Spawanie aluminium migomatem wymaga specjalistycznych modyfikacji sprzętu: rolek typu U, teflonowego wkładu, końcówek prądowych typu A oraz odpowiednich parametrów spawania. Kluczowe znaczenie ma prąd pulsujący i precyzyjne ustawienie siły docisku drutu aluminiowego.
Spawanie aluminium metodą MIG (Metal Inert Gas) to proces półautomatyczny, w którym topliwy drut aluminiowy podawany jest automatycznie przez uchwyt spawalniczy w osłonie gazu obojętnego, najczęściej argonu. W przeciwieństwie do spawarka TIG, gdzie spawacz ręcznie podaje pręt, metoda MIG oferuje znacznie wyższą wydajność przy zachowaniu dobrej jakości spoin.
Aluminium charakteryzuje się unikalnymi właściwościami, które sprawiają, że jego spawanie jest znacznie trudniejsze niż stali. Niska temperatura topnienia (660°C) w połączeniu z wysoką przewodnością cieplną (200 W/m·K) wymaga precyzyjnej kontroli energii wprowadzanej. Dodatkowo warstwa tlenku aluminium na powierzchni ma temperaturę topnienia przekraczającą 2000°C, co komplikuje proces spawania.
Podczas spawania MIG łuk elektryczny powstaje między drutem aluminiowym a spawanym materiałem. Drut jest automatycznie podawany przez mechanizm podajnika, a gaz argon chroni obszar spawania przed szkodliwym wpływem atmosfery. Nowoczesne Spawarki inwertorowe MIG z technologią DUAL PULSE umożliwiają precyzyjną kontrolę przenieszenia metalu do spoiny.
Podstawową modyfikacją jest wymiana standardowych rolek podajnika na rolki z rowkiem typu „U”. W przeciwieństwie do standardowych rolek z rowkiem „V” używanych do stali, rowki „U” są specjalnie zaprojektowane dla miękkiego drutu aluminiowego. Minimalizują one odkształcenia drutu podczas podawania i zapewniają równomierny przepływ.
Profesjonalne urządzenia spawalnicze przeznaczone do spawania aluminium wyposażone są w 4-rolkowy mechanizm podawania drutu, który gwarantuje precyzyjne prowadzenie nawet przy długich dystansach między podajnikiem a uchwytem.
Druga kluczowa modyfikacja dotyczy wymiany standardowego metalowego wkładu w uchwycie spawalniczym na wkład teflonowy. Teflon charakteryzuje się niskim współczynnikiem tarcia, co znacząco poprawia płynność podawania miękkiego drutu aluminiowego i zapobiega jego zakleszczaniu w uchwycie.
Końcówki prądowe standardowo używane do spawania stali nie nadają się do aluminium ze względu na różnice w rozszerzalności cieplnej. Końcówki typu „A” są specjalnie zaprojektowane dla drutu aluminiowego i zapewniają stabilne przewodzenie prądu przy zmiennych warunkach termicznych spawania.
Najpopularniejszymi drutami do spawania aluminium migomatem są AlSi5 (ER4043) i AlMg5 (ER5356). Drut AlSi5 zawiera 5% krzemu i doskonale nadaje się do spawania stopów aluminium z serii 6xxx (Al-Mg-Si). Drut AlMg5 z 5% zawartością magnezu dedykowany jest stopom serii 5xxx (Al-Mg) i charakteryzuje się wyższą wytrzymałością mechaniczną.
Najczęściej stosowane średnice drutów to 0,8 mm, 1,0 mm i 1,2 mm. Wybór zależy od grubości spawanych elementów i dostępnej mocy spawarki. Dla cienkich blach do 3 mm optymalny jest drut 0,8 mm, podczas gdy elementy powyżej 5 mm wymagają drutu 1,2 mm lub grubszego.
Drut aluminiowy jest wrażliwy na wilgoć i zanieczyszczenia. Po zakończeniu pracy należy wyjąć go z podajnika i przechowywać w suchym miejscu, najlepiej w szczelnych opakowaniach foliowych. Ekspozycja na wilgoć prowadzi do powstawania porów w spoinie.
Spawanie aluminium wymaga wyższego napięcia niż spawanie stali ze względu na wysoką przewodność cieplną. Dla drutu 1,0 mm optymalne napięcie wynosi 20-24V, podczas gdy prąd spawania powinien być dostosowany do grubości materiału – około 100-150A dla blach 3-5 mm.
Kluczowym parametrem jest precyzyjne ustawienie prędkości podawania drutu. Zbyt szybkie podawanie prowadzi do niestabilności łuku, natomiast zbyt wolne może powodować przepalenia. Nowoczesne spawarki inwerterowe z synergią automatycznie dostosowują te parametry.
Ze względu na miękkość drutu aluminiowego kluczowe znaczenie ma odpowiednie ustawienie siły docisku rolek podajnika. Zbyt duży docisk deformuje drut, natomiast zbyt mały prowadzi do poślizgu. Optymalny docisk powinien być na tyle mały, aby umożliwić ręczne wyciągnięcie drutu z podajnika przy niewielkim oporze.
Pozycja podolna jest najłatwiejsza w spawaniu aluminium. Umożliwia wykorzystanie grawitacji do lepszego formowania się jeziorka spawalniczego. Kąt uchwytu powinien wynosić 10-15° względem kierunku spawania, co zapewnia optymalne wtopienie i estetykę spoiny.
Spawanie w pozycjach pionowej i nawet nad głową wymaga znacznie większych umiejętności. Kluczowe jest zastosowanie techniki krótkiego łuku i prądu pulsującego. Spawarka MIG/MAG z funkcją pulsacji znacznie ułatwia kontrolę nad jeziorkiem spawalniczym.
Właściwa technika prowadzenia uchwytu to podstawa udanego spawania aluminium. Drut powinien być nachylony do materiału pod bardzo małym kątem, a spawacz musi utrzymać ciągłość przechodzenia stopiwa do jeziorka spawalniczego. Ruchy powinny być płynne i równomierne.
Najpopularniejszym gazem do spawania aluminium jest czysty argon o czystości minimum 99,95%. Zapewnia stabilny łuk i czyste spoiny. W niektórych zastosowaniach stosuje się mieszanki argon-hel, które zwiększają głębokość wtopienia, ale wymagają wyższych natężeń prądu.
Optymalny przepływ argonu wynosi 12-15 l/min. Zbyt mały przepływ nie zapewnia wystarczającej ochrony, natomiast zbyt duży może powodować turbulencje i zanieczyszczenie spoiny. Jakość gazu ma kluczowe znaczenie – nawet minimalne ilości wilgoci mogą powodować porowatość.
Właściwe przygotowanie powierzchni to połowa sukcesu w spawaniu aluminium. Należy usunąć warstwę tlenku używając szczotki ze stali nierdzewnej lub specjalnych preparatów chemicznych. Oczyszczanie musi być wykonane bezpośrednio przed spawaniem, gdyż warstwa tlenku odtwarza się w ciągu kilkudziesięciu minut.
Dla elementów grubszych niż 6 mm zaleca się podgrzewanie wstępne do temperatury 100-150°C. Pomaga to w równomiernym rozprowadzeniu ciepła i zmniejsza ryzyko pęknięć termicznych. Identyfikacja odpowiedniej temperatury następuje po pojawieniu się lustrowego połysku na powierzchni aluminium.
Najczęstszym problemem w spawaniu aluminium jest porowatość spoiny wywołana obecnością wodoru. Źródłami wodoru mogą być: zanieczyszczony drut, wilgotny gaz, brudny materiał podstawowy lub zbyt wysokie parametry spawania. Rozwiązaniem jest precyzyjne przygotowanie materiału i kontrola czystości wszystkich elementów procesu.
Problem przywierania drutu do końcówki prądowej występuje zwłaszcza przy nieprawidłowych parametrach spawania. Pomaga obniżenie prądu spawania lub zwiększenie prędkości spawania. Ważne jest również regularne czyszczenie końcówki prądowej.
Niedostateczne wtopienie wynika zwykle z zbyt niskich parametrów spawania lub nieprawidłowej techniki. Należy zwiększyć prąd spawania lub zmniejszyć prędkość spawania, zachowując odpowiedni kąt uchwytu.
Spawanie aluminium wytwarza znacznie więcej dymów niż spawanie stali. Konieczne jest zapewnienie efektywnej wentylacji wyciągowej bezpośrednio przy stanowisku spawania. Dymy aluminium mogą być szkodliwe przy długotrwałej ekspozycji.
Oprócz standardowych środków ochrony (przyłbica, rękawice, fartuch) zaleca się stosowanie masek przeciwpyłowych lub systemów świeżego powietrza przy intensywnym spawaniu aluminium. Ochrona dróg oddechowych jest szczególnie ważna w zamkniętych pomieszczeniach.
Spawanie aluminium migomatem jest droższe niż spawanie stali ze względu na wyższą cenę drutu aluminiowego (około 3-4 razy droższy niż drut stalowy) oraz większe zużycie gazu osłonowego. Jednakże wyższa wydajność procesu MIG w porównaniu z TIG często kompensuje te koszty.
Dla warsztatów spawających regularnie aluminium inwestycja w odpowiednie wyposażenie zwraca się zwykle w okresie 6-12 miesięcy. Kluczowe znaczenie ma właściwe szkolenie obsługi i systematyczna konserwacja sprzętu.
Nowoczesne systemy spawania aluminium coraz częściej wyposażane są w funkcje automatycznej regulacji parametrów, systemy monitorowania jakości spoiny w czasie rzeczywistym oraz zaawansowane algorytmy pulsacji. Rozwój technologii robotyzacji sprawia, że spawanie aluminium migomatem staje się coraz bardziej zautomatyzowane, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym.
Spawanie aluminium migomatem to zaawansowany proces wymagający specjalistycznych modyfikacji sprzętu i odpowiednich umiejętności obsługi. Kluczem do sukcesu jest systematyczne podejście do przygotowania zarówno sprzętu jak i materiału, połączone z precyzyjnym ustawieniem parametrów spawania. Przy właściwej realizacji metoda MIG oferuje doskonały kompromis między wydajnością a jakością spoin, czyniąc ją idealnym wyborem dla profesjonalnych zastosowań przemysłowych.