Spawanie aluminium elektrodą otuloną. MMA to potrafi?

listopada 15, 2024
Spawalnictwo
0 polubienia
139 odsłony
0 komentarze

Aluminium to materiał wyjątkowy, który znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, budowlanym i wielu innych gałęziach gospodarki. Jego lekkość, odporność na korozję oraz wysoka przewodność cieplna i elektryczna sprawiają, że jest niezbędny w wielu konstrukcjach. Te same właściwości powodują jednak, że spawanie aluminium może być sporym wyzwaniem. Choć metoda MMA, czyli inaczej spawanie elektrodą otuloną nie jest pierwszym wyborem w spawaniu aluminium, można nią uzyskać zadowalające rezultaty.

Dlaczego spawanie aluminium jest trudne?

Specyficzne właściwości fizyczne aluminium wpływają na jego zachowanie w procesie spawania. Warto je prześledzić aby wiedzieć czego należy się spodziewać podczas pracy.

Wysoka przewodność cieplna

Jedną z podstawowych trudności jest wysoka przewodność cieplna metalu. Oznacza to, że ciepło dostarczane do miejsca spawania szybko rozchodzi się po całym materiale. W rezultacie, aby efektywnie stopić aluminium, konieczne jest użycie dużej ilości energii. Inaczej metal nie nagrzeje się wystarczająco, co uniemożliwi uzyskanie prawidłowej spoiny. Jednocześnie zbyt duża ilość energii może prowadzić do powstawania przepaleń, co jest szczególnie problematyczne przy cienkich elementach.

Warstwa tlenku na powierzchni

Aluminium ma naturalną tendencję do tworzenia cienkiej, lecz niezwykle wytrzymałej warstwy tlenku na swojej powierzchni. Tlenek aluminium topi się w około 2050°C, czyli znacznie wyższej temperaturze niż sama temperatura topnienia aluminium wynosząca ok. 660°C. Ta różnica sprawia, że tlenek działa jak bariera, utrudniając przetopienie i połączenie materiałów. W metodach takich jak TIG czy MIG, proces spawania jest wspomagany przez gaz osłonowy, który zapobiega utlenianiu powierzchni w trakcie spawania. W przypadku spawania elektrodą otuloną, tlenek mechanicznie usunięty przed rozpoczęciem pracy bardzo szybko się odnawia.

Skłonność do porowatości

Podczas spawania aluminium istnieje ryzyko powstawania porowatości w spoinie, co osłabia strukturę materiału. Aluminium ma dużą skłonność do absorpcji wodoru w stanie ciekłym. Wodór ten, uwalniając się podczas krzepnięcia spoiny, tworzy pęcherzyki gazu, które wpływają na jakość i wytrzymałość połączenia. Ryzyko porowatości jest większe, gdy powierzchnia aluminium jest zanieczyszczona, dlatego tak istotne jest jej dokładne przygotowanie.

Brak widocznych zmian podczas nagrzewania

W przeciwieństwie do stali, aluminium nie zmienia koloru podczas nagrzewania, co sprawia, że trudno ocenić temperaturę materiału. To może prowadzić do przepalenia aluminium, szczególnie gdy spawacz nie ma doświadczenia w pracy z tym metalem. Kontrola temperatury i ciepła wprowadzanego do spoiny jest niezwykle ważna, aby uzyskać dobrej jakości połączenie.

Czy można spawać aluminium elektrodą otuloną?

Odpowiedź brzmi: tak, ale nie jest to metoda polecana jako podstawowy sposób spawania aluminium. Spawanie elektrodą otuloną aluminium to technika znana, ale rzadko stosowana w codziennej praktyce. Spawanie aluminium MMA może dawać nieestetyczne i niejednorodne rezultaty w porównaniu do spoin uzyskanych metodą TIG czy MIG. Niemniej jednak, w sytuacjach awaryjnych lub w trudnych warunkach, na przykład na zewnątrz, gdzie dostęp do odpowiedniego sprzętu jest ograniczony, użyta spawarka elektrodowa do aluminium może uratować sytuację.

Kiedy spawanie aluminium elektrodą otuloną to dobry pomysł?

Prace terenowe i naprawy w miejscach o ograniczonym dostępie: W sytuacjach, gdy nie ma możliwości użycia bardziej zaawansowanych metod, jak spawanie aluminium TIG czy MIG, elektroda do aluminium może być jedyną opcją.
Grube elementy aluminiowe: Metoda ta sprawdza się najlepiej przy grubych blachach lub profilach aluminiowych powyżej 3 mm. W przypadku cienkich elementów istnieje wysokie ryzyko przepalenia.
Niekorzystne warunki atmosferyczne: Elektrody otulone można stosować na zewnątrz, nawet w wietrzne dni, gdyż nie wymagają użycia gazu osłonowego, który byłby rozpraszany przez wiatr.

Jaka elektroda otulona do aluminium?

Nie ma skutecznego spawania aluminium elektrodą bez doboru odpowiedniego rodzaju elektrody. W tym przypadku stosuje się specjalne elektrody otulone, takie jak AWS E4043 lub E4047. Mają one rdzeń aluminiowy i otulinę, która oprócz tworzenia osłony gazowej pomaga w usuwaniu tlenków oraz stabilizacji łuku. Dobór elektrody zależy także od grubości materiału – do spawania aluminium, podobnie jak przy stali stosuje się elektrody o średnicy od 2,5 mm do 4,0 mm, co pozwala na uzyskanie odpowiedniego przetopienia.

Jak przygotować aluminium do spawania elektrodą?

Przygotowanie powierzchni aluminium przed spawaniem to newralgiczny moment całego procesu, którego nie można pominąć. Metal należy oczyścić z wszelkich zanieczyszczeń, takich jak kurz, oleje czy tłuszcze. Użycie rozpuszczalników, np. acetonu, jest skutecznym sposobem na usunięcie zabrudzeń. Dodatkowo, konieczne jest usunięcie warstwy tlenku za pomocą szczotki ze stali nierdzewnej lub innych narzędzi ściernych. Dla grubszych elementów przy połączeniach doczołowych zaleca się również fazowanie krawędzi pod kątem 60–90°.

Jak ustawić spawarkę elektrodową do aluminium?

Aluminium spawa się prądem przemiennym (AC) lub ewentualnie stałym z biegunowością dodatnią na elektrodzie. Prąd zmienny jest szczególnie pomocny, ponieważ ułatwia usuwanie tlenków podczas spawania. Nie skorzystamy jednak z tej właściwości, ponieważ większość inwertorowych spawarek MMA operuje tylko prądem stałym. Poza podłączeniem uchwytu elektrodowego do plusa pozostaje regulacja natężenia prądu spawania. To powinno być dostosowane do średnicy elektrody i grubości materiału – zazwyczaj jest to zakres 60–120 A, jednak zawsze warto zapoznać się z zaleceniami producenta. Paczka elektrod do aluminium powinna zawierać takie informacje.

Kontrola jakości i postępowanie z żużlem

Podczas spawania aluminium elektrodą otuloną powstaje żużel, który należy regularnie usuwać, aby zapobiec jego wtrąceniom w kolejne warstwy spoiny. Po każdym przebiegu należy oczyścić spoinę, co zapewni jej lepszą trwałość. Sama praca nie przebiega inaczej niż w przypadku spawania stali. Konieczna jest jednak bardziej dokładna kontrola jakości spoiny, w tym sprawdzanie pod kątem porowatości, pęknięć czy innych defektów.

Spawanie aluminium elektrodą kontra MIG i TIG

Do pracy z aluminium warto w pierwszej kolejności rozważyć bardziej zaawansowane metody spawania, takie jak TIG czy MIG, które oferują więcej możliwości i funkcji ułatwiających spawanie oraz pozwalają na lepszą kontrolę nad ciepłem i uzyskanie odpowiedniej estetyki spoin.

TIG: Zaletą jest precyzyjna kontrola nad ciepłem i estetyczne, czyste spoiny. Jest to idealna metoda do pracy z cienkimi elementami aluminium.
MIG: Pozwala na szybsze spawanie, co jest szczególnie przydatne przy dużych projektach wymagających wydajności. Dzięki użyciu gazów ochronnych, unika się problemów z utlenianiem.
MMA: Umożliwia połączenie elementów aluminiowych. Do wykorzystania w awaryjnych sytuacjach.