Разновидности сварочных аппаратов. Основные виды сварочных аппаратов

Технология сварки, которая появилась в начале 20 века, совершила поистине техническую революцию мирового масштаба. Профессия сварщика перестала быть из разряда диковинных, и каждый специалист, который проходит обучение в образовательном центре, должен знать какие бывают сварочные аппараты, а также устройство и принцип применения. Общий стандарт промышленного оборудования подразделяет на несколько категорий виды сварочных аппаратов, которые представлены следующими типами:

• Трансформаторное устройство.
• Выпрямитель.
• Инверторный тип устройства для сварки.
• Полуавтоматический аппарат.
• Устройство для аргонно-дуговой сварки.
• Классический сварочный агрегат.

Каждый из выше представленных агрегатов имеет свои положительные стороны применения, свою специфику эксплуатации, и вместе с этим используется для конкретных типов проведения сварочных работ. Попробуем разобраться с каждым типом подробнее.

Трансформаторное устройство

Согласно общей терминологии, аппарат трансформаторного вида, относится к типу сварочных аппаратов, которые имеет свойство преобразования электрического тока, но при этом осуществляют условия требуемой регулировки для обеспечения устойчивого режима подачи электрической дуги на устройство.

В принципиальной части действия прибора предусмотрено наличие на сердечнике с элементами магнитопровода обмотки с характеристиками первичного вида, а также вторичного типа, которые всегда находятся в неподвижном рабочем состоянии. Допускается закрепление одной обмотки исключительно в статическом положении, а вторая обмотка может передвигаться по сердечнику, но относительно первичной части.

Используя эту схему трансформации, удаётся обеспечить регулировку имеющегося электрического тока по всей части сердечника. Непосредственная конструкция сварочного аппарата играет роль понижающего устройства.

Трансформаторные виды сварочных аппаратов для дома имеют как положительные, так и отрицательные стороны применения, в частности, плюсом являются:

• Простота конструктивной части оборудования.
• Простая схема эксплуатации и применения.
• Высокая степень надёжности.
• Низкая стоимость сегмента сварочного оборудования.
• Лёгкость обслуживания, минимальные затраты на ремонтную базу.

Минусы данной аппаратуры, это:

• Большой вес оборудования.
• Объёмные габаритные размеры.

Использование переменного воздействия тока оказывает отрицательное воздействие на качества шва.»

Есть некоторые факторы рабочего процесса качественного удержания электросварной дуги в процессе работы. Основная сфера применения таких аппаратов это соединение изделий, которые имеет свойства низколегированной стали.

Сварочный выпрямитель

Второй по популярности аппарат и вид сварочных аппаратов для ручной , это выпрямитель, который используется во многих отраслях промышленности и производства. В конструкционной части аппарат представлен как универсальный источник питания, в котором предусмотрен трансформаторный блок с регулирующим принципом управления. В приборе также предусмотрена конструкция выпрямительного блока.

Принцип работоспособности данного оборудования основан на прямой подаче источника постоянного тока для электрической дуги, причём ток протекает через вторичную обмотку с последующим переходом на выпрямительный блок с элементами кремниевых и селеновых выпрямительных элементов. Чтобы получить требуемую ножную характеристику, в аппарате используется дополнительный элемент в виде дроссельного компонента управления. Стоит отметить, что данные виды сварочных аппаратов и их применение обладают непрерывностью в работе, стабильными характеристиками и показателями управления. Качественная сварка будет обеспечена уникальными характеристиками работы оборудования, поэтому такой тип сварки рекомендуют для начала работы новичкам.

Преимущество применения данного варианта сварки:

• Выпрямитель обеспечивает высокое качество швов, данный класс приборов рекомендуется тем, кто хочет приобрести навыки в работе с производственным и промышленным оборудованием для обеспечения качественной сварки.
• При необходимой компоновке инструментами и комплектующими, можно добиться качественного шовного соединения разнородных металлов, таким как чугун и цветные варианты металлов.
• Горение дуги сварочного оборудования имеет стабильные характеристики.
• Допускается обеспечение качественного соединения швов, как для низколегированных материалов, так и для нержавеющей стали.

«Обратите внимание!

Аппарат можно использовать как для профессиональной работы в промышленности и производстве, так и для проведения несложных сварочных работ в бытовых целях.»

Инверторный сварочный аппарат

Главная техническая характеристика устройства, это повышенные параметры по частоте. Используя различные виды сварочных аппаратов инверторного типа, можно отметить, что они работают только при условии стабильной подачи напряжения, которое вызвано работой электрогенераторов, в комплекте с длинными участками проводов для соединения.

В конструкции предусмотрены специальные защитные компоненты, которые защищают устройство от резких перепадов напряжения, а также исключают эффекты прилипания электродов. Имеется специальная функция «быстрый режим старта», которая обеспечивает качественное начало рабочего процесса. Стабилизатор мощности, который также встроен в аппарат, исключает перегрев оборудования при работе на высоких частотах и уровнях напряжения.

Инновационные инверторные сварочные агрегаты выпускаются производителями в диапазоне рабочих напряжений от 160 В до 270 В. Наличие вентиляционной системы охлаждения, является новаторским решением качественной и бесперебойной работы инверторного аппарата.

Агрегат имеет явные преимущества перед аналоговым оборудованием, это:

• Высокий КПД основного источника пятнания инверторного оборудования.
• Средние размеры и масса сварочного оборудования.
• Высокие технологические свойства проведения сварки, а также максимальный предел регулировки диапазона мощности.
• Стойкий режим электрической дуги.
• Качественный и ровный тип шва сварного соединения.
• Широкий диапазон рабочего тока.
• Отличные показатели при условиях предельной нагрузки работы устройства.
• Простой и интуитивно понятный способ управления устройством.
• Используются все известные типы электродов для сварочных работ.

Прибор можно использовать одновременно как профессиональное оборудование, а также в качестве бытового сварочного устройства.

Полуавтоматический агрегат

Основной принцип работы сварочного полуавтомата 220 В — это наличие постоянного варианта импульсного тока в среде образования вместимости газов защитного принципа действия.

В механизме подачи предусмотрена специальная электродная проволока, которая при помощи шланга подаётся в держатель, расположенный в руках сварщика. Одновременно с проволокой подаётся требуемый газ — аргон, смесевая составляющая, углекислый газ. Редко используется баллонный газ для обеспечения качественной работы.

• Высокий уровень качества шва.
• Минимальное разбрызгивание.
• Высокая степень эффективности производительности оборудования.
• Можно сваривать тонколистовые металлические соединения.

Очень часто аппарат используется в сварке швов в автомобильной промышленности или в слесарных работах по ремонту автомобилей.

Устройство для аргонодуговой сварки

В качестве основы используются специальные вольфрамовые электроды которые относятся к категории неплавящихся.

В качестве компонента газов служит либо аргон, либо гелий. В процессе сварки используется специальная присадочная проволока. Аппарат работает как на импульсном типе тока, так и на постоянном или не переменном источнике подачи напряжения. Соединение качественных швов осуществляется при помощи вольфрамовых электродных компонентов. Аппарат используется для сварки алюминиевых, стальных, цветных, магниевых и медных металлов, то есть практически для всех материалов стали, используемые в промышленном производстве. Преимущественные характеристики — лучшие условия работы для сварщика, но требуется качественная настройка оборудования и специальные знания сварщика.

Сварочный аппарат является электроустройством, с помощью которого производится сварка, а именно самый надежный и долговечный способ крепления металлических деталей, существующий уже более века.

Это электрооборудование выполняет соединение или резку деталей из металлов и их различных соединений с минимизированными затратами. Рассмотрим более подробно виды таких аппаратов и их основные функции.

Сварочные источники тока

Данные виды сварочных аппаратов нужны для преобразования напряжения в ток. Зависимо от схемы на выходе получаем электродугу, имеющую постоянный или же переменный потенциал. По типам различают следующие аппараты:

• трансформаторный;
• выпрямительный;
• инверторный.

Трансформаторный источник самый простой в использовании, работает за счет трансформатора, который снижает напряжение сети к сварочному и имеет на выходе переменный ток. Сила тока регулируется за счет изменения расстояния между обмотками.

Для или улучшения горения дуги трансформаторный сварочный аппарат доукомплектовывается дополнительными элементами, что увеличивает его вес в несколько. Наиболее ответственные работы выполняются за счет применения электродов переменного тока.

В современной модели трансформаторного аппарата используют мощные вентиляторы, ведь большая часть его энергии приходится на нагрев. Данный аппарат для сварки имеет КПД около 90%.

Достоинства:

• приемлемая стоимость;
• надежность;
• долговечность — качество, позволяющее использовать различные сварочные аппараты переменного тока на протяжении многих лет.

Недостатки:

• имеет довольно большой вес;
• применяется редко, несмотря на все свои достоинства.

Выпрямительный источник — оборудование, использующееся для сварки после преобразования переменного тока в постоянный. Он состоит из следующих комплектующих:

• токопонижающий трансформатор;
• диод;
• датчик регулировки и защиты.

Данный сварочный аппарат обеспечивает, по сравнению с трансформаторным аппаратом, наиболее качественные швы при варке. Выпрямительный аппарат имеет наибольшую стабильность в части сварочного тока и электрической дуги.

Достоинства:

• небольшая стоимость;
• надежность.

Недостатки:

• большой вес;
• сложность в работе, ведь в процессе варки наблюдается сильное перенапряжение сети.

Инверторный источник — это наиболее популярный в настоящее время вид сварочного аппарата. Рассмотрим его отличия от трансформаторных и выпрямительных сварочных аппаратов:

1. Работает при токе частоты в несколько десятков килогерц (обычный до 50 Гц).
2. Требуется трансформатор малых габаритов.
3. Более качественные швы.
4. Трансформатор инвертора весит несколько сот грамм при токе 160А, остальные — 18 кг.
5. Общая масса всего инвертора не более 7 кг.

Инвертор состоит из преобразователей электрической энергии, сетевого фильтра, трансформатора. Дополнительно для защиты инверторов применяют датчики для охлаждения, предохранители, ограничители перенапряжения.

Есть недостаток: не желательно работать в запыленных помещениях, при дожде.

Вернуться к оглавлению

Основные характеристики сварочного аппарата

Рассмотрим более подробно каждую их характеристик согласно каталогу моделей:

1. Продолжительность включения.

В зависимости от производителя сварочного аппарата продолжительность включения измеряется по-разному. Например, в Европейском стандарте EN 60974-1 учитывается продолжительность сварки только при температуре 40º С до первоначальной остановки от перегрева.

Итальянская компания Telwin в расчетах применяет температуру не более 20º С при работе с перерывами и учитывает количество электродов, используемых за этот период. В расчетах этой компании ПВ получается немного завышенным, поэтому выбор сварочного аппарата является очень важным в плане методики расчета ПВ.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что аппарат европейской компании, имеющий ПВ в 10-20%, будет иметь такую же продолжительность работы, как и итальянский (ПВ 60-80%).

1. Ток холостого хода.

Его пределы — 60-85В. Чем выше напряжение, тем проще зажигается дуга.

Существуют модели аппаратов для сварки инертным газом или же проволокой. В быту они применяются очень редко, так как главным их недостатком является высокая стоимость (по сравнению с другими моделями).

Но если же выполнять трудную работу на профессиональном уровне, то применение данных моделей будет весьма актуальным.

1. Диапазон измерения сварочного тока.

Частично показывает мощность аппарата. Чем больше мощность, тем вероятнее установить электроды большего размера. Также увеличивается ПВ при работе с небольшими электродами при равномерном распределении силы тока.

В быту для всех видов трансформаторов используют 3-миллиметровый электрод с допустимо максимальной мощностью в 150А, а для инверторных аппаратов — 4-миллиметровый с меньшей допустимой мощностью.

При выборе электродов нужно обращать внимание на рекомендуемые токи при работе со сварочными аппаратами.

Вернуться к оглавлению

Разновидности сварки

Способ ручной дуговой сварки в настоящее время является наиболее актуальным видом сварки смазочной проволокой. При плавке проволоки происходит надежное крепление металла, а смазка, которой покрыта проволока, защищает швы от воздействия воздуха, улучшая этим качество швов.

Данный способ применяется при сварке черных и некоторых цветных металлов (сплавов). При сварке только цветных металлов происходит мгновенная плавка с выделением пара, что приводит к некачественному шву.

Способ ручной сварки при помощи защитных газов

Часто применяемой смесью является инертный газ (аргон) с добавлением оксигена. Это нужно, чтобы очистить от примесей и грязи свариваемый металл. При сварке используют электроды из аллотропного углерода (графита) или тугоплавкого материала (вольфрама).

Достоинства:

• высокое качество шва;
• полноценная защита сварочной ванны от попадания воздуха;
• нет образований шлака.

Недостатки:

• низкая скорость выполнения работ;
• дорогостоящие материалы.

Несмотря на свои недостатки, такой способ ручной сварки очень популярен на сегодня.

Способ сварки в полуавтоматическом режиме

При сварке используются сварочная проволока или неметаллические сварочные электроды (смотреть любой каталог) в редких случаях. Полуавтомат для сварки не предусматривает автоматизированного перемещения. Сварка выполняется при помощи постоянного или импульсного тока. По типам сварки различают следующие:

1. При помощи инертного газа (MIG).
2. При помощи углекислого газа или кислорода (MAG).
3. При помощи трубчатой проволоки (порошковой).

Способ сварки полуавтоматов применяют при соединении тонкого металла, цветных сплавов и металлов, широко используют в промышленности.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные методы сварки

На сегодня (в основном в промышленном производстве) используются следующие методы сварки металлов.

Метод плазменной сварки

Этот промышленный метод имеет следующие способы сварки:

• тепло выделяется за счет плазменной струи, которая получается в результате ионизации воздуха между электродами;
• два электрода помещаются в плазмотрон.

Вышеуказанные способы применяют для резки металлов, нежели для сварки.

Метод контактной сварки

При использовании этого метода сварки соединенные части металла соприкасаются между собой, разогреваются до деформации, а потом сжимаются обратно. Контактная сварка имеет следующие разновидности:

• точечная технология сварки;
• стыковая технология сварки;
• рельефная технология сварки;
• шовная технология сварки.

Рассмотрим более подробно каждую из них.

Технология точечной сварки

Данный вид работ выполняется с помощью аппарата конденсаторной сварки путем накладывания друг на друга заготовок и зажимания между двумя электродами, при этом подавая малый ток и значительное напряжение.

Таким образом, между заготовками получается сварная точка. При контактной сварке нужно хорошо подготовить поверхность для работы. Сварка производится в ручном и автоматизированном режимах и пригодна для любых видов металла.

Технология рельефной сварки

Это сварочный процесс, соединяющий заготовки одновременно в нескольких точках. Данная технология подобна точечной сварке. Они отличаются тем, что рельефная сварка зависит от формы свариваемой поверхности, а точечная — от рабочей зоны электрода.

Достоинства:

• соединение деталей производится в нескольких точках одновременно;
• получается надежный сварочный шов.

Машина рельефной сварки используется для крепления отдельных деталей в автомобилях, для соединения метизов. Этот метод применяется в радиоэлектронике для соединения мелких схем.

Аппараты для сварки враструб

Область применения — сварка пластиковых труб и оцинкованных изделий диаметром не менее 16 мм и не более 125 мм. Существуют следующие типы этих аппаратов:

1. Аппараты для ручной работы с трубами мини-размеров и диаметров (способ муфтовой сварки).
2. Автоматизированные аппараты для работы с тубами больших диаметров.

Магнитопроводный сварочный аппарат из электродвигателя — самодельный аппарат, использовавшийся в прошлом веке. Для его изготовления для начала потребуется схема, согласно которой будут соединяться все детали между собой. Также нужно выбрать подходящие материалы в нормальном состоянии. Основными комплектующими для сборки этого аппарата для сварки являются:

• корпус асинхронного электродвигателя небольшой мощности;
• магнитопровод;
• киперная лента;
• электрокартоновые круги;
• эмаль-провод сечением 7,5 мм 2 ;
• шина прямоугольная сечением 25 мм 2 .

В корпусе двигателя размещается магнитопровод, с двух сторон закрытый кругами из электрокартона и обмотанный киперной лентой. Потом выполняются первичная (эмаль-проводом) и вторичная (медной прямоугольной шиной) обмотки.

Максимальный выход тока в первичной обмотке — 25А, а во вторичной — 200А. При сварке в течение 30 минут сварочный аппарат переменного тока нагревается максимум до 70º С. Главный недостаток в том, что потребляется большая мощность при сварке.

Простые по конструкции, надежные и недорогие. Предназначены для сварки черных металлов встык и внахлест. Самые распространенные аппараты. Применяются плавящиеся электроды с рутиловым или основным (фтористо-кальциевым) покрытием. Покрытие электрода предназначено для защиты сварной ванны или придания различных физико-химических свойств сварному соединению (легирование).

Основные характеристики:

• Напряжение питания. Обычно чувствительны к изменению питающего напряжения. При понижении - выходные характеристики существенно ухудшаются. Напряжение питания 220В, 220/380В однофазное или 220/380 трехфазное.
• Напряжение холостого хода. Напряжение на выходе трансформатора без нагрузки. Чем оно выше, тем проще зажигание дуги и тем она стабильнее. Для разного типа электродов для нормальной работы требуется разное напряжение холостого хода. Необходимо это учитывать при выборе электродов. Обычно бывает 45 - 52 В, в отдельных аппаратах делают еще один выход с напряжением порядка 70В.
• Сварочный ток. Регулируется ступенчато или плавно. Чем выше его максимальное значение, тем большего диаметра электрод возможно использовать и больше производительность. Обычно необходимо 30 - 40А на каждый миллиметр диаметра электрода. Для рутиловых электродов ток требуется меньший, а с основным покрытием больший. Так же это необходимо учитывать при выборе электродов.
• Диапазон диаметров электродов. Обычно от 1,5 мм. Для большинства приложений достаточно 2 - 2,5 мм. Возможный диапазон зависит не только от максимального значения тока, но и от вольтамперной характеристики аппарата. Поэтому идентичные по выходным характеристикам аппараты разных производителей могут иметь различные значения максимального диаметра электрода.

Трансформаторные аппараты постоянного тока для сварки плавящимися электродами.

По конструкции похожи на предыдущие аппараты, но на выходе установлены диодный или тиристорный выпрямитель. Переменный ток выпрямляется, но при этом теряется часть мощности. Конструкция более сложная, тяжелая и дорогая. Но работа на постоянном токе более комфортная, дуга стабильнее. Кроме сваривания черных металлов возможна работа с нержавеющей сталью и цветными металлами, применяя соответствующие электроды. Постоянный ток обладает полярностью, поэтому необходимо это учитывать при выборе и подключении электродов. Так же существуют электроды для постоянного тока, есть универсальные. В последнее время многие производители отказываются от производства такого типа аппаратов хобби класса.

Но в профессиональной деятельности они широко применяются.

Характеристики для этих аппаратов совпадают с предыдущим типом.

Аппараты полуавтоматической сварки в среде инертного или активного газа (MIG/MAG).

Более сложные и дорогостоящие аппараты. Но производительные и удобные. Широко применяются в авто ремонте. Небольшой аппарат очень удобен в личном хозяйстве.

Используется для сварки железа, стали, нержавеющей стали, алюминия.

Состоит из трансформатора с крутопадающей вольтамперной характеристикой, выпрямителя, привода проволоки и рукава с горелкой. Сварка производится с помощью проволоки обычно 0,6 - 1,2 мм толщиной из различных металлов в среде защитного газа. Ток на выходе регулируется обычно ступенчато (4,8,16,32 ступени), реже плавно. За редким исключением регулируется скорость проволоки. Комбинацией этих двух параметров устанавливаются режимы работы.

Основные характеристики:

• Напряжение питания. Питание бывает 220 или 380В, однофазное или трехфазное.
• Напряжение холостого хода. Обычно порядка 35-37В.
• Диапазон регулировки тока. Чем больше ток, тем выше может быть скорость работы (при определенном умении), возможность использовать проволоку большего диаметра. При токе больше 165А возможно производить точечную сварку без предварительного засверливания.
• Диаметр используемой проволоки. Обычно используют проволоку 0,6 - 0,8 мм.
• Материал проволоки выбирается исходя из того, какой металл будет свариваться.
• Размер бобины проволоки, устанавливаемой на аппарат. Обычно используются бобины весом 15, 5, 0,8 кг.

Разные модели аппаратов могут работать только с газом, с газом и без газа, только без газа. При необходимости работы без газа используется специальная флюсовая проволока. Это удобно - не требуется баллон, проволока примерно в 5 раз выше. У аппаратов работающих как с газом, так и без него требуется переключать полярность горелки. При сварке разных металлов используется разный газ. Железо - СО2, сталь - смесь СО2 и аргона, алюминий - аргон. Баллон подсоединяется к аппарату через редуктор с регулятором (желательно с манометром). Использовать можно промышленные баллоны или специальные фирменные не перезаряжаемые. При различных режимах сварки требуется различное количество защитного газа, подаваемого в сварочную ванну.

Сварочные аппараты инверторного типа. Инверторы.

Их называют еще импульсными. Эти аппараты были придуманы в 1977 г. Самые продвинутые сварочные аппараты. Очень широко используются во всем мире. В последние годы и в России они приобретают заслуженную популярность.

На базе технологии инверторов сейчас производятся многие виды аппаратов, а также их комбинации. Отличаются очень малым весом (от 3 кг), габаритами, малой зависимостью от входного напряжения. Для улучшения качества и комфорта сварочных работ оснащены схемами стабилизации, усиления поджига дуги и защиты от очень низкого или высокого питающего напряжения. Обладают очень высоким напряжением холостого хода 85-90В. Инвертор - аппарат постоянного тока. Питающее напряжение на входе выпрямляется, а потом преобразуется в переменное напряжение с частотой 20 - 45 кГц, которое и подается на трансформатор. Т.к. частота напряжения высокая, то появляется возможность использовать трансформатор малых размеров и массы. На выходе напряжение выпрямляется.

Все эти достоинства с лихвой компенсируют более высокую стоимость.

Необходимо внимательно относиться к выбору электродов, т.к. от этого зависит качество сварочного шва. Электроды имеют срок годности, а так же должны правильно храниться. Часто пользователи сталкиваются с трудностями, которые при “разборе полетов” на поверку обусловлены плохим качеством электродов, а не качеством сварочного аппарата. Отличные результаты сварки получаются при использовании электродов, рекомендованных производителем сварочного аппарата.

Электроды могут отличаться полярностью, родом тока (переменный/постоянный), покрытием, материалом. Специфические электроды по чугуну, титану, нержавейке и т.д. редко используются в бытовых целях. Часто электроды бывают универсальными по полярности. Чаще используются основное и рутиловое покрытие. При использовании электродов с основным покрытием шов получается прочным и хорошо защищенным от окисления, но для качественной работы требуется напряжение холостого хода порядка 70 В. Некоторые производители делают аппараты с двумя выходами - около 50 В и 70 В для работы разными электродами. Эти аппараты несколько дороже обычных трансформаторов переменного тока, но позволяют получить качество сварного шва и комфорт в работе на уровне аппаратов постоянного тока, являясь при этом значительно более дешевыми по сравнению с последними. Такие аппараты будут хороши как для любителя, так и для профессионала.

Таблица 1.

Средние показатели сварочного тока (Амп)
Диаметр электрода
Электрод с кислотным покрытием
Электрод с рутиловым покрытием
Электрод с целлюлозным покрытием
Электрод с оснóвным (фтористо-кальциевым) покрытием

Таблица 2.

Как видно из первой таблицы для работы электродами с рутиловым покрытием требуется меньший ток, чем для электродов с основным покрытием. Поэтому можно использовать менее мощный, а значит и более дешевый аппарат. Для электродов с целлюлозным покрытием требуется весьма дорогостоящий аппарат, они часто используются для сварки труб. Для большинства работ по низкоуглеродистой стали рутиловые электроды самые предпочтительные. При работе с ответственными конструкциями лучше использовать электроды с основным покрытием.

Из второй таблицы следует что для большинства работ не требуется большая толщина электродов. Самые удобные и позволяющие производить практически любую работу электроды 1,6 - 3,2 мм. 4 и 5 мм электроды используются уже в профессиональных приложениях и чтобы не только поджечь дугу, но и получить действительно качественный и прочный шов требуются большой дорогостоящий аппарат, а главное значительное умение.

Часто после покупке недорогого аппарата на 140-160 А в ценовой категории 2500 - 3500 руб. возникает вопрос: аппарат не варит. Конечно, трудно требовать от такого аппарата серьезных результатов.

Во-первых, аппарат не может сам варить - многое зависит от самого пользователя, от его умения.

Во-вторых, качество применяемых электродов оставляет желать лучшего. Часто применяют электроды позаимствованные на ближайшей стройплощадке, где абсолютно не соблюдаются условия хранения, но в силу того, что техника там применяется мощная - это компенсирует повышенную влажность электродов. Перед работой электроды необходимо прокаливать. В магазинах часто так же продают не совсем качественные электроды. Можно рекомендовать электроды Сычевского завода, Петербургского электродного завода, Ростовского, СТС, ЕСАБ-СВЭЛ, AWELCO и др. Не обязательно применять импортные электроды. Но, как и другие товары - электроды могут быть разного качества.

В-третьих, напряжение питания должно соответствовать указанному в паспорте - это касается любых электрических приборов. Но кроме напряжения существует еще и нагрузочная способность сети. Если подстанция слабая, к ней подключено много потребителей, то напряжение может быть и 220 В, но в момент подключения мощного потребителя (сварочный аппарат, компрессор, станок с мощным двигателем, пусковое устройство для автомобиля и т. д.) происходит просаживание напряжения до 150-170 В, что совершенно не достаточно для работы этих приборов. Компрессор, например, даже не запустится.

В-четвертых, необходимо ориентироваться на мощность аппарата. Как известно мощность это ток умноженный на напряжение. Если говорить о мощности дуги, то необходимо умножить ток дуги на напряжение дуги. В начальный момент, когда аппарат подключен к сети, но работа еще не производится, напряжение между массой и электродом соответствует напряжению холостого хода, которое указано в паспорте или каталоге (non load voltage). Для обычных трансформаторов это примерно 46-50 В для разных моделей. При поджиге дуги начинает течь ток между электродом и деталью. Ток течет установленный пользователем на аппарате, например 150 А, а напряжение дуги уменьшается примерно в 2 раза. Но в зависимости от мощности аппарата это уменьшение будет разным (ток один и тот же). Например у одного аппарата это будет 20В, а у другого 25В.

Соответственно в дугу будет выделяться мощность в первом случае 3 кВт, а во втором 3,75 кВт. Ток установлен один и тот же, а мощность разная - возможности аппаратов разные.

Учитывая все эти факторы необходимо рекомендовать аппарат как минимум с 30% запасом. И чем больше факторов влияет на работоспособность, тем больше этот запас должен быть. Например: нельзя рекомендовать аппарат стоимостью 2500 руб. с максимальным током 150А для уверенной работы электродом 3,2 мм. При достаточном напряжении в сети, качественных электродах и умении пользователя можно рекомендовать его для работы 2,5 мм, а если эти условия не выполняются, то 2 мм. Особенно трудно разжечь дугу при недостаточной мощности и умении - поэтому существует некоторое недовольство покупателей, которые не очень тщательно подошли к выбору аппарата.

Если говорить об инверторах, то в них все несколько проще. Они обеспечивают стабильность выходного тока при + 10% изменении питающего напряжения. Функция Hot Start существенно облегчает поджиг дуги даже при небольшой мощности аппарата. Функция Arc Force помогает стабильно держать дугу. Т.е. аппарат берет на себя часть функций человека. Поэтому для начинающего пользователя - это означает практически гарантированный успех, а для профессионала - повышение качества работ.

Для того чтобы получить стабильную, беспроблемную и длительную работу электродом 3,2 мм классический аппарат должен быть: цена не менее 200 USD, масса 30-35 кг, максимальная потребляемая мощность не менее 5 кВт.

Для тех же самых задач инвертор: 4-5 кг, максимальная потребляемая мощность не более 3,5 кВт. Стоимость для любительских приложений примерно 300 - 350 USD, для профессиональных 450 - 500 USD.

Самая часто используемая проволока для полуавтоматов - стальная омедненная. Но полуавтоматом можно варить нержавейку и алюминий. Для этого применяют соответствующую проволоку и соответствующий газ.

Для сварки алюминия - 100% аргон, стали - газовая смесь из аргона (80%) и двууглекислого газа (20%), железо - только двууглекислый газ.

Также на многих аппаратах возможно использование порошковой проволоки без использования защитного газа. Это очень удобно, но дороже. Хотя если подсчитать расходы на приобретение баллона, заправки его газом (только в специальном месте), транспортные расходы, то для эпизодических работ (особенно для хозяйственных нужд) необходимо рекомендовать использовать порошковую проволоку. Ее использование возможно, если на аппарате указано GAS / NO GAS. Обратите внимание, чтобы работать с газом или без газа необходимо переключить полярность горелки и массы. Изначально обычно установлено для работы порошковой проволокой (см. инструкцию).

Самая распространенная проволока 0,8 мм. Больший диаметр требуется редко и требует дорогостоящего профессионального аппарата и навыков работы для получения качественного сварного шва. 0,6 мм используется для более точных работ или при недостаточной мощности аппарата. Так же как и с электродами, качество проволоки и умение пользователя значительно влияют не только на качество производимых работ, но и на саму возможность их проведения.

Выбор сварочного аппарата.

Зависит во-первых от материала, который необходимо сваривать (переменный / постоянный ток, полуавтомат, аргонно-дуговая). Далее необходимо определиться с выходными параметрами. Чем больше выходной ток и напряжение, тем на большее способен сварочник, тем толще металл можно сваривать или быстрее работать. Но никогда нельзя выбирать аппарат исходя только из максимального значения выходного тока. Чем выше ток, тем больше нагреваются обмотки, тем раньше сработает термостат. Т.е. меньше цикл работы. Поэтому необходимо определиться на каком рабочем токе обычно необходимо варить и выбрать аппарат с запасом (мин. 20-30%).

Например: в основном необходимо работать электродами 2,5 и периодически 3,25 мм. Можно выбрать аппарат с максимальным током 140 А, но гораздо лучше подойдет следующая модель на 150 - 160 А, а чтобы чувствовать себя уверенно в работе лучший вариант - это ~ 180 А. Чтобы работать “четверкой” достаточно 150 А, но качественный шов получится при токе 180 - 220 А и достаточном умении. Также и с “пятеркой”, которую в быту применять нет никакой необходимости, а для профессиональной деятельности требуются совсем другие аппараты, для которых величина выходного тока не единственный важный параметр. Также необходимо обращать внимание на величину цикла работы. Одни производители стремятся снизить цену продукта и снижают цикл работы. Для импортных аппаратов цикл указывается в процентах от 10 мин (30% - значит 3 мин работа, 7 мин отдых при 20С), для отечественных от 5 мин Но для хобби приложений очень высокое значение цикла тоже не нужно, так как при этом сильно увеличивается масса или стоимость или и то и другое. Цикл 10% не очень хорошо. Оптимальное значение 15-20%. Для профессионалов необходимо, чтобы цикл был не менее 60% на рабочем токе. Чем меньше установленный ток, тем выше цикл работы.

Савельев Вячеслав

Сварка давно уже стала одним из самых распространенных методов сборки деталей изделия в единое целое. Неразъемное соединение, получаемое с помощью сварки, обладает высокой прочностью и долговечностью - конечно, при условии выбора наиболее подходящего для ее производства оборудования. На сегодняшний день производители предлагают самые разнообразные виды сварочного оборудования, которое может применяться как профессионалами, так и домашними мастерами. Одной из главных особенностей современного сварочного оборудования является как раз то, что для управления им не всегда требуется высокая квалификация мастера - многие производители при разработке новых моделей обращают внимание на достижение идеального сочетания больших функциональных возможностей оборудования с простотой его эксплуатации. Таким образом, при выборе сварочного прибора мастер может основываться не на своей квалификации, а на способностях самого аппарата и на его стоимости.

Рассмотрим самые распространенные виды сварочного оборудования и условия их применения.

Сварочные трансформаторы переменного тока.

Это самые простые сварочные аппараты. Основным элементом их конструкции является понижающий трансформатор, который доводит напряжение в сети до значения, необходимого для производства сварочных работ. Общей характеристикой любого сварочного трансформаторного аппарата этого типа является наличие на выходе переменного тока.

При работе с такими трансформаторами используются плавящиеся электроды диаметром от 1,5 до 2,5 мм с фтористо-кальциевым или рутиловым покрытием. Выбор точного диаметра электродов зависит от характеристик самого аппарата - его максимального тока и напряжения.

Чаще всего такие аппараты применяются для сварки черных металлов с соединением отдельных деталей внахлест или встык. Для того чтобы произвести сварку изделий из цветных металлов, необходимо использовать дополнительное оборудование.

Большое распространение сварочные трансформаторы переменного тока получили не только из-за простоты их конструкции и эксплуатации, но и благодаря высокому КПД, доходящему до 90%. Но здесь необходимо учесть и тот факт, что некоторое количество энергии, потребляемой аппаратом, уходит не на сам процесс сварки, а на нагрев. Избежать перегрева аппарата помогает включение в конструкцию вентилятора, который увеличивает вес и без того довольно тяжелого аппарата. А кроме большого веса, к отрицательным характеристикам такого оборудования относят его «чуткость» к напряжению в сети - если напряжение во время работы понижается, то и выходные значения тока могут существенно отличаться от заданных.

Но несмотря на все эти «недочеты» сварочные трансформаторы переменного тока все же пользуются сегодня большим спросом, особенно у домашних мастеров, для большинства из которых определяющими факторами при выборе аппарата становятся его доступная цена и долгий срок службы.

Сварочные трансформаторы постоянного тока.

Этот тип сварочного оборудования во многом схож с предыдущим. Отличие состоит в том, что в его конструкцию включается выпрямитель (тиристорный или диодный), благодаря которому на выходе получается постоянный ток определенной полярности. Если сравнивать эти трансформаторы с аппаратами переменного тока, то можно отметить и некоторые их преимущества, и определенные недостатки.

К преимуществам относится:

• удобство работы на постоянном токе;
• стабильность горения дуги;
• возможность сваривать не только черные, но и цветные металлы, а также нержавейку при применении соответствующих плавящихся электродов.

Что касается недостатков, то среди них отмечают некоторую «потерю» мощности при работе (часть мощности аппарата уходит на выпрямление тока), сложность конструкции, ее большой вес и более высокую стоимость.

Полуавтоматы.

Этот вид аппаратов отличается довольно сложной конструкцией и высокой в сравнении с предыдущими типами стоимостью. Но при этом аппараты полуавтоматической сварки очень продуктивны и легки в управлении. Кроме того, они могут обладать совсем небольшими размерами и весом, что сделало именно это сварочное оборудование самым востребованным среди профессионалов, занимающихся, например, ремонтом автомобилей, а также у домашних мастеров, ценящих во время работы удобство и функциональность агрегатов.

Применять полуавтоматы можно как для сварки железа и стали, так и для работ с алюминием или нержавейкой. В качестве присадочного материала выступает сварочная проволока диаметром преимущественно от 0,6 до 0,8 мм, подаваемая в автоматическом режиме из бобин. Материал проволоки зависит от того, какой именно металл будет подвергаться сварке.

Инверторы.

Этот тип сварочного оборудования является самым современным и самым технологически «продвинутым». Впервые аппарат подобного типа был произведен в 1977 году. Применение при его разработке инновационных технологий позволило добиться не только высокой точности устанавливаемых параметров работы, но и меньших габаритов и массы аппарата - если проводить сравнение с трансформаторами аналогичной мощности, то инверторное оборудование может весить в 3-6 раз меньше. Например, сварочный трансформатор на 160 А весит около 18 кг, а аналогичный сварочный инвертор в зависимости от конкретной модели и производителя - от 3 до 7 кг.

Конечно, стоимость такого оборудования превышает стоимость всех других типов сварочных аппаратов, но при этом удобство его применения и его преимущества позволяют забыть об этом «недостатке».

Сварку называют технологичным процессом по созданию единства между двумя соединёнными сварными частями с помощью межатомного взаимодействия, произошедшего при помощи нагревательной операции (общей и местной), пластичном образовании или объединённости этих двух составляющих. Сегодня существует множество видов сварки (количество их видов близко к 100), характеристика которых позволяет классифицировать на физическую, техническую и технологическую разновидности. Остановимся на каждой более подробно.

Сближение поверхностей веществ происходит на расстоянии действующих сил при межатомном взаимодействии (примерно в 3А). Обычно металлические материалы в комнатных температурных режимах не взаимодействуют ни при каких условиях, даже с помощью значительных усилий. Сцеплению элементов противодействует их твёрдость.

В момент сближения контактируют они в немногих местах, даже если их и обработали. На соединение оказывают влияние многие факторы по загрязнению поверхностей в виде окисей, плёночных образований жира и других. Кроме того, абсорбированность примесей. Поэтому хорошая контактность в обычных условиях невозможна.

Физический контакт всей поверхности возможен из-за расплава вещества, пластической деформации, возникшей под действием сдавливаемых операционных действий.

Вторая стадия подразумевает осуществление электронных взаимодействий атомов соединённых компонентов. Всё это способствует прекращению разделительных процессов с образованием атомно-металлических связей (при сваривании металлов) или связей ковалентного/ионного типа (сваривание диэлектрических или полупроводниковых соединений). По физическому признаку сварку подразделяют на 3 категории.

Взаимопроникновение для этих видов сварки осуществляется при помощи процедур:

• распайки;
• сдавления;
• термомеханических.

В первую относят сварки, осуществляемые при плавлении, не беря во внимание сдавленность. Теплоту обеспечивают детали в виде сварочных дужек, газового пламени, лучевых источниках энергетического характера и «джоулева тепла». Расплав соединённых металлических объектов находится внутри сварочных ванных ёмкостей, которые способствуют кристаллизационным процессам во время охлаждения соединять швы. Это возможно сделать методом mig/mag при воздействии инертных газов.

Вторая включает виды сварки под давлением. Происходит деформация, из-за чего получают текучесть жидкого металла. Затем он растекается по поверхности, способствуя исчезновению загрязнённости слоёв. Непосредственность соприкосновения достигается вследствие вступления свежих слоёв объекта в химические взаимодействия.

Третья осуществляется при поддержке тепловой энергии и сдавления. Механические нагрузки способствуют соединению частей в монолит, пластичность материала обеспечивается из-за обогрева заготовочных элементов.

Важность технологических свойств

Техничность обеспечивают:

• защищённость металлического компонента в сварочном шве;
• бесперебойность процессов;
• механизация сварочного процесса.

Основные виды сварки бывают:

• воздушными;
• вакуумными;
• защитно-газовыми;
• под флюсными;
• по флюсными;
• пенными;
• комбинарно - защитными.

В зависимости от характера заменяемости. Какие же виды сварки способны нам помочь? Заменять защитный газ возможно активными газами (углекислым, азотным, водородным, водяным паром и смесью активных газов) - mig, инертными газами (аргонным, гелийным и их смесью) – mag и совокупностью активных и инертных газов.

Расплавленность металлического объекта делят на струйные и контролируемо-атмосферные. Струйные способствуют защитной реакции расплавленного вещества на сварной дужке. Характеризуются односторонностью действий, поэтому так же и названы. Если защищённость от сварочной дужки с корнем шва, то двусторонностью с таким же названием.

Непрерывности характера операций. Включает виды сварки плавлением, состоящие в беспрерывности и прерывности.

В степени механизационной операции способствуют разделению на разновидность с ручным, механизированным (полуавтоматическим), автоматизированным и автоматическим. Из-за влияния на процесс газового вещества (инертного или активного) сварка бывает mig/mag видовой разновидности.

Технологичность – главное свойство сварных работ

Классификация видов сварки, основанная на технологических признаках - самая распространённая. Вид сварки имеет множество подвидов, в том числе:

• дуговых;
• электрошлаковых;
• электронно-лучевых;
• плазменно-лучевых;
• световых;
• газовых;
• контактных;
• диффузионных;
• печных;
• холодных;
• ультразвуковых.

Остановимся на некоторых типах сварочного процесса.

Преимущества сварочного процесса в виде дуги

Операцию в виде дуги считают самой используемой разновидностью сварки. Подобные виды сварки необходимы как для промышленной, так и бытовой сфер. Предназначение состоит в расплавливаемых процедурах свариваемых веществ с помощью выделений тепла электродужками. Вслед за актом застывания идёт единство элементов. Имеется потребность в сильноточном электроснабжении, работающим с пониженным напряжением. К его зажимным механизмам присоединён электродный провод для прикасания свариваемой детали.

Виды электродуговой сварки

Остановимся на подвидах электродуговых сварных работ. Они бывают:

1. Ручными . Преимущество заключается в проведении работ с пространственным положением любой степени сложности. Использование специального электрода, покрытого флюсом. Покрытие необходимо для защиты металлических швов от влияния внешних факторов. Сварной процесс производится при постоянном токе с прямым или обратно полярным, а также переменным током (ММА-сварка). Это способствует применению работ по коротким и криволинейным швам в местах, имеющих труднодоступность.
2. Под воздействием неплавящего электродного элемента . Графитный или вольфрамовый стержень берут в виде электрода. Сварочная операция производится с участием инертных (mig) и активных (mag) газов;
3. При воздействии плавящего электрода . Используют проволоку из стали, меди или алюминия в качестве заменителя электрода для подведения тока через токопроводящий наконечник. Электродугой расплавляется проволочка, приводя механизм в действие (ММА-плавка);
4. Под флюсом . Процесс почти аналогичный предыдущему, но действие осуществляется флюсом;
5. Электрошлаковыми . Теплоисточником считают шлак, через который перемещается ток. Данный способ приемлем для толстостенных конструкций.

На сварку влияет и пламя, которое разное в зависимости от кислородного давления. Если оно велико, то сварка не происходит, а осуществляется скатываемость материалов из сварочных ванн. Виды сварочного пламени также разнообразны. Их делят по принципу:

1. Восстановления, происходящего при взаимодействии кислорода с ацетиленом.
2. Окисления, происходящего при взаимодействии больших кислородных объёмов.
3. Науглероживание, происходящего при низком соотношении кислорода и ацетилена.

Сварка в защитной газовой среде

Остановимся подробнее на разновидности электродугового сварочного процесса, при котором плавление осуществляется в защитной газовой среде. Газообразные вещества подразделяют на инертные и активные. А методологически сварные работы разделяются на миг и маг разновидности. Основное значение метода состоит в универсальности использования материала, берущееся при совокупности механизационных степеней и сварочных позиций. Характер сварки под воздействием защитных газов позволяет производить подобную операцию для сваривания всех материалов, поддающихся сваркам (ММА сварка).

Нелегированность и легированность стального сырья способствует свариванию в среде активного защитного газа, к примеру, углекислого. Этот процесс назван «свариванием в среде активного защитного газа» или в краткой форме mag (металлический химический процесс сварной направленности при воздействии активных газов).

Сталь высоколегированной разновидности и материалы, подобные алюминию, магнию, никельным сплавам, титану подвергаются плавлению под воздействием инертных газов (к примеру, аргона). Этот процесс назвали «свариванием в среде инертного защитного газа» (mig).

Методы снижения напряжения и деформации

Напряжение и деформацию нужно несколько снизить. Это возможно методами термическими, механическими и термомеханическими.

Термический включает отдых и предварительность нагрева. Последний способен снизить текучесть, уменьшив количество остатка напряжённости и деформации. Нагрев объект до 250°С, можно добиться допустимости пределов величин. Это способствует повышению пластичности сварочного шва.

Механически обрабатывают детали с обработкой, что также снижает свойства кристаллической решётки.

Прокатка металла – эффективность метода. Но осуществим только на предприятии. Доступен и прост – метод проковки, где горячий шов подвергается ударной обработке, сняв остаточное напряжение ММА.

К третьему включают совокупность термической и механической видовой категории. Взяв самые преимущественные свойства, добиваются максимальности эффективности.

Сварочные швы бывают нескольких видов, в зависимости от следующих параметров.

Способ удержания расплавленных металлов

• подкладные из меди, керамики, асбеста, флюса, газа и т.д;
• безподкладочные.

Сторона накладывания

• односторонние;
• двусторонние.

Материал сварного соединения

• при углеродистой и легированной стали;
• цветмета;
• биметалла;
• винилпласта;

Расположение деталей один к другому

• остроугольным;
• тупоугольным;
• прямоугольным;
• одноплоскостным.

Объём металла

• нормальным;
• ослабленным;
• усиленным.

Форма

• плоская;
• сферическая.

Расположение изделия

• продольным;
• поперечным.

Соединения сварочные

Сварной – неразъёмно-соединённая деталь, подразделённая на:

• стыковую;
• угловую;
• нахлёсточную;
• тавровую;
• торцевую.

Стыковые соединения - объединение торцевых частей одноплоскостных или одноповерхностных. Размер может быть сходным или различным. Применение – для сваривания труб и резервуаров.

Угловые – объединение угловых элементов. Широко применяются в строительстве.

Нахлёсточные – предусматривающие наложения двух компонентов частично-перекрытого вида, находящихся в одних плоскостях.

Тавровые называются соединения, с расположением двух торцовых частей определённым плавящимся способом.