Spawanie aluminium - przewodnik

Odpowiednie przygotowanie aluminium przed spawaniem jest niezbędne, aby uniknąć wad takich jak porowatość, brak prawidłowego połączenia czy nadmierne utlenianie, które mogą prowadzić do nadmiernego osłabienia spoiny.

Czyszczenie powierzchni: kluczowe jest oczyszczenie powierzchni aluminium, trzeba usunąć oleje, tłuszcze i brud, które mogą powodować defekty w spoinach. Do powszechnie stosowanych metod należą czyszczenie mechaniczne (np. szczotkowanie) lub chemiczne (użycie rozpuszczalników)

Usuwanie tlenków: aluminium naturalnie tworzy warstwę tlenków, które należy usunąć przed spawaniem, ponieważ może ona utrudniać właściwe połączenie. Warstwę tę można usunąć mechanicznie (np. szlifowanie lub szczotkowanie druciane) lub chemicznie.

Przygotowanie złącza: ważne jest także odpowiednie przygotowanie złącza i krawędzi (takie jak fazowanie), aby ułatwić prawidłowe spawanie aluminium. 

Podgrzewanie: w niektórych przypadkach, podgrzewanie aluminium przed spawaniem może być korzystne, aby zredukować ryzyko pęknięć oraz zapewnić bardziej jednolitą temperaturę spawania. Dotyczy to przede wszystkim grubszych detali. 

Spawanie aluminium metodą TIG (Tungsten Inert Gas), jest jedną z najbardziej precyzyjnych technik spawania, idealnie nadającą się do obróbki aluminium i jego stopów. Metoda TIG oferuje elastyczność w dostosowywaniu parametrów spawania do różnych potrzeb i warunków, co czyni ją popularnym wyborem w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym oraz w produkcji precyzyjnych konstrukcji aluminiowych, gdzie jakość i estetyka spoiny ma kluczowe znaczenie. 

W spawaniu metodą TIG używa się nietopliwej elektrody wolframowej (zielonej, złotej lub szarej), a obszar spoiny jest chroniony atmosferą gazu obojętnego, najczęściej argonu. W przypadku aluminium i jego stopów stosuje się prąd przemienny (AC), który pozwala na skuteczne czyszczenie powierzchni spawanej z naturalnie tworzącej się warstwy tlenków, co jest kluczowe dla spawania aluminium. Ze względu na konieczność rozbijania warstwy tlenków, wymagane jest stosowanie odpowiednich spawarek, które oferują możliwość spawania prądem przemiennym tzw. Spawarki TIG AC/DC.

Zalety spawania aluminium metodą TIG AC/DC

• czystość spoiny
• wysoka estetyka
• precyzja

Wyzwania związane ze spawaniem aluminium metodą TIG AC/DC

• wyższy próg wejścia, spawanie aluminium wymaga większych umiejętności i doświadczenia od spawacza
• spawanie metodą TIG jest o wiele wolniejsze i bardziej kosztowne

Spawanie TIG AC/DC to metoda, która pomimo swoich wymagań względem spawacza i i wyższych kosztów początkowych, oferuje nieporównywalną jakość i precyzję podczas spawania aluminium. Wybór tej metody często decyduje o najwyższej jakości końcowego produktu, co jest kluczowe w wielu zaawansowanych zastosowaniach przemysłowych oraz tych, które wymagają idealnej jakości spoiny.

Ze względu na wymagania z którymi musi się zmierzyć spawacz dla zaczynających i niedoświadczonych zaleca się spawanie tak zwanym migomatem.

Spawanie aluminium metodą MIG (Metal Inert Gas), znane również jako GMAW (Gas Metal Arc Welding), jest szeroko stosowane w przemyśle ze względu na swoją szybkość, efektywność i stosunkowo prostą realizację. W ostatnich latach, dzięki rozwojowi technologii spawalniczych, metoda ta została ulepszona przez wprowadzenie spawania pulsacyjnego oraz spawania z podwójnym pulsem, co znacząco poprawia jakość spoiny oraz zwiększa kontrolę nad procesem spawania aluminium.

Spawanie migomatem z pulsem

Spawanie pulsacyjne to zaawansowana technika, która pozwala na lepsze zarządzanie ciepłem podczas spawania. Proces ten wykorzystuje prąd spawania pulsujący między wysokim a niskim poziomem w kontrolowany sposób. Wysoki prąd pozwala na utworzenie kropli spawalniczej, natomiast niski prąd utrzymuje łuk, ale nie doprowadza do dodatkowego topienia materiału. To zmniejsza ryzyko przegrzania i deformacji materiału, co jest kluczowe przy spawaniu cienkich blach aluminium.

Spawanie migomatem z podwójnym pulsem

Spawanie MIG z podwójnym pulsem jest jeszcze bardziej zaawansowaną techniką, która rozwija ideę spawania pulsacyjnego przez dodanie drugiego, "chłodniejszego" impulsu do cyklu spawania. Ta metoda składa się z dwóch różnych ustawień pulsów: jednego wysokiego i jednego niskiego. Wysokie pulsacje pozwalają na głęboką penetrację materiału podstawowego, natomiast niskie pulsacje minimalizują ilość ciepła wprowadzanego do spoiny, co pozwala na szybsze stygnięcie i zwiększa stabilność wymiarów spoiny.

Zalety spawania pulsacyjnego i z podwójnym pulsem

• Zmniejszenie nagrzewania i strefy wpływu ciepła(SWC): Te techniki efektywnie kontrolują ilość ciepła wprowadzanego do spawanego materiału, co jest niezmiernie ważne przy obróbce aluminium, które jest metalem bardzo dobrze przewodzącym ciepło.
• Lepsza kontrola jeziorka spawalniczego: pulsacyjne spawanie pozwala na wytworzenie stabilnego i łatwiejszego w kontrolowaniu jeziorka, co przekłada się na wyższą jakość połączenia. 
• Zmniejszenie odkształceń i zniekształceń: Minimalizacja ciepła wprowadzonego do materiału ogranicza odkształcenia i zniekształcenia, które są częstym problemem przy spawaniu cienkich materiałów.
• Estetyka spoiny: spawanie z podwójnym pulsem może przypominać wyglądem spoiny wykonane techniką TIG, które są często pożądane za swoją czystość, gładkość i równomierność.

Kluczowe kwestie do zapamiętania podczas spawania aluminium migomatem.

• Stosowanie obojętnego gazu osłonowego takiego jak argon
• Drut spawalniczy aluminiowy jest miękki i ma tendencję do zawijania się, dlatego kluczowe jest stosowanie grafitowych lub teflonowych prowadników drutu. Zalecam wybieranie tylko najwyższej jakości wkładów aby uniknąć frustracji i przerw związanych z ponownym wprowadzaniem drutu do uchwytu spawalniczego
• Wskazane jest stosowanie odpowiednich rolek z rowkiem "U"
• Wraz ze wzrostem temperatury aluminium się rozszerza, dlatego powinno się stosować specjalne końcówki prądowe z oznaczeniem "A"