Заваряване на алуминий – Пълно професионално инженерно ръководство (DTGarage 2025)
Това ръководство представя подробно анализирани, практически валидирани и индустриално приети методики за заваряване на алуминий чрез MIG (GMAW), MIG Double Pulse, InterPulse, както и TIG (AC GTAW). Текстът е предназначен за инженери, професионални заварчици, оператори на синергични апарати и технолози по заваряване.
1. Фундаментални особености на алуминия при заваряване
Алуминият е материал със специфично поведение при топлинни процеси, което изисква ясна технологична дисциплина. Най-важните фактори, които определят качеството на шева, са:
• Много висока топлопроводимост – приблизително 4 пъти по-висока от стоманата.
• Ниска точка на топене – около 660°C, но моментално разпадане на структурата над 750°C.
• Силна склонност към окисляване – оксидният слой (Al₂O₃) се топи над 2000°C.
• Чувствителност към замърсяване – особено към влага, масла, оксиди и мазнини.
• Подчертано линейно разширение – води до деформации, напрежения и изтегляне.
• Висока чувствителност към пори поради водородни примеси.
Това означава, че алуминият се заварява само при:
• Стабилна инертна газова защита
• Контролиран топлинен вход
• Строга подготовка на повърхността
• Специализирани горелки, тел и апаратура
1.1. Особености на оксидния слой
Оксидният слой на алуминия е химически стабилен и се топи при температура повече от 2000°C.
Това е причината TIG процесът да използва "очистваща" част на AC вълната, която разрушава оксида.
При MIG заваряване разрушаването на оксидния слой се постига чрез:
• висока енергия на дъгата
• оптимален защитен газ
• правилна скорост на телта
• правилно отстояние на дюзата
2. Защитни газове за алуминий
Алуминият се заварява единствено в защитна атмосфера от инертни газове (аргон, хелий или смес от двата).
Аргонът осигурява:
• лесно запалване на дъгата
• стабилност при тънки материали
• ниска цена
• добър контрол на ваната
Хелият осигурява:
• висока топлинна енергия
• по-дълбоко проплавяне
• по-чиста вана
• по-малко пори
Комбинацията Ar + He е оптималното решение за дебели материали.
2.1. Таблица: Препоръчителни газови смеси
| Дебелина на материала | Газова смес | Характеристика |
|---|---|---|
| 1–3 mm | Ar 100% | Стабилна дъга, ниска топлина |
| 3–6 mm | Ar 75% / He 25% | По-дълбоко проплавяне, по-малко пори |
| 6–10 mm | Ar 50% / He 50% | Висока енергия, контролирана вана |
| 10+ mm | He 100% (специални случаи) | Максимална топлина, индустриални приложения |
3. Подготовка на алуминия преди заваряване
Правилната подготовка е ключова за качеството на шева. При алуминий пропускането на този етап води почти гарантирано до:
• пори
• студени спойки
• непровар
• шупли
• дефекти тип "черупка"
• разрушаване на шева при натоварване
Задължително се изпълнява следната последователност:
3.1. Механично почистване
• Четка от неръждаема стомана, предназначена само за алуминий
• Изчеткване до метален блясък
• Дълбочина на почистване: минимум 0.05 mm
• Внимание: никога не използвай използвана върху стомана четка – води до замърсяване с Fe и корозия
3.2. Химическо почистване
• Почистване с ацетон, толуен или изопропилов алкохол
• 2 последователни изтривания с чисти безворсови кърпи
• Повторно обезмасляване при досег с ръце
3.3. Предварително подгряване (критично при ≥ 6 mm)
Препоръчителни температури:
• 80–120°C – оптимално за повечето сплави
• 150°C – при големи маси или при заваряване с по-нисък ампераж
• Никога над 200°C – риск от структурно увреждане
Подгряването:
• стабилизира проплавянето
• намалява риска от пори
• предотвратява изтегляне и деформации
4. MIG заваряване на алуминий (GMAW) – инженерни принципи
MIG е най-производителният метод за заваряване на алуминий.
В индустрията се използват синергични апарати с:
• Pulsed MIG
• Double Pulse
• InterPulse
• Синергични програми за AlMg, AlSi, AlZn
Тук точността на настройките е критично важна.
4.1. Тел – избор, диаметър и сплав
Най-често използвани телове:
• ER4043 – универсална, стабилна, лесна заваряемост, по-малко пукнатини
• ER5356 – по-висока якост, твърд шев, по-добър външен вид
• ER5183 – висока якост, морски приложения
• ER5556 – много здрави конструкции
Диаметър на телта според дебелината:
| Дебелина | Диаметър тел |
|---|---|
| 1–2 mm | 0.8 mm |
| 2–4 mm | 1.0 mm |
| 4–8 mm | 1.2 mm |
| 8+ mm | 1.6 mm |
Използват се U-образни ролки и тефлонова водеща спирала.
4.2. Положение на горелката
Работен ъгъл: 10°–20° спрямо вертикалата
Отстояние дюза–детайл: 10–15 mm
Налягане на газа се увеличава при по-голямо отстояние.
4. MIG режими при заваряване на алуминий – Pulse, Double Pulse, InterPulse
Съвременните MIG апарати за алуминий разчитат на импулсни режими.
Те намаляват топлинния вход, стабилизират ваната и елиминират пръските.
Тук са описани трите ключови импулсни технологии, използвани в професионалната практика.
4.1. Pulse MIG – базов импулсен режим
При Pulse дъгата работи в два състояния:
• Базов ток – поддържа дъгата стабилна
• Импулсен ток – откъсва капките контролирано
Предимства:
• Намалени пръски
• Подобрено проплавяне
• По-студена вана – по-малко деформации
• Чисти шевове при тънки материали
Pulse MIG е предпочитан при:
• дебелини 2–6 mm
• алуминиеви сплави AlMg5 / AlMg4.5Mn / AlSi5
4.2. Double Pulse MIG – двоен импулс (професионален клас)
Double Pulse е подобрена версия на Pulse, където има:
• високочестотен импулс
• нискочестотна модулация върху високочестотния сигнал
Ефект:
• Визуално „люлеене“ на ваната
• Ефект TIG-подобен шев (вълнообразен)
• Минимален топлинен вход
• Отлична работа върху тънки материали
• Минимална деформация
Подходящ за:
• декоративни шевове
• шевове в автомобилната индустрия
• конструкции до 5 mm
4.3. InterPulse MIG – инженерното решение с най-високо качество
InterPulse добавя втори импулс към основния сигнал.
Това позволява микрорегулация върху:
• преноса на капките
• температурата на ваната
• стабилността на дъгата
• формата на шева
Резултат:
• MIG шев с външен вид почти идентичен с TIG
• по-ниска топлина от Double Pulse
• най-малко деформации сред всички MIG режими
• особено подходящ при тънки материали 1–3 mm
За професионалисти InterPulse е „златният стандарт“ при алуминия.
5. Настройки на MIG параметри – ток, скорост, газ
Параметрите варират според апарата, сплавта и дебелината, но следната таблица е индустриален ориентир.
Таблица: MIG параметри за заваряване на алуминий
| Дебелина | Диаметър тел | Ток (A) | Скорост тел (m/min) | Газ (l/min) |
|---|---|---|---|---|
| 1–2 mm | 0.8 mm | 70–110 | 6–9 | 12–14 |
| 2–4 mm | 1.0 mm | 90–140 | 7–11 | 14–16 |
| 4–6 mm | 1.2 mm | 120–190 | 8–12 | 16–18 |
| 6–10 mm | 1.2–1.6 mm | 180–260 | 11–15 | 18–22 |
Бележки:
• Газът се увеличава при по-големи дюзи или по-голямо отстояние.
• Скоростта на телта трябва винаги да съответства на избрания ток (синергичните апарати го настройват автоматично).
6. Препоръки за оборудване при MIG
• Четириролков подаващ механизъм
• U-образни ролки
• Тефлонова водеща спирала
• Дължина на шланга до 3 m (освен при Push–Pull системи)
• Контактни дюзи от CuCrZr – издържат на висока температура
• Синергични програми: AlMg5, AlSi5, AlMg4.5Mn
7. Техника на заваряване при MIG на алуминий
Правилната техника на водене на горелката при MIG заваряване на алуминий е критично важна за стабилността на ваната, формата на шева и минимизиране на пръските.
Основни принципи:
• Алуминиевата вана реагира бързо – движенията трябва да са плавни и контролирани.
• Работи се с "бутане" на ваната (push техника), а не "дърпане" (pull).
• Постоянната скорост на движение е по-важна, отколкото при стоманата.
7.1. Посока на движение – push, не pull
При алуминий винаги се препоръчва т.нар. push техника:
• Горелката се води така, че дъгата „избутва“ ваната напред.
• Това подобрява газовата защита отпред на ваната.
• Намалява се рискът от пори и студени спойки.
Pull техника (дърпане) при алуминий:
• Влошава защитата
• Увеличава порите
• Води до нестабилен шев
7.2. Ъгъл на горелката и отстояние
Препоръчителни стойности:
• Ъгъл на горелката спрямо детайла: около 10–20 градуса в посока на заваряване.
• Отстояние дюза–детайл: 10–15 mm.
Ако отстоянието се увеличи:
• дъгата става нестабилна
• защитният газ се разсейва
• качеството на шева пада
7.3. Скорост на движение
Скоростта трябва да е:
• достатъчно висока, за да не прегряваш детайла
• достатъчно ниска, за да има пълно проплавяне
Признаци за твърде ниска скорост:
• прекалено широка вана
• деформации
• обгаряне на ръбовете
Признаци за твърде висока скорост:
• непровар
• тесен, висок шев
• липса на сливане по краищата
7.4. Припокриване на шевовете
При алуминий припокриването между отделните проходи трябва да е:
• около 50–70% от ширината на предишния шев
Това осигурява:
• равномерно разпределение на топлината
• минимални вътрешни напрежения
• стабилна структура
7.5. Позиции на заваряване
Най-често алуминий се заварява в позиция:
• PA (плоска) – най-стабилната
• PB (под ъгъл, хоризонтален шев върху вертикална повърхност)
Заваряване над глава (PE) и вертикално нагоре (PF) при алуминий се изпълняват само от много опитни заварчици и с прецизни параметри, заради:
• нисък вискозитет на ваната
• склонност към стичане
8. Типични дефекти при MIG заваряване на алуминий и тяхното отстраняване
Алуминият е чувствителен към редица дефекти, които често се повтарят при неправилни настройки или техника.
Познатите дефекти и корекциите им са задължителни за всеки, който иска професионални резултати.
8.1. Пори в шева
Причини:
• Замърсена повърхност (масла, оксид, влага)
• Недостатъчна газова защита
• Прекалено голямо разстояние дюза–детайл
• Турбуленции от въздушни течения
Корекции:
• Стриктно механично и химическо почистване
• Повишаване на дебита на газа в допустими граници
• Съкращаване на отстоянието между дюзата и детайла
• Елиминиране на въздушни течения около работната зона
8.2. Непровар (липса на достатъчно проплавяне)
Причини:
• Твърде нисък ток
• Твърде висока скорост на движение
• Неправилен ъгъл на горелката
• Прекалено малък размер на телта за дебелината
Корекции:
• Увеличаване на заваръчния ток
• Намаляване на скоростта на движение
• Оптимизиране на ъгъла (push, 10–20 градуса)
• Избор на по-голям диаметър тел при по-дебели материали
8.3. Прекомерно проплавяне / прогаряне
Причини:
• Твърде висок ток
• Твърде ниска скорост на движение
• Липса of предварително подгряване при дебели детайли е по-рядко причина – по-често това е проблем при тънки листове
Корекции:
• Намаляване на тока
• Увеличаване на скоростта на движение
• Използване на импулсен режим (Pulse / Double Pulse / InterPulse)
8.4. Пръски и грапав шев
Причини:
• Липса на импулсен режим
• Неправилно съотношение ток – скорост на телта
• Замърсена тел или ролки
• Нестабилно подаване
Корекции:
• Активиране на Pulse / Double Pulse при възможност
• Фина настройка на синергичната крива (Wire trim / Arc length)
• Почистване или подмяна на ролки и тел
• Проверка за равномерно подаване, без приплъзване
8.5. Деформации и изкривявания
Причини:
• Прекомерен топлинен вход
• Липса на симетрия при разположението на шевовете
• Липса на фиксации
Корекции:
• Намаляване на тока и/или преминаване на импулсен режим
• Заваряване по схема – последователни, симетрични шевове
• Използване на фиксиращи приспособления и стяги
9. TIG (AC) заваряване на алуминий – професионален инженерен раздел
TIG (GTAW) е методът, който дава най-високо качество на заварките от алуминий.
Подходящ е за авиационни компоненти, резервоари, тънки материали, декоративни шевове и критични конструкции, където MIG не може да постигне нужната чистота и контрол.
Работният режим при алуминий е задължително AC (променлив ток) – единственият, който може да разруши оксидния слой Al₂O₃ по време на заваряване.
9.1. Как работи AC режимът при TIG
AC режимът се състои от два полуцикъла:
1) EN (Electrode Negative)
• Електродът е отрицателен
• 70–80% от топлината влиза в детайла
• Дава дълбоко проплавяне
• Електродът остава по-студен
2) EP (Electrode Positive)
• Електродът е положителен
• Сваля оксида от повърхността (cleaning zone)
• Повишава температурата на електрода
Оптималната комбинация между EN и EP е основата на стабилен TIG процес.
9.2. AC Balance – контрол на почистващата зона
AC Balance определя “колко” време дъгата ще стои в EP спрямо EN.
По-малко EP → по-малко почистване, повече проплавяне
Повече EP → повече почистване, но прегряване на електрода
Препоръчителни стойности:
| Тип детайл | EP (%) – почистване | EN (%) – проплавяне |
|---|---|---|
| Добре почистен алуминий | 20–25 | 75–80 |
| Средно оксидирана повърхност | 25–30 | 70–75 |
| Силно оксидирани детайли | 30–40 | 60–70 |
Забележка:
EP над 40% води до бързо топене на върха на волфрама и нестабилна дъга.
9.3. AC Frequency – честота на променливия ток
Честотата на AC режима променя ширината, фокуса и стабилността на дъгата.
| Честота (Hz) | Характеристика и приложение |
|---|---|
| 60–80 Hz | Широка, мека дъга. Подходящо за дебели материали. |
| 100–120 Hz | Универсална настройка за повечето сплави. |
| 140–200 Hz | Тясна концентрирана дъга. Най-добрият избор за тънки материали. |
| 200+ Hz | За микрозаваряване и свръхдетайлни приложения. |
Колкото по-висока честота → толкова по-тясна и контролирана е ваната.
9.4. Избор на волфрамов електрод
Подходящи електроди за TIG алуминий:
• E3 (виолетов) – най-стабилен, издържа на по-висок ампераж
• Lanthanated 1.5% (златен) – стабилно палене, по-малко топлина в електрода
• Pure tungsten (зелен) – класически, но по-нестабилен
Форма на електрода:
• За AC → заоблен връх („balling“)
• Никога остър – води до отклонение на дъгата
Диаметър според тока:
| Диаметър | Диапазон на тока (AC) |
|---|---|
| 1.6 mm | 40–120 A |
| 2.4 mm | 80–200 A |
| 3.2 mm | 150–300 A |
9.5. Газова защита при TIG
Препоръчителни настройки:
Основен газ: Ar 100%
Алтернативи: Ar/He смеси при много дебели материали
Дебит според дюзата:
| № Дюза | Газ (l/min) |
|---|---|
| №4–5 | 5–7 |
| №6–7 | 6–9 |
| №8–10 | 8–12 |
Задължително:
• предгаз: 0.5–1 сек
• постгаз: 5–10 сек
• равномерна защита без турбуленции
9.6. Добавъчен материал – избор и приложение
Основни видове пълнежни пръти:
• ER4043 – универсален, плавно мокрене
• ER5356 – най-висока якост
• ER5556 – тежки конструкции (кораби, рами)
• ER4047 – отличен за тънки материали
• ER1100 – чист алуминий
Диаметър на прътите:
| Дебелина | Диаметър пълнеж |
|---|---|
| 1–2 mm | 1.2–1.6 mm |
| 2–4 mm | 1.6–2.4 mm |
| 4–10 mm | 2.4–3.2 mm |
9.7. Положение на горелката
• Ъгъл на горелката в посока на заваряване: 15–40°
• Разстояние електрод–детайл: 2–4 mm
• Добавъчният материал се подава под ъгъл 10–30°
• Движението е плавно и равномерно, без прекъсвания
• Скоростта трябва да поддържа стабилна вана
9.8. Чести грешки при TIG алуминий
• Остър електрод вместо заоблен
• Твърде висок EP → стопяване на електрода
• Твърде малък дебит на газа → оксидна корона
• Дълга дъга → нестабилна вана и пръски
• Непочистване на оксидите → пори
• Неправилна скорост → студени спойки или прегряване
10. Параметрични таблици за MIG и TIG заваряване на алуминий
Тук са събрани най-важните настройки за MIG и TIG процесите – ток, честота, AC баланс, дебит на газ, диаметри на електроди, тел и добавъчен материал.
Таблиците са базирани на индустриални стандарти, WPS документи и практически тестове с професионални апарати.
10.1. Таблица: MIG параметри според дебелината
| Дебелина (mm) | Диаметър тел | Ток (A) | Скорост тел (m/min) | Газ (l/min) | Режим |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 – 2.0 | 0.8 mm | 70 – 110 | 6 – 9 | 12 – 14 | Pulse / Double Pulse |
| 2.0 – 4.0 | 1.0 mm | 90 – 140 | 7 – 11 | 14 – 16 | Pulse |
| 4.0 – 6.0 | 1.2 mm | 120 – 190 | 8 – 12 | 16 – 18 | Pulse или InterPulse |
| 6.0 – 10.0 | 1.2 – 1.6 mm | 180 – 260 | 11 – 15 | 18 – 22 | InterPulse |
Бележки:
• При тънки материали → Double Pulse дава TIG-подобен шев
• При дебели → InterPulse стабилизира дъгата и намалява деформациите
10.2. Таблица: Препоръчителни защитни газове за MIG
| Смес газ | Употреба | Ефект |
|---|---|---|
| Ar 100% | Материали до 3 mm | Стандартна защита, ниска топлина |
| Ar/He 75/25 | Универсална смес | По-добро проплавяне, по-чиста вана |
| Ar/He 50/50 | 6–10 mm дебелина | Висока топлинна мощност |
| He 100% | Индустриални приложения | Максимална топлина, рядко използвано |
10.3. Таблица: TIG (AC) – ток, честота, баланс
| Дебелина (mm) | Ток (A) | AC Balance (% EP) | AC Frequency (Hz) | Газ (l/min) |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 – 1.5 | 40 – 80 | 20 – 30 | 120 – 200 | 6 – 8 |
| 2.0 – 3.0 | 70 – 130 | 20 – 30 | 100 – 150 | 7 – 9 |
| 3.0 – 5.0 | 110 – 180 | 25 – 35 | 80 – 120 | 8 – 10 |
| 5.0 – 8.0 | 160 – 220 | 25 – 40 | 60 – 100 | 10 – 12 |
| 8.0 – 12.0 | 200 – 300 | 30 – 40 | 60 – 80 | 10 – 12 |
Бележки:
• По-тънки материали → по-висока AC честота
• По-дебели материали → по-ниска честота, повече топлина
10.4. Таблица: TIG – избор на волфрамови електроди
| Вид електрод | Цвят | Предимства | Недостатъци |
|---|---|---|---|
| E3 | Виолетов | Издръжлив, стабилен, универсален | Няма съществени недостатъци |
| Lanthanated 1.5% | Златен | Лесно палене, стабилна дъга | Малко по-крехък от E3 |
| Pure Tungsten | Зелен | Класически избор | Нестабилен при високи амперажи |
10.5. Таблица: TIG – добавъчен материал (пръти)
| Прът | Сплав | Приложение |
|---|---|---|
| ER4043 | Al-Si5 | Универсален, най-лесна работа |
| ER5356 | Al-Mg5 | Висока якост, конструкции, джанти |
| ER5556 | Al-Mg5.2 | Тежки конструкции, кораби |
| ER4047 | Al-Si12 | Отлично мокрене, тънки материали |
| ER1100 | Чист алуминий | Артистични работи, декоративни шевове |
10.6. Таблица: Препоръчителни диаметри на добавъчния материал
| Дебелина (mm) | Прът (диаметър) |
|---|---|
| 1 – 2 | 1.2 – 1.6 mm |
| 2 – 4 | 1.6 – 2.4 mm |
| 4 – 10 | 2.4 – 3.2 mm |
11. Заключение – професионален завършек на ръководството
Заваряването на алуминий е процес, който изисква прецизност, стабилен контрол на топлината, правилен избор на оборудване и дълбоко разбиране на металургията на материала.
Алуминият е чувствителен към оксидация, термични деформации и пори – затова настройките, подготовката и техниката са решаващи за качеството.
MIG заваряването осигурява висока продуктивност, особено с Pulse, Double Pulse и InterPulse режими. То е подходящо за по-дебели материали, бързо производство и индустриални приложения.
TIG (AC) е методът за максимално качество – чисти шевове, контрол върху ваната, минимални деформации и прецизност, недостижима от други процеси.
Ключовите фактори за успешно заваряване на алуминий са:
• правилен избор на защитен газ и дебит
• точни електрически параметри – ток, честота, AC баланс
• избор на подходящ електрод и добавъчен материал
• правилна техника на водене на ваната
• стабилно подаване (при MIG)
• подготовка на повърхностите – механична и химическа
Комбинирането на тези принципи гарантира дълготрайни, здрави и естетични заварки.
Това ръководство обединява практически опит и професионални стандарти, за да предостави най-пълното и достоверно описание на MIG и TIG заваряване на алуминий, публикувано в българско техническо пространство.
DTGarage остава референтната точка за точна, експертна и инженерно издържана информация.
Автор: Тони Ангелчовски | Ексклузивно за DTGaraGe 
Копирането и препубликуването без разрешение не е позволено 
Подкрепи проекта: https://dtgarage.eu/donate
Last edited:
