Varenje aluminijuma (WIG, MIG, MAG i TIG)

U nastavku:

1. Zavarivanje aluminijuma
- 1.1. Detaljnije o zavarivanju aluminijuma
- 1.2. Izgled zavarenog dela (var, spoj ili šav)
2. TIG varenje
3. MIG varenje (kratkokontaktno varenje)
4. MIG MAG varenje (pulsni postupak)
5. Zavarivanje aluminijuma - opšte napomene

1. Zavarivanje aluminijuma

1.1. Detaljnije o zavarivanju aluminijuma

Zavarivanje aluminijuma je zahtevan postupak koji iziskuje puno znanja i iskustva te kvalitetnu opremu za rad. Aluminijum ili njegove legure se spajaju WIG i TIG metodama (argonsko varenje elektrodama koje su napravljene od volframa ili tungstena; IG je skraćenica za inertne gasove) čiji je cilj da se dobije što čvršći i lepši spoj, odnosno, šav ili var. Svaki postupak zavarivanja ima, kao i u svim drugim poslovima, svoje prednosti i slabosti. Elektrolučno zavarivanje volframovom elektrodom je ručni način rada i, verovatno, najpoznatiji. Zavarivanje može da se odvija na dva načina - dodavanjem trećeg materijala u spoj ili topljenjem ivica dva dela na određenoj temperaturi, tako da omekšaju i spoje se te postanu jedno kada se ohlade. U oba procesa se može primenjivati određen pritisak na var, ali i ne mora. Sve zavisi od toga šta se radi i kakvi su rezultati potrebni.

Najvažnije je to da se svi parametri varenja mogu precizno odrediti i kontrolisati. Za zavarivanje se koriste različiti izvori energije prema kojima se razlikuju i metode rada: vrući gasovi, električni luk, tok naelektrisanih čestica, tokovi zračenja (laser), struja i tako dalje.

Svaka vrsta posla zahteva adekvatnu zaštitnu opremu za varioca koliko i uređaje. Pogodna oprema za zavarivanje je zaštitna maska sa tamnim staklom, zaštitne rukavice, negoriva odeća i obuća, visokofrekventni generator, gorionik, aparat za zavarivanje i cilindar sa gasom. Zavarivanje se vrši samo u dobro provetrenom prostoru, jer se tokom zavarivanja ispuštaju opasni gasovi.

1.2. Izgled zavarenog dela (var, spoj ili šav)

Izgled zavarenog spoja zavisi od tehnike zavarivanja. Poznate su WIG, TIG, MIG i MIG MAG tehnike zavarivanja. Budući da izgled spoja ili vara, umnogome utiče na izgled celog proizvoda, nije nevažno kako će izgledati, zapravo, kojom tehnikom će biti urađen. U struci je uvreženo da najbolje deluje TIG var, premda se slično može postići i MIG tehnikom, oscilacijom gorionika, što je poprilično zahtevna metoda, ako je željeni rezultat ravnomeran i potpuno ujednačen spoj. Mnogo je jednostavnije, za lep var na aluminijumu, upotrebiti dvostruki impuls MIG MAG zavarivanja. TIG zavarivanje je osetljivije na nečistoće od MIG zavarivanja (i MIG MAG zavarivanja), ali je i u jednom i u drugom slučaju, preporučljivo da se ivice pre samog varenja dobro očiste.

*Zavarivanje aluminijuma uz dodavanje topive žice*

2. TIG varenje

Prilikom varenja aluminijuma TIG metodom, za zaštitu zavarenog spoja koristi se gas argon ili netopiva volframova elektroda prečnika 0,5 do 6,4 mm za uspostavljanje električnog luka. Električni luk se uspostavlja kratkim kontaktom elektrode i osnovnog materijala; tako protok izuzetno guste struje kroz malu kontaktnu površinu gotovo trenutno dovodi do topljenja oba materijala tokom TIG zavarivanja aluminijuma. Viši kvalitet spoja se dobija ako je sve očišćeno i ako je količina toplote odgovarajuća. U slučaju da aparat za zavarivanje ne proizvodi dovoljno toplote, bira se druga vrsta elektrode ili elektroda većeg prečnika. TIG zavarivanje aluminijuma može se vršiti ručno, poluautomatski ili automatski, pri čemu se ručno vare samo mali komadi nepravilnih oblika ili teško dostupna mesta. Poluautomatsko TIG zavarivanje aluminijuma radi se pomoću topive žice za varenje koja je na vođici žice (tzv. dodavač žice). Međutim, automatsko zavarivanje ograničeno je samo na horizontalne spojeve.

Savet stručnjaka iz firme IWB DOO

1. Koji postupci zavarivanja postoje?

Zavarivanje je spajanje metala, pri čemu se materijali koje želimo spojiti na spojnom mestu omekšavaju. Na tom mestu se spajaju uz dodavanje ili bez dodavanja materijala. Takav spoj nazivamo "zavareni spoj", a on se sastoji od "zavara" i susednog materijala koji je strukturno promenjen usled zavarivanja. Zavarivanje je od izuzetne važnosti u industrijskoj izgradnji čeličnih konstrukcija - na primer u: brodogradnji, gradnji mostova, automobilskoj, naftnoj i energetskoj industriji.

MIG/MAG postupak zavarivanja

Naziv MIG/MAG dolazi od engleskih izraza Metal Inert Gas (Metal-Inertan gas), odnosno, Metal Active Gas (Metal - aktivni gas). Ovi izrazi u sebi sadrže i opis postupka, dok se kod MIG postupka zavarivanje ostvaruje pod zaštitom inertnog gasa, kod MAG postupka aktivni gas učestvuje u zavarivanju.

U inostranstvu se može naići i na izraz GMAW, odnosno Gas Metal Arc Welding - reč je o izrazu koji obuhvata MIG i MAG, zapravo zavarivanje sa topivom elektrodom u zaštitnoj gasnoj atmosferi.

Kod MIG/MAG zavarivanja metalna se elektroda, namotana na kotur, potiskuje kroz vodilicu u pištolju za zavarivanje gde se topi u električnom luku uz zaštitu gasa i prenosi u rastopljeni metal koji se zavaruje. Kod MIG zavarivanja se koriste neutralni, odnosno inertni gasovi poput argona, helijuma i njihovih mešavina. Kod MAG zavarivanja koriste se aktivni gasovi - najčešće CO2 i njegove mešavine sa drugim gasovima; zbog te činjenice, taj tip zavarivanja se ponekad naziva i CO2 zavarivanje.

Najčešće primene MIG/MAG zavarivanja su kod rada s obojenim metalima, zavarivanja tankih limova, viskokolegiranih čelika i drugih metala koji se vežu sa kiseonikom. Reč je o izuzetno brzoj metodi zavarivanja koja se može primeniti na sve vrste materijala, u svim položajima i moguće ju je automatizovati, odnosno, robotizovati. Zbog svih tih pogodnosti MIG/MAG aparati za varenje su, kao i prateća oprema, relativno skupi.

TIG postupak zavarivanja

Naziv ovog postupka zavarivanja dolazi od engleskog izraza Tungsten Inert Gas, ali se ponekad može naići na izraz WIG zavarivanje od nemačkog izraza Wolfram Inert Gas. Tungsten, odnosno Wolfram su nazivi za metal volfram.

U TIG postupku elektroda od volframa u neutralnom ili inertnom zaštitnom gasu se ne topi već usmeruje intezivan električni luk na metal koji želimo zavariti.

TIG postupak zavarivanja je veoma precizan i visoko kvalitetan metod rada. Iako je razvijen za potrebe zavarivanja magnezijuma i njegovih legura, danas se koristi za širok raspon metala. TIG zavarivanje koristi naizmeničnu struju za zavarivanje aluminijuma, magnezijuma i njegovih legura. Za zavarivanje nerdjajućih čelika, titanijuma, bakra, čeličnih limova i ostalih materijala, koristi se jednosmerna struja sa minus polom na elektrodi.

Zaštitni gasovi koji se najčešće koriste za TIG zavarivanje su argon i helijum. Zbog toga se ta metoda često naziva "argonskim zavarivanjem". Takav način zavarivanja je relativno spor, ograničen na tanke materijale i skup (zbog opreme, zaštitnog gasa i volframa).

REL - postupak zavarivanja

Kod REL metode zavarivanja skraćenica označava izraz ručno elektrolučno zavarivanje. U inostranstvu se koriste i izrazi MMA (Manual Metal Arc Welding) i SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Pun naziv postupka je ručno elektrolučno zavarivanje obloženom elektrodom.

U REL postupku zavarivač ručno uspostavlja električni luk između elektrode i radnog komada. Primjenjiv je na sve vrste metala uz jednosmernu ili naizmeničnu struju. REL je vrlo raširen postupak i jednostavno se izvodi.

Reč je o pristupačnom postupku zavarivanja sa jeftinom opremom, uz širok izbor elektroda za različite namene. Postupak se može primeniti na sve konstrukcijske čelike, svih debljina. Zavarivanje je izvodljivo i u više slojeva. Nedostaci ovog postupka su manji kvalitet zavara zbog ručnog izvodjenja postupka i potencijalnih grešaka kod prekida i uspostavljanja električnog luka.

Autogeno zavarivanje

Autogeno zavarivanje, odnosno gasno zavarivanje, naziv je za postupak zavarivanja gde se toplotna energija za zavarivanje dobija sagorevanjem gasova. Visoka temperatura koja se postiže sagorevanjem gasova, zagreva rubove metala koji želimo zavariti.

Gasovi koji se koriste kod autogenog zavarivanja su: acetilen, vodonik, propan, butan, metan i slični. Kiseonik i gas se mešaju u jednakoj proporciji, pa se tako razvija vrlo visoka temperatura - na primer, kod acetilena i kiseonika oko 3.100°C.

Zavarivanje gasnim plamenom koristi se za zavarivanje čelika, sivog livenog gvoždja, bakra, aluminijuma i njihovih legura, naročito pri reparaturnim radovima. Reč je o jednostavnom procesu zavarivanja uz male troškove, ali uz spori rad i potencijalnu opasnost od gasova.

2. Da li postoje materijali koji su lakši/teži za obradu?

- Nelegirani konstrukcijski čelici

U nelegirane konstrukcijske čelike spada čelik s udelom ugljenika manjim od 2%. Ako je udeo ugljenika viši od 0,25%, čelik je potrebno pregrevati da bi se izbeglo otvrdnjavanje prelazne zone zavara. Koriste se bazične elektrode.

-Niskolegirani konstukcijski čelici

Vrlo pogodni za zavarivanje su niskolegirani ugljenično-manganski konstrukcijski čelici gde udeo ugljenika ne prelazi 0,22%, a udeo mangana 1,6%. Kod većih debljina materijala potrebno je pregrevanje uz bazične elektrode.

-Niskolegirani čelici povišene čvrstoće

Dobro su zavarivi uz pregrevanje, odgovarajuće elektrode i posebnu tehniku zavarivanja kojima se čuva struktura takvih materijala.

-Visokolegirani nerdjajući konstukcijski čelici

Reč je o legurama čelika sa hromom, gde je ukupni udeo hroma od 12% do 36%. Dodatni sastojci legure mogu biti nikl i molibden.

Hrom pri zavarivanju reaguje sa kiseonikom i ugljenikom, tako da je pri zavarivanju bitno zaštiti zavar od kiseonika, a udeo ugljenika u materijalu bi trebao da je ispod 0,06%.

-Zavarivanje aluminijuma

Aluminijum i legure aluminijuma se mogu zavarivati svim postupcima zavarivanja, ali su naročito delotvorni TIG i MIG, zbog zaštitinih gasova uključenih u zavarivanje.

3. Kako se kreću cene zavarivanja?

Cena zavarivanja zavisi od tipa konstukcije ili proizvoda koji je potrebno napraviti, reparirati itd.

Cena može biti po kilogramu, dužnom metru, radnom satu…

Najčešće se klijentima nudi cena po kilogramu koja varira od 0,8 eur/kg do 2,5 eur/kg u zavisnosti od tipa posla koji se obavlja.

U samu cenu je uljučeno mnogo faktora: količina materijala, udaljenost, bezbednost pri radu, itd.

4. Za koje još usluge naši čitaoci mogu da kontaktiraju firmu IWB DOO?

Pored usluge zavarivanja, naša firma može ponuditi usluge montaže čeličnih konstukcija, prodaje i usluge montaže svih tipova industrijske, bravarske i mobilne ograde, kao i pešačke i klizne kapije. U svom asortimanu imamo i gabionske koševe, reno-madrace, jarbole, uslužno savijanje profila, plastifikaciju čeličnih elementa i još mnogo toga.

G-din Milan Obućina, IWB DOO

3. MIG varenje (kratkokontaktno varenje)

Dosta faktora utiče na to koliko će uspešno biti zavarivanje aluminijuma MIG metodom. Za MIG zavarivanje aluminijuma najčešće se koristi zaštitni gas argon, ali se takođe mogu koristiti smeše sa helijumom. MIG zavarivanje aluminijuma kratkokontaktnim postupkom moguće je bilo kojim MIG/MAG aparatom za zavarivanje, uz mogućnost podešavanja napona električnog luka i podešavanja brzine žice. Prednost kratkokontaktnog MIG zavarivanja aluminijuma je to što se pri jačoj struji kapljice žice bolje rasprskavaju, obezbeđujući kvalitetne horizontalne varove, premda je to rasprskavanje za vertikalne spojeve ili zavarivanje iznad visine glave, loše. Nedostatak kratkokontaktnog MIG zavarivanja aluminijuma je taj što zahteva više rasprskavanja pri nižim strujama.

4. MIG MAG varenje (pulsni postupak)

Pri MIG MAG zavarivanju aluminijuma nakon dvostrukog impulsnog postupka nema ubrizgavanja, već je neophodna precizna regulacija dužine električnog luka tamo gde se kapljice tope sa žice. Za bolju zaštitu električnog luka, preporučuje se MIG MAG zavarivanje aluminijuma s desna na levo, da bi se otopina potiskivala. Pri tom je mehanizam dodavanja žice veoma važan. Danas gotovo svi imaju pogon na sva četiri točka, pri čemu je oblik žlebova na točkovima, takođe, vrlo bitan. Najbolji oblik žlebova za MIG MAG zavarivanje aluminijuma je polukružan, na sva 4 točka.

Iako zvuči komplikovano, MIG MAG zavarivanje aluminijuma danas je mnogo lakše, jer moderni uređaji za zavarivanje se lako prebacuju između impulsnog ili kratkokontaktnog zavarivanja.

5. Zavarivanje aluminijuma - opšte napomene

Kad god je to moguće, preporučujemo upotrebu tehnike za potiskivanje otopine. Time se najbolje osigurava zavarivanje aluminijuma s desna na levo, jer pruža bolju zaštitu električnog luka, čišćenje otopine i posledično, smanjuje količinu štetnih čestica. Savremeni izvori za zavarivanje aluminijuma imaju automatske karakteristike, bez obzira da li je u pitanju impulsno ili kratkokontaktno varenje. To umnogome olakšava variocu postavljanje optimalnih parametara zavarivanja.