Spawanie aluminium migomatem: biegunowość i podajnik

Jaka biegunowość przy spawaniu aluminium migomatem?

Biegunowości nie zmienia się. Uchwyt zostaje na plusie, masa na minusie, czyli dokładnie tak, jak przy spawaniu stali drutem litym w osłonie gazu. To ustawienie nazywa się biegunowością dodatnią i w metodzie MIG jest jedyną sensowną opcją dla aluminium.

Czy przy aluminium zamienia się przewody jak przy drucie bez gazu?

Nieporozumienie bierze się z drutu samoosłonowego, czyli rdzeniowego bez gazu, gdzie faktycznie przekłada się przewody i stawia uchwyt na minusie. To zupełnie inna metoda, inny drut i inny mechanizm osłony jeziorka. Przeniesienie tej zasady na aluminium kończy się niestabilnym łukiem, nadmiarem odprysków i brakiem przetopu, bo przy biegunowości ujemnej większość ciepła zostaje w drucie, który odparowuje zamiast topić materiał.

Czyszczenie tlenku wygląda tu inaczej niż w metodzie TIG. Czyszczenie katodowe zachodzi tu w ograniczonym zakresie i nie zastępuje przygotowania powierzchni, więc tlenek glinu trzeba usunąć mechanicznie przed spawaniem. Szczotka ze stali nierdzewnej przeznaczona wyłącznie do aluminium plus odtłuszczenie to warunek, bez którego porowatość pojawi się niezależnie od parametrów. Szczotka używana wcześniej do stali wprowadza w spoinę cząstki żelaza, które same stają się zarodkami wtrąceń.

Dlaczego drut aluminiowy zapycha uchwyt i jak to naprawić?

Drut aluminiowy ma mniejszą sztywność od stalowego przy tej samej średnicy, a jednocześnie rozszerza się cieplnie wyraźniej. Każde tarcie w torze podawania hamuje go, a ponieważ nie przenosi nacisku jak stal, zwija się tuż za rolkami w charakterystyczny kłąb nazywany ptasim gniazdem. Większość przyczyn da się usunąć za mniej niż trzysta złotych i w ciągu godziny.

Kolejność tych zabiegów ma sens praktyczny. Prowadnica teflonowa i rolka U rozwiązują zwykle osiemdziesiąt procent problemu i są najtańsze. Końcówka prądowa o powiększonym otworze to pozycja za kilka złotych, a bez niej rozszerzający się drut zaciska się w kanale. Docisk rolek ustawia się metodą prób: zmniejsza się go do momentu, w którym drut zaczyna się ślizgać przy przytrzymaniu, po czym dokręca się z powrotem o ćwierć obrotu.

Długość uchwytu to parametr, który bywa pomijany, a ogranicza wszystko pozostałe. Trzy metry to granica, przy której zwykły podajnik popychający radzi sobie z aluminium. Powyżej potrzebny jest układ push-pull z silnikiem w uchwycie albo uchwyt typu spool gun z małą szpulą 0,45 do 1 kg umieszczoną bezpośrednio w rękojeści. Spool gun likwiduje problem podawania całkowicie, kosztem częstych wymian szpuli, co przy większej produkcji staje się uciążliwe.

Jakie parametry MIG ustawić dla aluminium?

Zestawienie poniżej dotyczy spoin doczołowych w osłonie czystego argonu, przy pracy w trybie łuku natryskowego. Prędkości podawania drutu podano dla trybu klasycznego. Przy spawaniu impulsowym prąd średni spada o 20 do 30 procent przy zachowaniu tego samego wtopienia, co jest głównym powodem, dla którego impuls opłaca się przy cienkich blachach.

Drut 0,8 mm pojawia się w ofertach, ale w aluminium jest zawodny: zbyt wiotki, by przejść przez trzymetrowy uchwyt bez zwinięcia, i topi się zbyt szybko, by dać stabilny łuk. Praktycznym minimum jest 1,0 mm, a przy blachach od 3 mm wzwyż lepiej pracuje 1,2 mm. Prędkość prowadzenia palnika przy aluminium jest wyższa niż przy stali, w okolicach 550 do 700 mm na minutę, bo materiał odprowadza ciepło około trzy razy szybciej i zwłoka kończy się przepaleniem.

Czy zwykły migomat 230 V poradzi sobie z aluminium?

Tak, w zakresie od około 1,5 do 5 mm, pod warunkiem przezbrojenia toru podawania i rozsądnych oczekiwań. Granicą jest tu nie napięcie zasilania, a prąd znamionowy przy przyzwoitym cyklu pracy. Realny próg to inwerter o prądzie 200 do 250 amperów, bo aluminium wymaga szybkiego wprowadzenia dużej ilości ciepła na krótkim odcinku.

Funkcje, które faktycznie zmieniają efekt pracy:

• synergia z programem dla aluminium, która dobiera napięcie do posuwu i oszczędza godziny prób na odpadach

• podajnik czterorolkowy, prowadzący drut w dwóch punktach i wyraźnie ograniczający zwijanie

• impuls, obniżający ciepło wprowadzone o 30 do 50 procent i otwierający drogę do blach poniżej 3 mm

• podwójny impuls, który poprawia głównie regularność łuski i wygląd lica, a nie wytrzymałość złącza

• gniazdo pod uchwyt spool gun, jeśli w planach są dłuższe przewody lub praca w terenie

Bez impulsu blachy poniżej 3 mm pozostają ryzykowne, bo okno między brakiem przetopu i przepaleniem jest wąskie. Z drugiej strony przy konstrukcjach od 4 mm wzwyż zwykły tryb synergiczny wystarcza w pełni, a różnica dotyczy estetyki, nie nośności. Dobrym punktem wyjścia są urządzenia z kategorii spawarek do aluminium, a przy pracy wyłącznie w jednofazowym zasilaniu warto porównać modele z grupy migomatów 230 V pod kątem cyklu pracy przy prądzie roboczym, nie maksymalnym.

ER4043 czy ER5356? Dobór drutu do stopu bazowego

Dwa gatunki obsługują niemal całą robotę warsztatową i różnią się w sposób, który przekłada się bezpośrednio na wynik. Drut krzemowy ER4043 ma szeroki zakres krzepnięcia i dużą płynność jeziorka, dzięki czemu znacznie rzadziej pęka na gorąco. Jest też sztywniejszy, więc lepiej przechodzi przez tor podawania, co przy zwykłym podajniku popychającym bywa rozstrzygające.

Drut magnezowy ER5356 daje spoinę o wytrzymałości na rozciąganie w przedziale około 200 do 310 MPa i twardości rzędu 110 do 130 HV, wyraźnie wyższej niż w spoiwie krzemowym. Jako jedyny z tej pary daje się anodować po spawaniu bez zmiany barwy względem materiału bazowego, co liczy się przy elementach wykończeniowych. Jest przy tym bardziej miękki i trudniejszy w podawaniu.

Reguła doboru sprowadza się do stopu bazowego. Stopy serii 6xxx, w tym powszechny 6061, oraz odlewy łączy się drutem krzemowym, bo zawartość magnezu i krzemu w materiale bazowym zwiększa skłonność do pęknięć krystalizacyjnych. Stopy serii 5xxx, na przykład 5052 używany w blachach i zbiornikach, spawa się drutem magnezowym, zgodnie z zasadą dopasowania składu spoiny do materiału. Przy łączeniu elementów z różnych serii wybiera się spoiwo krzemowe jako bezpieczniejsze pod kątem pęknięć, chyba że złącze jest obliczane na nośność. Oba gatunki w średnicach od 1,0 do 1,6 mm znajdują się w kategorii drutów spawalniczych do aluminium.