Сварочные аппараты виды различия. Аппарат для плазменной сварки металлов. Цены на сварочный аппарат сварог REAL

1. Физические основы сварки

Сварка - это технологический процесс получения неразъёмного соединения материалов за счёт образования атомной связи. Процесс создания сварного соединения протекает в две стадии.

На первой стадии необходимо сблизить поверхности свариваемых материалов на расстояние действия сил межатомного взаимодействия (около 3 А). Обычные металлы при комнатной температуре не соединяются при сжатии даже значительными усилиями. Соединению материалов мешает их твердость, при их сближении действительный контакт происходит лишь в немногих точках, как бы тщательно они не были обработаны. На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности - окислы, жировые пленки и пр., а также слои абсорбированных примесных атомов. Ввиду указанных причин выполнить условие хорошего контакта в обычных условиях невозможно. Поэтому образование физического контакта между соединяемыми кромками по всей поверхности достигается либо за счёт расплавления материала, либо в результате пластических деформаций, возникающих в результате прикладываемого давления. На второй стадии осуществляется электронное взаимодействие между атомами соединяемых поверхностей. В результате поверхность раздела между деталями исчезает и образуется либо атомная металлическая связи (свариваются металлы), либо ковалентная или ионная связи (при сварке диэлектриков или полупроводников). Исходя из физической сущности процесса образования сварного соединения различают три класса сварки: сварка плавлением, сварка давлением и термомеханическая сварка (рис. 1.25).

Рис. 1.25.

К сварке плавлением относятся виды сварки, осуществляемой плавлением без приложенного давления. Основными источниками теплоты при сварке плавлением являются сварочная дуга, газовое пламя, лучевые источники энергии и «джоулево тепло». В этом случае расплавы соединяемых металлов объединяются в общую сварочную ванну, а при охлаждении происходит кристаллизация расплава в литой сварочный шов.

При термомеханической сварке используется тепловая энергия и давление. Объединение соединяемых частей в монолитное целое осуществляется за счет приложения механических нагрузок, а подогрев заготовок обеспечивает нужную пластичность материала.

К сварке давлением относятся операции, осуществляемые при приложении механической энергии в виде давления. В результате металл деформируется и начинает течь, подобно жидкости. Металл перемещается вдоль поверхности раздела, унося с собой загрязненный слой. Таким образом, в непосредственное соприкосновение вступают свежие слои материала, которые и вступают в химическое взаимодействие.

2. Основные виды сварки

Ручная электродуговая сварка. Электрическая дуговая сварка в настоящее время является важнейшим видом сварки металлов. Источником тепла в данном случае служит электрическая дуга между двумя электродами, одним из которых является свариваемые заготовки. Электрическая дуга является мощным разрядом в газовой среде. 

Процесс зажигания дуги состоит из трех стадий: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на 3-5 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. Короткое замыкание производится с целью разогрева электрода (катода) до температуры интенсивной экзо- эмиссии электронов.

На второй стадии эмитированные электродом электроны ускоряются в электрическом поле и вызывают ионизацию газового промежутка «катод-анод», что приводит к возникновению устойчивого дугового разряда. Электрическая дуга является концентрированным источником тепла с температурой до 6000 оС. Сварочные токи достигают 2-3 кА при напряжении дуги (10-50) В. Наиболее часто применяется дуговая сварка покрытым электродом. Это ручная дуговая сварка электродом, покрытым соответствующим составом, имеющим следующее назначение:

1. Газовая и шлаковая защита расплава от окружающей атмосферы.

2. Легирование материала шва необходимыми элементами.

В состав покрытий входят вещества: шлакообразующие - для защиты расплава оболочкой (окислы, полевые шпаты, мрамор, мел); образующие газы СО2, СН4, ССl4; легирующие - для улучшения свойств шва (феррованадий, феррохром, ферротитан, алюминий и др.); раскислители - для устранения окислов железа (Ti, Mn, Al, Si и др.) Пример реакции раскисления : Fe2O3+Al = Al2O3+Fe.

Рис. 1.26. : 1 - свариваемые детали, 2 - сварной шов, 3 - флюсовая корочка, 4 - газовая защита, 5 - электрод, 6 - покрытие электрода, 7 - сварная ванна

Рис. 1.26 иллюстрирует сварку покрытым электродом. По указанной выше схеме между деталями (1) и электродом (6) зажигается сварочная дуга. Обмазка (5) при расплавлении защищает сварочный шов от окисления, улучшает его свойства путем легирования. Под действием температуры дуги электрод и материал заготовки плавятся, образуя сварную ванну (7), которая в дальнейшем кристаллизуется в сварной шов (2), сверху последний покрывается флюсовой корочкой (3), предназначенной для защиты шва. Для получения качественного шва сварщик располагает электрод под углом (15-20)0 и перемещает его по мере расплавления вниз для сохранения постоянной длины дуги (3-5) мм и вдоль оси шва для заполнения разделки шва металлом. При этом обычно концом электрода совершают поперечные колебательные движения для получения валиков требуемой ширины.

Автоматическая сварка под флюсом.

Широко применяют автоматическую сварку плавящимся электродом под слоем флюса. Флюс насыпается на изделие слоем толщиной (50-60) мм, в результате чего дуга горит не в воздухе, а в газовом пузыре, находящемся под расплавленном при сварке флюсом и изолированным от непосредственного контакта с воздухом. Этого достаточно для устранения разбрызгивания жидкого металла и нарушения формы шва даже при больших токах. При сварке под слоем флюса обычно применяют силу тока до (1000-1200) А, что при открытой дуге невозможно. Таким образом, пари сварке под слоем флюса можно повысить сварочный ток в 4-8 раз по сравнению со сваркой открытой дугой, сохранив при этом хорошее качество сварки при высокой производительности. При сварке под флюсом металл шва образуется за счет расплавления основного металла (около2/3) и лишь примерно 1/3 за счет электродного металла. Дуга под слоем флюса более устойчива, чем при открытой дуге. Сварка под слоем флюса производится голой электродной проволокой, которая с катушки подается в зону горения дуги сварочной головкой автомата, перемещаемой вдоль шва. Впереди головки по трубе в разделку шва поступает зернистый флюс, который, расплавляясь в процессе сварки, равномерно покрывает шов, образуя твердую корочку шлака.

Таким образом, автоматическая сварка под слоем флюса отличается от ручной сварки по следующим показателям: стабильное качество шва, производительность в (4-8) раз больше, чем при ручной сварке, толщина слоя флюса - (50-60) мм, сила тока - (1000-1200) А, оптимальная длина дуги поддерживается автоматически, шов состоит на 2/3 из основного металла и на 1/3 дуга горит в газовом пузыре, что обеспечивает отличное качество сварки.

Электрошлаковая сварка.

Электрошлаковая сварка является принципиально новым видом процесса соединения металлов, изобретенном и разработанным в ИЭС им. Патона. Свариваемые детали покрываются шлаком, нагреваемом до температуры, превышающей температуру плавления основного металла и электродной проволоки.

На первой стадии процесс идет так же, как и при дуговой сварке под флюсом. После образования ванны из жидкого шлака горение дуги прекращается и оплавление кромок изделия происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через расплав. Электрошлаковая сварка позволяет сваривать большие толщи металла за один проход, обеспечивает большую производительность, высокое качество шва. 

Рис. 1.27. :

1 - свариваемые детали, 2 - сварной шов, 3 - расплавленный шлак, 4 - ползуны, 5 - электрод

Схема электрошлаковой сварки показана на рис. 1.27. Сварку ведут при вертикальном расположении деталей (1), кромки которых так же вертикальны или имеют наклон не более 30 o к вертикали. Между свариваемыми деталями устанавливают небольшой зазор, куда насыпают порошок шлака. В начальный момент зажигается дуга между электродом (5) и металлической планкой, устанавливаемой снизу. Дуга расплавляет флюс, который заполняет пространство между кромками свариваемых деталей и медными формующими ползунами (4), охлаждаемыми водой. Таким образом, из расплавленного флюса возникает шлаковая ванна (3), после чего дуга шунтируется расплавленным шлаком и гаснет. В этот момент электродуговая плавка переходит в электрошлаковый процесс. При прохождении тока через расплавленный шлак выделяется джоулево тепло. Шлаковая ванна нагревается до температур (1600-1700) 0С, превышающих температуру плавления основного и электродного металлов. Шлак расплавляет кромки свариваемых деталей и погруженный в шлаковую ванну электрод. Расплавленный металл стекает на дно шлаковой ванны, где и образует сварочную ванну. Шлаковая ванна надежно защищает сварочную ванну от окружающей атмосферы. После удаления источника тепла, металл сварочной ванны кристаллизуется. Сформированный шов покрыт шлаковой коркой, толщина которой достигает 2 мм.

Повышению качества шва при электрошлаковой сварке способствует ряд процессов. В заключение отметим основные преимущества электрошлаковой сварки.

Газовые пузыри, шлак и легкие примеси удаляются из зоны сварки по причине вертикального расположения сварного устройства.

Большая плотность сварного шва.

Сварной шов менее подвержен трещинообразованию.

Производительность электрошлаковой сварки при больших толщинах материалов почти в 20 раз превышает аналогичный показатель автоматической сварки под флюсом.

Можно получать швы сложной конфигурации. 

Этот вид сварки наиболее эффективен при соединении крупногабаритных деталей типа корпусов кораблей, мостов, прокатных станов и пр.

Электронно-лучевая сварка.

Источником тепла является мощный пучок электронов с энергией в десятки килоэлектронвольт. Быстрые электроны, внедряясь в заготовку, передают свою энергию электронам и атомам вещества, вызывая интенсивный разогрев свариваемого материала до температуры плавления. Процесс сварки осуществляется в вакууме, что обеспечивает высокое качество шва. Ввиду того что электронный луч можно сфокусировать до очень малых размеров (менее микрона в диаметре), данная технология является монопольной при сварке микродеталей.

Плазменная сварка.

При плазменной сварке источником энергии для нагрева материала служит плазма - ионизованный газ. Наличие электрически заряженных частиц делает плазму чувствительной к воздействию электрических полей. В электрическом поле электроны и ионы ускоряются, то есть увеличивают свою энергию, а это эквивалентно нагреванию плазмы вплоть до 20-30 тыс. градусов. Для сварки используются дуговые и высокочастотные плазмотроны (см. рис. 1.17 - 1.19). Для сварки металлов, как правило используют плазмотроны прямого действия, а для сварки диэлектриков и полупроводников применяются плазмотроны косвенного действия. Высокочастотные плазмотроны (рис. 1.19) так же применяются для сварки. В камере плазмотрона газ разогревается вихревыми токами, создаваемыми высокочастотными токами индуктора. Здесь нет электродов, поэтому плазма отличается высокой чистотой. Факел такой плазмы может эффективно использоваться в сварочном производстве.

Диффузионная сварка.

Способ основан на взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов при высоком вакууме. Высокая диффузионная способность атомов обеспечивается нагревом материала до температуры, близкой к температуре плавления. Отсутствие воздуха в камере предотвращает образование оксидной пленки, которая смогла бы препятствовать диффузии. Надежный контакт между свариваемыми поверхностями обеспечивается механической обработкой до высокого класса чистоты. Сжимающее усилие, необходимое для увеличения площади действительного контакта, составляет (10-20) МПа.

Технология диффузионной сварки состоит в следующем. Свариваемые заготовки помещают в вакуумную камеру и сдавливают небольшим усилием. Затем заготовки нагревают током и выдерживают некоторое время при заданной температуре. Диффузионную сварку применяют для соединения плохо совместимых материалов: сталь с чугуном, титаном, вольфрамом, керамикой и др.

Контактная электрическая сварка.

При электрической контактной сварке, или сварке сопротивлением, нагрев осуществляется пропусканием электрического тока достаточной иглы через место сварки. Детали, нагретые электрическим током до плавления или пластического состояния, механически сдавливают или осаживают, что обеспечивает химическое взаимодействие атомов металла. Таким образом, контактная сварка относится к группе сварки давлением. Контактная сварка является одним из высокопроизводительных способов сварки, она легко поддается автоматизации и механизации, вследствие чего широко применяется в машиностроении и строительстве. По форме выполняемых соединений различают три вида контактной сварки: стыковую, роликовую (шовную) и точечную.

Стыковая контактная сварка.

Это вид контактной сварки, при которой соединение свариваемых частей происходит по поверхности стыкуемых торцов. Детали зажимают в электродах-губках, затем прижимают друг к другу соединяемыми поверхностями и пропускают сварочный ток. Стыковой сваркой соединяют проволоку, стержни, трубы, полосы, рельсы, цепи и др. детали по всей площади их торцов. Существует два способа стыковой сварки:

Сопротивлением: в стыке происходит пластическая деформация и соединение образуется без расплавления металла (температура стыков 0,8-0,9 от температуры плавления).

Оплавлением: детали соприкасаются в начале по отдельным небольшим контактным точкам, через которые проходит ток высокой плотности, вызывающий оплавление деталей. В результате оплавления на торце образуется слой жидкого металла, который при осадке вместе с загрязнениями и окисными плёнками выдавливается из стыка.

Таблица 1.4

Параметры машин для стыковой сварки

Тип машин	W,(кВА)	U раб,(В)	Сварок в час.	F,(кН)

Обозначения столбцов: W - мощность машины, Uраб - рабочее напряжение, производительность, F - усилие сжатия свариваемых деталей, S - площадь свариваемой поверхности.

Температура нагрева и сжимающее давление при стыковой сварке взаимосвязаны. Как следует из рис. 1.28, усилие F значительно уменьшается с ростом температуры нагрева заготовок при сварке.

Шовная контактная сварка.

Разновидность контактной сварки, при которой соединение элементов выполняется внахлёстку вращающимися дисковыми электродами в виде непрерывного или прерывистого шва. При шовной сварке образование непрерывного соединения (шва) происходит последовательным перекрытием точек друг за другом, для получения герметичного шва точки перекрывают друг друга не менее чем на половину их диаметра. На практике применяется шовная сварка:

Непрерывная;

Прерывистая с непрерывным вращением роликов;

Прерывистая с периодическим вращением.

Рис. 1.28.

Шовная сварка применяется в массовом производстве при изготовлении различных сосудов. Осуществляется на переменном токе силой (2000-5000) А. Диаметр роликов равен (40-350) мм, усилие сжатия свариваемых деталей достигает 0,6 т, скорость сварки составляет (0,53,5) м/мин.

Точечная контактная сварка.

При точечной сварке соединяемые детали обычно располагаются между двумя электродами. Под действием нажимного механизма электроды плотно сжимают свариваемые детали, после чего включается ток. За счёт прохождения тока свариваемые детали быстро нагреваются до температуры сварки. Диаметр расплавленного ядра определяет диаметр сварной точки, обычно равный диаметру контактной поверхности электрода.

В зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым деталям точечная сварка может быть двусторонней и односторонней.

При точечной сварке деталей разной толщины образующееся несимметричное ядро смещается в сторону более толстой детали и при большом различии в толщине не захватывает тонкой детали. Поэтому применяют различные технологические приёмы, обеспечивающие смещение ядра к стыкуемым поверхностям, усиливают нагрев тонкого листа за счёт накладок, создают рельеф на тонком листе, применяют более массивные электроды со стороны толстой детали и др.

Разновидностью точечной сварки является рельефная сварка, когда первоначальный контакт деталей происходит по заранее подготовленным выступам (рельефам). Ток, проходя через место касания всех рельефов с нижней деталью, нагревает их и частично расплавляет. Под давлением рельефы деформируются, и верхняя деталь становится плоской. Этот способ применяют для сварки деталей небольших размеров. В табл. 1.5 приведены характеристики машин для точечной сварки.

Таблица 1.5

Характеристики машин для точечной сварки

Тип машины	W,(кВА)	U раб,(В)	D,(мм)	F,(кН)	Сварок в час

Обозначения столбцов: W - мощность машины, ираб - рабочее напряжение, D - диаметр электрода, F - усилие сжатия свариваемых деталей, сварок в час - производительность.

Точечная конденсаторная сварка.

Одним из распространенных видов контактной сварки является конденсаторная сварка или сварка запасённой энергией, накопленной в электрических конденсаторах. Энергия в конденсаторах накапливается при их зарядке от источника постоянного напряжения (генератора или выпрямителя), а затем в процессе разрядки преобразуется в теплоту, используемую для сварки. Накопленную в конденсаторах энергию можно регулировать изменением ёмкости конденсатора (С) и напряжения зарядки (U). 

Существует два вида конденсаторной сварки:

Бестрансформаторная (конденсаторы разряжаются непосредственно на свариваемые детали);

Трансформаторная (конденсатор разряжается на первичную обмотку сварочного трансформатора, во вторичной цепи которого находятся предварительно сжатые свариваемые детали).

Принципиальная схема конденсаторной сварки приведена на рис. 1.29.

Рис. 1.29. : Тр - повышающий трансформатор, В - выпрямитель, С - конденсатор емкостью 500 мкФ, Rк - сопротивление свариваемых деталей, К - ключ- переключатель

В положении переключателя 1 конденсатор заряжается до напряжения U0. При переводе переключателя в поз. 2 конденсатор разряжается через контактное сопротивление свариваемых деталей. При этом возникает мощный импульс тока.

Напряжение с конденсатора подается на заготовку через точечные контакты площадью ~ 2 мм. Возникающий при этом импульс тока в соответствии с законом Джоуля-Ленца разогревает область контакта до рабочей температуры сварки. Для обеспечения надежного прижимания свариваемых поверхностей через точечные электроды на детали передается механическое напряжение порядка 100 МПа.

Основное применение конденсаторной сварки состоит в соединении металлов и сплавов малых толщин. Преимуществом конденсаторной сварки является незначительная потребляемая мощность.

Для определения эффективности сварки оценим максимальную температуру в области контакта свариваемых деталей (Тmax).

Ввиду того что длительность импульса разрядного тока не превышает 10 -6 с, расчет проведен в адиабатическом приближении, то есть пренебрегая теплоотводом из области протекания тока. 

Принцип контактного нагрева деталей представлен на рис. 1.30.

Рис. 1.30.: 1 - свариваемые детали толщиной d = 5*10 -2 см, 2 - электроды площадью S= 3*10 -2 см, С - конденсатор емкостью 500 мкФ, Rк - контактное сопротивление

Преимуществом конденсаторной сварки является незначительная потребляемая мощность, которая составляет (0,1-0,2) кВА. Продолжительность импульса сварочного тока - тысячные доли секунды. Диапазон свариваемых толщин металла находится в пределах от 0,005 мм до 1 мм. Конденсаторная сварка позволяет успешно соединять металлы малых толщин, мелкие детали и микродетали, плохо различимые невооруженным глазом и требующие при сборке применения оптических приборов. Этот прогрессивный способ сварки нашел применение в производстве электроизмерительных приборов и авиационных приборов, часовых механизмов, фотоаппаратов и т.д.

Холодная сварка .

Соединение заготовок при холодной сварке осуществляется путем пластического деформирования при комнатной и даже при отрицательных температурах. Образование неразъемного соединения происходит в результате возникновения металлической связи при сближении соприкосающихся поверхностей до расстояния, при котором возможно действие межатомных сил, причем в результате большого усилия сжатия пленка окислов разрывается и образуются чистые поверхности металлов. 

Свариваемые поверхности должны быть тщательно очищены от адсорбированных примесей и жировых пленок. Холодной сваркой могут быть выполнены точечные, шовные и стыковые соединения.

На рис. 1.31 представлен процесс холодной точечной сварки. Листы металла (1) с тщательно зачищенной поверхностью в месте сварки помещают между пуансонами (2), имеющими выступы (3). Пуансона сжимают с некоторым усилием Р, выступы (3) вдавливаются в металл на всю их высоту, пока опорные поверхности (4) пуансонов не упрутся в наружную поверхность свариваемых заготовок.

Рис. 1.31.

Холодной сваркой выполняют соединения проволок, шин, труб внахлест и встык. Давление выбирают в зависимости от состава и толщины свариваемого материала, в среднем оно составляет (1-3) ГПа.

Индукционная сварка.

Этим способом преимущественно сваривают продольные швы труб в процессе их изготовления на непрерывных станах и наплавляют твердые сплавы на стальные основания при изготовлении резцов, буровых долот и другого инструмента.

При этом способе металл нагревается пропусканием через него токов высокой частоты и сдавливается. Индукционная сварка удобна тем, что она бесконтактна, токи высокой частоты локализуются вблизи поверхности нагреваемых заготовок. Подобные установки работают следующим образом. Ток высокочастотного генератора подводится к индуктору, который индуцирует вихревые токи в заготовке, и труба разогревается. Станы подобного типа успешно применяют для изготовления труб диаметром (12-60) мм со скоростью до 50 м/мин. Питание током производится от ламповых генераторов мощностью до 260 кВт при частоте 440 кГц и 880 кГц. Изготавливаются так же трубы больших диаметров (325 мм и 426 мм) с толщиной стенки (7-8)мм, со скоростью сварки до (30-40) м/мин.

Особенности сварки различных металлов и сплавов

Под свариваемостью понимают способность металлов и сплавов образовывать соединение с теми же свойствами, что и свариваемые металлы, и не иметь дефектов в виде трещин пор, каверн и неметаллических включений.

При сварке почти всегда возникают остаточные сварочные напряжения (как правило, растягивающие в шве и сжимающие в основном металле). Для стабилизации свойств соединения необходимо снизить эти напряжения.

Сварка углеродистых сталей.

Электродуговая сварка углеродистых и легированных сталей ведется электродными материалами, обеспечивающими необходимые механические свойства. Основная трудность при этом заключается в закалке околошовной зоны и в образовании трещин. Для предупреждения образования трещин рекомендуется:

1) производить подогрев изделий до температур (100-300) 0С;

2) заменять однослойную сварку многослойной;

3) применять электроды с покрытием (сварку ведут на постоянном токе обратной полярности);

4) производить отпуск изделия после сварки до температуры 300 0С.

Сварка высокохромистых сталей.

Высокохромистые стали, содержащие (12-28) % Cr, обладают нержавеющими и жаропрочными свойствами. В зависимости от содержания хрома и углерода высокохромистые стали по структуре делятся на ферритовые, ферритно- мартенситные и мартенситные.

Трудности при сварке ферритовых сталей связаны с тем, что в процессе охлаждения в области 1000 0С возможно выпадение на границах зерен карбида хрома. Это снижает коррозионную стойкость стали. Для предотвращения указанных явлений необходимо:

1) применять пониженные значения тока с целью обеспечения больших скоростей охлаждения при сварки;

2) вводить в сталь сильные карбидообразователи (Ti,Cr, Zr, V);

3) производить отжиг после сварки при 900 0С для выравнивания содержания хрома в зернах и на границах.

Феррито-мартенситные и мартенситные стали рекомендуется сваривать с подогревом до (200-300) 0С.

Сварка чугуна.

Сварка чугуна производится с подогревом до (400-600) 0С. Сварку ведут чугунными электродами диаметром (8-25) мм. Хорошие результаты дает диффузионная сварка чугуна с чугуном и чугуна со сталью.

Сварка меди и ее сплавов.

На свариваемость меди негативное влияние оказывают примеси кислорода, водорода, свинца. Наиболее распространена газовая сварка. Перспективна дуговая сварка угольными и металлическими электродами.

Сварка алюминия.

Сварке препятствует оксидная пленка Al2O3. Только применение флюсов (NaCl, RCl, LiF) позволяет растворить оксид алюминия и обеспечить нормальное формирование сварного шва. Хорошо сваривается алюминий диффузионной сваркой.

Сварка, как известно, является наиболее эффективным способом соединения деталей, изготовленных из металла. Применяя для этого сварочный инвертор, можно создавать надежные и долговечные металлические конструкции не только в производственных, но и в домашних условиях.

Использовать для работ в частной мастерской именно инверторные устройства целесообразнее не только из-за их компактных размеров и небольшой массы. Эти аппараты также отличаются широкими функциональными возможностями. Для того чтобы правильно подобрать для оснащения домашней мастерской или производственного цеха, необходимо разбираться в разновидностях и технических характеристиках этого оборудования.

Виды сварочного оборудования

Учитывая тот факт, что любое сварочное оборудование стоит достаточно дорого, важно правильно подходить к его выбору. В первую очередь, необходимо определиться с тем, какие виды работ вы собираетесь выполнять при помощи такого устройства и с какой интенсивностью оно будет эксплуатироваться. Назначение и основное место использования сварочного аппарата определяют не только его предпочтительный тип, но и технические характеристики, которыми он должен обладать.

На современном рынке предлагается сварочное оборудование следующих типов:

• сварочные аппараты трансформаторного типа;
• сварочные выпрямители;
• инверторные сварочные устройства.

Учитывая универсальность оборудования, а также удобство и простоту его использования, потребители чаще всего выбирают инвертор. Компактные размеры, легкий вес, возможность регулирования рабочих режимов в широких пределах – это лишь часть достоинств, которыми обладают сварочные устройства инверторного типа.

Принцип работы сварочного инвертора

Сварочный инвертор был изобретен относительно недавно – в конце XX века. Широкую популярность такое оборудование стало завоевывать в начале нынешнего столетия. В основу функционирования аппаратов подобного типа положен принцип фазового сдвига напряжения, что позволяет увеличивать силу и частоту сварочного тока по каскадному типу.

Сварочный инвертор – это достаточно сложное электронное устройство, в котором происходят следующие рабочие процессы.

• Переменный ток, поступающий на вход инвертора из обычной электрической сети, преобразуется в постоянный посредством выпрямителя, собранного на основе диодного моста.
• Постоянный ток, получаемый на выходе выпрямителя, поступает на инверторный блок, служащий генератором высокочастотных электрических импульсов. За счет блока силовых транзисторов, открывающихся и закрывающихся с высокой частотой, постоянный ток опять преобразуется в переменный, но обладающий значительно большей частотой, чем поступающий из электрической сети.
• Высокочастотный переменный ток подается на трансформатор, где понижается его напряжение и, соответственно, увеличивается его сила. За счет того, что на таком трансформаторе регулируют параметры высокочастотного тока, данное устройство имеет небольшие габариты, что оказывает влияние на массу всего инвертора.
• После трансформатора переменный ток с отрегулированными параметрами подается на выпрямитель, где его опять преобразуют в постоянный, который и используют для осуществления сварочных работ.

По сравнению со сварочными устройствами трансформаторного типа, инвертор потребляет почти в два раза меньше электроэнергии, так как она не расходуется впустую на нагрев большого объема металла. Кроме того, характеристики сварочного тока, который поступает от инвертора, обеспечивают быстрое зажигание электрической дуги и ее стабильное горение в процессе выполнения работ.

Инверторные аппараты для выполнения сварки по различным технологиям

В зависимости от того, по какой технологии осуществляется инверторная сварка, подбирают оборудование определенного типа. Так, это могут быть инверторы для выполнения:

• сварки в ручном режиме (MMA);
• полуавтоматической сварки (MIG/MAG);
• сварки в среде защитного газа (TIG);
• (CUT).

Для оснащения домашней мастерской выбирают сварочный инвертор, предназначенный для ручной сварки, выполняемой при помощи . Устройства данного типа отличаются небольшим весом, компактными размерами, они просты в работе и обслуживании, позволяют получать качественные, надежные и аккуратные сварные соединения. Технических возможностей таких инверторов вполне достаточно для того, чтобы выполнять с их помощью несложные сварочные работы в условиях домашней мастерской и небольшого производственного участка.

Инверторные устройства для осуществления сварки полуавтоматического типа – это более сложное оборудование, отличающееся высокой мощностью и, соответственно, большими габаритами и весом. Такие инверторы применяются только в производственных условиях, так как реализовать данную технологию в домашней мастерской достаточно сложно. Сварка при использовании оборудования данного типа выполняется за счет проволоки, подаваемой в зону формирования соединения при помощи специального устройства.

Инверторы для выполнения сварки в среде защитного газа – еще более сложные устройства, которые также используются только в производственных условиях. Приобретать такие аппараты для домашнего использования нецелесообразно, учитывая их высокую стоимость. Кроме того, для реализации этой технологии потребуется дополнительное оборудование и специальные расходные материалы. Выполняться сварка в среде защитного газа может как плавящимся, так и неплавящимся электродом. В качестве последнего используется вольфрамовый стержень.

Несмотря на то, что работают по тому же принципу, что и аппараты для сварки, использовать их для проведения сварочных работ нельзя. Оборудование данного типа, применяемое преимущественно в производственных условиях, позволяет с высокой производительностью, точностью и эффективностью выполнять резку металлических заготовок даже очень значительной толщины.

Функциональные типы инверторных устройств

На современном рынке представлено большое разнообразие типов и моделей инверторов, которые в зависимости от своих функций подразделяются на следующие виды.

Оборудование для бытового использования

Это самые недорогие устройства, обладающие достаточно скромными характеристиками, но тем не менее позволяющие успешно выполнять несложные сварочные работы в условиях домашней мастерской. Из бытовых моделей инверторов самыми доступными по стоимости (но и самыми недолговечными) являются устройства китайского производства. Обозначенные на маркировке параметры китайских моделей часто могут не совпадать с реальными показателями. Даже само слово «инвертор» на них может быть написано с ошибкой («инвентор»), что тоже является косвенным показателем их невысокого качества.

Устройства профессионального назначения

Такие модели стоят значительно больше, чем бытовые инверторы, поскольку позволяют выполнять сварочные работы различной степени сложности с использованием электродов различных типов. Отличаются эти аппараты повышенной мощностью, широким диапазоном регулирования сварочного тока, универсальностью и высочайшей надежностью. Естественно, что приобретаются такие инверторы для производственных предприятий.

Специализированное оборудование

Эти инверторы также отличаются высокими качественными характеристиками. Предназначены они для выполнения сварочных работ по определенным технологиям.

Основные характеристики сварочных инверторов

Инвертор любого типа характеризуется рядом параметров, по которым можно судить о его функциональных возможностях. Сюда относятся следующие характеристики:

• тип тока, формируемого на выходе устройства;
• величина напряжения, используемого для питания аппарата (на современном рынке представлены инверторы, которые могут работать от напряжения 220 или 380 В; для бытового использования, естественно, выбирают аппараты, работающие от стандартной электрической сети с напряжением 220 В);
• величина стартового тока (от этого параметра зависит диаметр электродов, которые можно использовать при выполнении сварочных работ на инверторе);
• показатель мощности устройства (по данному параметру можно судить о том, какой силы ток будет подаваться на сварочную дугу);
• напряжение холостого хода (от величины данного параметра зависит то, насколько легко будет зажигаться сварочная дуга);
• интервал диаметров электродов, которые можно использовать для выполнения сварочных работ;
  минимальное и максимальное значение силы тока, который позволяет получать оборудование определенной модели (ширина интервала регулирования сварочного тока во многом определяет функциональные возможности инвертора);
• размеры устройства и его масса (чем меньше размеры инвертора, тем ниже будет сила сварочного тока, который он формирует, поэтому не стоит выбирать небольшое устройство, если вас интересует функциональный сварочный аппарат).

Очень важным параметром является наличие у инвертора дополнительных опций, которые значительно облегчают и делают более эффективным процесс выполнения работ и позволяют добиваться стабильного качества формируемого соединения. К таким опциям, которыми наделено большинство моделей современных инверторных устройств, относятся:

• «Горячий старт» (эта функция предполагает подачу на электрод дополнительного электрического импульса, облегчающего процесс зажигания сварочной дуги);
• «Форсаж дуги» (данная функция включается в тот момент, когда конец электрода оказывается слишком близко от поверхности соединяемых деталей; чтобы в такой ситуации электрод не прилип к заготовкам, на него автоматически подается ток большой силы);
• «Антизалипание» (суть данной опции состоит в том, что на электрод автоматически прекращается подача сварочного тока, если прилипание к поверхности деталей все же произошло).

Наличие перечисленных опций, кроме всего прочего, минимизирует влияние невысокой квалификации сварщика на качество формируемого соединения.

Распространенные неисправности инверторов и причины их возникновения

Несмотря на то, что современные инверторы отличаются высокой надежностью в эксплуатации, в их работе не исключены неисправности, которые могут выражаться в следующем:

• нарушении стабильности горения сварочной дуги;
• сильном разбрызгивании расплавленного металла;
• прилипании электрода к поверхности соединяемых деталей;
• отсутствии сварочной дуги;
• самопроизвольном отключении питания сварочного аппарата;
• чрезмерном нагревании инвертора.

Использование сварки в быту является довольно частым. Сварочные операции производят агрегатом, действующим за счет силового трансформатора, являющегося центральным конструкционным элементом в устройстве.

Агрегаты для сварки имеют не только достоинства, одновременно можно выделить и наличие эксплуатационных недостатков. Использование сварочных инверторов в быту связано с качественным скачком в области сварки. Что же представляет собой данный агрегат?

Особенности работы сварочных инверторов

Выбор инвертора нужной модели определяется соответствующими техническими характеристиками. Отсутствие знаний обо всех конструктивных особенностях сварочных инверторов будет препятствовать качественному выбору. Отличие сварочных инверторов состоит в особой мобильности, то есть их можно с легкостью перемещать по определенной площади и поднимать на определенную высоту.

Универсальный сварочный инвертор позволяет работать с любыми электродами, поддерживающими постоянный или переменный ток. При этом можно использовать неплавящиеся электроды, то есть аргонодуговую сварку. Регулировать силу тока инвертора можно в большом диапазоне. В агрегате предусмотрены специальные функции, которые устройство может с успехом реализовать:

1. Предотвратить процесс залипания (Arc Force).
2. Снизить силу тока во время короткого замыкания для минимальных значений (Anti-Sticking).
3. Обеспечить розжиг для электрода (Hot start).

Недостатки, которые можно выделить:

1. Длина кабеля должна быть не больше 2,5 м, что является ограничением.
2. Необходимый температурный диапазон будет определяться типом инвертора.
3. «Внутренняя» схема нуждается в постоянной очистке от пыли.
4. Высокая стоимость инвертора, который стоит в два раза дороже, чем трансформатор.

Некоторые из моделей нельзя эксплуатировать в зимних холодных условиях, как и любую электронику. Контраргументом, который противостоит недостаткам, является многофункциональность инвертора и удобство в его работе. Вместе с тем способ усвоения метода работы со сварочным инвертором является наиболее простым, поэтому и доступным многим покупателям.

Инверторы получили широкое применение благодаря разнообразию всех характеристик, помогающих превосходно осуществлять сварку как металлов, так и сплавов. Свойства инверторов зависят от вида сварки, который характерен для определенной модели:

1. Ручной дуговой.
2. Автоматической.
3. Полуавтоматической.

Инвертор выполняет не только процесс сварки металлов, но и резки. Устройство инвертора отличается по своим конструктивным особенностям в зависимости от типа сварки.

Основные технические характеристики инверторов

Показатель мощности выступает одной из основных технических характеристик, присущих любой модели инвертора. За счет показателя потребляемой мощности определяются значения величины показателя и диапазона его изменений, в пределах которых происходит изменение значений тока. Максимальным значением тока для сварки является показатель, превышающий 300 А. Если инвертор с показателем малой мощности, то регулировка технических характеристик происходит в диапазоне 10-130 А.

Максимальный ток при сварке может не только влиять на скорость сварки, но и позволяет использовать сварочные электроды с разным размером диаметра. Это автоматический процесс, поскольку регулирование скорости сварки не связано с ее указанием на датчиках прибора.

За счет повышенного сварочного тока возможен быстрый переход металлического состава электрода на свариваемую кромку. Производительность сварки не зависит от ее скорости. Это связано с тем, что сварочный процесс больше ориентирован на настройки и подгонку необходимых для сварки деталей. На это может уйти очень много времени, как и на то, чтобы удалить шлак, накопившийся на сварочных швах.

Присущие агрегату для сварки технические характеристики, которые способны защитить его от воздействий извне, сводятся к свойствам:

1. Противоударности.
2. Влагозащищенности.
3. Пылезащищенности.

Для каждой модели инвертора предусмотрен уровень температурного рабочего диапазона, определяемого в процессе производства агрегата. Если помещение является холодным, то после хранения в нем инверторов может не произойти их включения.

Специфические технические характеристики инверторов

Устройствам присущ ряд важных характеристик, позволяющих осуществлять резку по металлу способом воздушно-дугового вида резки.

Их можно одновременно применять в процессе ручной сварки. С этой целью осуществляют настройку сварочного тока, выбрав значение полярности. Расчет бытового устройства необходим в получасовом интервале при условии непрерывного горения дуги.

Если интервал непрерывного процесса работы выбран небольшой, то это позволяет использовать силовые элементы с транзисторными ключами, имеющими малую мощность. Эти технические характеристики являются определяющими для стоимости сварочных инверторов и их размеров.

Наличие иных характеристик устройства инвертора и его возможностей не будет оказывать влияние на качество сварных швов после того, как будет окончена работа агрегата. Разделение различных моделей инверторов по данному признаку считается условным.

Принцип работы сварочного оборудования

Технические характеристики промышленных и бытовых приборов

В процессе работы современного инвертора используется принцип двойного преобразования. Если не вникать во все нюансы работы агрегата, в которых может разобраться только специалист, можно остановиться на основном моменте, связанном с параметром частоты переменного тока. На входе агрегата ток выпрямляется, а затем, пройдя фильтр, он переходит на транзисторную сборку, где происходит его преобразование. Поэтому вырабатываемый ток высокой частоты будет иметь параметры, которые определяются видом модели.

Максимальным значением тока в/ч является 50 кГц. Этот результат связан с особенностью, которая сводится к скачкообразным повышениям силы тока. По этой причине в аппаратах для сварки применяются малогабаритные трансформаторы с небольшим весом. Обычный сварочный аппарат и трансформатор инвертора имеют разницу в весе, которая колеблется в интервале нескольких десятков раз, что и определяет небольшие габариты устройства.

Инверторы могут использоваться не только в промышленных условиях, но и в быту, так как предусмотрены различные виды сварки. Данный критерий позволяет разделить инверторы на четыре основных типа, из которых для бытовой сварки пригодно только устройство, имеющее аббревиатуру ММА («ручная дуговая»). Предназначение других типов инверторов связано с более сложным технологическим процессом сварки.

Электроды, применяемые в устройстве ММА для сварки в быту, могут быть обычными, все зависит от размера элемента. Толщина свариваемого металла определяется маркой электрода, то есть его сечением.

Учитывая параметры, которые определяют напряжение и мощность прибора, лучше всего воспользоваться аппаратом, подключаемым к обычным розеткам. В любом случае рассчитаны они на приборы, имеющие мощность не больше 4 кВт. На это и требуется опираться при покупке сварочных инверторов, поскольку при этом не надо будет производить установку отдельной розетки, ограничивая возможную мобильность устройства, так как оно везде может понадобиться.

Вместе с тем требуется уделить внимание параметру частоты силы тока: чем данный показатель больше, тем прибор более легок и компактен. Будет достаточно параметра силы тока максимум 160 А.

Способность прибора к постоянной работе сводится к одной операции по сварке за 15 минут, после чего можно начинать следующую. Чем выше напряжение прибора при «холостом ходе», тем дуга загорается легче. Среди добавочных функций можно выделить выпрямление тока, в результате чего при нагреве металла получается высококачественный шов.

Поскольку перемещать инвертор можно путем ручной переноски, к агрегату прилагают дополнительно «чемоданчик». Данный вид прибора «не любит» пыли и грязи, поэтому требуется уделить особое внимание этому моменту, выяснив у продавца особенности ухода за инвертором. Вместе с тем следует поинтересоваться о возможности ремонта агрегата.

Как правильно выбрать инвертор?

При покупке следует подготовиться к худшему. Если учитывать данное правило, то оно никогда не подведет, поэтому предварительно следует задать соответствующий вопрос продавцу о том, где данную модель можно отремонтировать, проведя сервисное обслуживание и гарантийный ремонт.

Для любого обычного человека понятно, что никто не станет делать ремонт прибора, если он не обеспечен соответствующими гарантийными обязательствами. Поэтому перед покупкой следует задать все соответствующие вопросы продавцу, которые должны быть связаны со взаимоотношением изготовителя и магазина.

Все технические и общие вопросы должны выясняться с особенной тщательностью, иначе время нахождения агрегата на гарантийном ремонте может увеличиться. Все указанные выше аспекты должны быть предусмотрены с целью, чтобы соответствующий выбор был сделан и новичком, а не только профессионалом.

К другим свойствам сварочных инверторов относятся такие, которые неподготовленным покупателям не будут полезны. Если возникли какие-либо сомнения в процессе выбора инвертора, то целесообразным будет разговор с экспертом-практиком. Необходимо осмысливать, что, делая оценку сварочных инверторов по определенной технической характеристике, к наилучшему выбору можно и не прийти. Необходимо тщательно и всесторонне исследовать свойства прибора, выяснив способы наилучшего его применения, ориентируясь сначала на цель покупки аппарата.

Одним делом является каждодневная профессиональная работа, а другим — использование устройства в быту. Возможно, что прибор будет применяться не часто, а только с целью проведения легких операций. Платить излишние средства за многофункциональный сварочный инвертор, потенциал которого не будет применяться на практике, смысла нет.

Как правильно прочитать перечень характеристик?

Для более полной технической характеристики нужен перечень, который предусматривает каждый элемент с единицами измерения. Приведена таблица для модели KEMPPI MINARC EVO150.

Например, в строке таблицы информация «Рном при Iмакс ПВ 35%TIG 150 A / 3,2 кВт» читается следующим образом. При использовании дуговой сварки максимальный уровень силы тока составляет 150 А, а номинальная мощность при данной силе тока — 3,2 кВт, если нагрузка равна (ПВ) 35% в среде защищенного газа. Данное устройство должно иметь эффективную систему охлаждения.

Питающая сеть должна иметь уровень напряжения и соответствующую частоту, которые определены теми значениями, являющимися характерными именно для РФ. Сварочный инвертор имеет предел допустимого уровня при падении напряжения, составляющий 180 В. Необходимая сила тока при сварке поддерживается плавной настройкой аппарата либо стабилизатором, который в него встроен.

Расшифровка аббревиатуры характеристик аппарата

Рассмотрим значения характеристик, которые связаны с аббревиатурой MMA, TIG, MIG/MAG, PAC, ПВ. Характеристики инвертора, обозначаемые аббревиатурой TIG, ПВ и ММА, требуется рассмотреть отдельно. TIG (tungsten inert gas) означает в переводе с английского: дуговой метод сварки с использованием электрода на присадке, который является тугоплавким. При защитной среде аргона либо иных видов газа, являющихся инертными. Этот вид электрода применим при сварке металлов или сплавов.

ПВ — означает продолжительность включения. Значение данного параметра указывается в процентах и определяется отношением продолжительности рабочего времени в условиях нагрузки к общему времени, которое включает всю сумму времени работы устройства под нагрузкой, а также паузы.

Общее время составляет значение, равное 5 минутам. Оптимальным значением ПВ, достигающим 80%, принято считать 1 минуту перерыва и 4 минуты работы. Если время работы под нагрузкой увеличивается, то это приводит к тому, что срабатывает тепловая защита в блоке управления агрегатом. Обозначение ММА расшифровывается как metal manual arc, что в переводе с английского читается как «сварка ручная со сменным электродом».

Например, если рассматривать в приведенной выше таблице строку с содержанием «Рвых. (to = 40°C) ММА ПВ 100% 100A / 24,0В», то она будет иметь информацию о выходной мощности сварочного аппарата Рвых. включая ее показатели в процессе непрерывной работы за счет сменных электродов в ручном режиме при полной нагрузке, равной 5 мин, при силе тока 100 А и напряжении 24 В.

Охлаждение радиатора происходит при температуре 40 градусов по Цельсию в окружающей среде. Сопоставляя одноименные значения, указанные в перечне для разных моделей, реально сделать вывод о том, насколько являются эффективными показатели, присущие системе охлаждения.

В характеристиках разных приборов может содержаться аббревиатура: PAC, MIG или MАG (metal inert/active gas), что в переводе с английского означает полуавтоматическую сварку с использованием проволоки при наличии среды инертных газов с защитной функцией, например аргона либо углекислого, являющегося активным. В устройствах, оснащенных данной функцией, имеется:

1. Сварочная горелка для режима работы на автомате.
2. Механизмы для подачи проволоки.
3. Шланг, отвечающий за подачу газа при наличии отсекающего клапана.

Последний элемент синхронизируется с работой системы подачи газа туда, где крепится баллон с газом.

Под аббревиатурой РАС (plasma arc cutting) подразумевают плазменно-дуговую резку. Этот метод связан с процессом удаления из зоны работы сварочной дуги сплава через сопло при сжатом воздухе. Использование кислорода на основе подогрева для наибольшей эффективности позволяет в достаточной степени повысить скорость реза и его качество.

Следует отдельно рассмотреть значения аббревиатуры для составляющих элемента, то есть их технические характеристики.

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.

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.