правил:

1. Сначала тщательно зачистить обрабатываемые поверхности, обеззаразить их.
2. Зафиксировать детали в нужном положении.
3. После этого проверить работу инструментов.
4. Газовой грелкой прогреть обрабатываемую область.
5. Прикасаться к разогретому месту припоем с включением активного флюса.

Пайку силумина осуществляют в специальных газовых средах.

Если для работы используется бесфлюсовый припой, крайне важно для разрушения оксидной пленки дополнительно нанести флюс.

Описание возможных способов сварки

Существует 2 главных метода сварки элементов из силумина. В первом случае соединение проводится аргонодуговым способом, а во втором используются плавкие электроды. Каждый вариант имеет свои особенности.

В аргоновой среде

Аргоновая сварка в большинстве случаев позволяет получить лучший результат. Однако этот способ соединения требует использования специального оборудования, например сварочного инвертора, рассчитанного на 220В или 380В.

Сила тока должна регулироваться в зависимости от толщины деталей. Кроме того, при работе задерживается осциллятор, который необходим для регуляции напряжения, поступающего на электрод при создании дуги. В процессе работы потребуются также баллон с газом и сварочное оборудование, присадочный пруток, горелка, расходные материалы.

Аргонная сварка – один из наиболее востребованных видов современной сварки.

Сварка силумина с аргоном требует использования обратной полярности. Таким образом, к электроду подводится плюсовой контакт. Это необходимо для ионизации инертного газа, повышения его электропроводности.

Инертный газ начинает подводиться к рабочей области только после розжига. Шов при этом охлаждается в защитной зоне не менее 10 секунд. В этом случае обеспечивается качественное схватывание верхнего слоя.

Припой необходимо вести со средней скоростью перед горелкой. Электрод не следует приближать к поверхности на расстояние менее 2,5 мм. Движения прутка и горелки должны совпадать. Необходимо, чтобы диаметр присадочной проволоки был меньше, чем диаметр электрода.

С использованием плавящихся электродов

Для сварки плавящимся электродом со стержнем из силумина можно проводить выпрямитель или трансформатор. Перед работой поверхность требуется нагреть до 150°C, саму область стыка прогреть до 300°C. В этом случае шва не будет, т.к. произойдет сплав поверхностей. Образовавшийся шлак нужно зачистить.

Как подготовить силуминовую поверхность

Поверхность из силумина требует специальной подготовки перед сваркой и пайкой:

1. Провести тщательную зачистку рабочей зоны для устранения оксидной пайки. Лучше всего использовать для этого металлическую щетку или наждачную бумагу.
2. Обеззаразить поверхность, используя бензин, ацетон или другой растворитель.

Поверхность из силумина требует специальной подготовки перед сваркой.

Настройки аппаратов для сварки

Настройка зависит от типа сварочного оборудования, которое будет использоваться для сварки силумина.

Лучше всего после подготовки всех аппаратов провести тестирование на отдельном куске материала и при необходимости выполнить подстройку.

Возможности холодной сварки

Детали, которые не будут подвергаться сильным нагрузкам, можно соединять холодной сваркой.

Для этого применяют специальные клеевые составы:

1. «Холодная сварка».
2. PERMATEX Cold Weld.
3. Abro Steel.
4. Cosmopur 819.
5. Mastix.
6. Cosmopur 819.
7. Abro Steel.

Каждый из этих материалов имеет особенности использования. Они указываются производителем на упаковке. Необходимо точно следовать представленным рекомендациям.

Что необходимо помнить

Крайне важно тщательно подготавливать поверхности к обработке. При сварке нельзя касаться электродом имеющихся заготовок. Подавать газ следует через 15 минут после розжига. После завершения работы не рекомендуется сразу же прекращать подачу газа: это обеспечит постепенное остывание поверхности.

Можно ли варить дома

В случае крайней необходимости сварку изделий из силумина можно проводить в домашних условиях. Однако необходимо соблюдать технику безопасности: надевать защитную одежду, перчатки и очки. Помещение должно проветриваться, но при этом не должно быть сквозняка. Кроме того, для проведения работ нужно иметь необходимые навыки. Новичкам не следует выполнять сварку дома.

Источник