Виды сварочных аппаратов для ручной сварки



Содержание страницы

Основные принципы ручной дуговой сварки

Один из видов неразъемного соединения материалов, проводимый в ручном режиме – это ручная дуговая сварка. Она основана на действии электрической дуги, возникающей при контролируемом коротком замыкании.

Сварщик вручную управляет электродом и при необходимости подает присадочный материал. Хотя производительность ручного метода не высока, его часто используют в домашних условиях. Оборудование для него вполне доступно, и обучиться ручной сварке при желании может каждый.

Краткий обзор технологии

Когда применяется ручная электродуговая сварка, происходит быстрый разогрев металла до температуры плавления воздействием электрической дуги, возникающей как эффект пробоя воздуха между электродом и массой (свариваемыми деталями). В сварной шов вводится дополнительный материал, что позволяет заполнить зазор между свариваемыми деталями.

В точке нагрева образуется так называемая сварочная ванна, которая представляет собой зону смешивания расплавленного металла детали с маериалом присадки.

Вверх всплывает легкий расплавленный шлак — это сгоревшая обмазка плавящегося электрода или остатки стержня неплавящегося. Шлак защищает раскаленный металл от вредного влияния газов, находящихся в атмосфере.

Это влияние может привести к окислению шва и проникновению в его структуру атомов газа, в результате чего шов не приобретет требуемой прочности.

Ручная дуговая сварка производится плавящимся либо неплавящимся электродом. Первый сам по себе является присадочным материалом, второй требует введения в расплав присадочной проволоки.

Существуют различные технологии сварки вручную. Наименее сложная и затратная из них требует наличия только сварочного аппарата переменного или постоянного тока и необходимой амуниции для сварщика, но подходит этот способ, как правило, только для черных металлов, нормально переносящих контакт с кислородом. Для защиты сварочной ванны, где оплавляется сталь и железо, достаточно только среды, выделяемой защитной обмазкой электрода.

Более сложные способы, такие, как, например, аргонодуговая сварка, требуют наличия специальной горелки с соплом, через которую подается аргон либо другой защитный газ.

Сварочную дугу инициирует короткое замыкание при контакте электрода с массой. Температура дуги может достигать 5000 °C.

Назначение

Применение ручной дуговой сварки очень широко — от бытовых работ по дому и даче до промышленности, в том числе высокотехнологичной. Среди основных отраслей промышленности и народного хозяйства, где она используется, можно выделить:

  • различные сервисные и ремонтные работы, например, автомобильной техники;
  • сварку труб для воды, газа, нефтепродуктов.;
  • кораблестроение (сварка листов корпуса);
  • многие виды машиностроения.

Принцип ручной сварки часто применяется для наплавок на поверхность детали иного металла. В быту ручным дуговым методом сваривают беседки, скамейки, мангалы, качели, проводят ремонт металлических изделий.

Технические возможности

Ручная сварка имеет существенные ограничения по толщине свариваемых деталей, это ее основной недостаток. Как правило, листы толще 10 мм этим способом не сваривают.

К другим можно отнести сравнительно низкую скорость процесса и прямую зависимость результата от мастерства сварщика. Процесс ручной сварки, как и любой ручной процесс, трудно стандартизировать: результат зависит от многих факторов. Среди них:

  • тип источника тока;
  • мощь источника;
  • характеристика и свойства обрабатываемого сплава;
  • толщина кромок;
  • соответствие электродов возложенной на них задаче;
  • грамотно подобранный режим сварки.

Особенности дуговой сварки заключаются в том, что для ее продуцирования используется сравнительно малое напряжение — и очень большой ток. Напряжение дуги составляет от 30 до 90 В (многие сварочные аппараты для бытового применения рассчитаны на среднее значение — 48 В), но очень большую силу тока — от 90 до 350 А.

Подбор сварочных параметров

Основные параметры дуговой сварки — это сила тока и напряжение (но оно фиксировано). Частота имеет меньшее значение, так как в настоящее время применяются, как правило, установки для сварки постоянным током — инверторы.

Для сварки с помощью электричества, вне зависимости от способа, действует прямая пропорциональная зависимость: чем толще металл, тем больше должна быть сила тока при фиксированном напряжении. Для сравнения: листы толщиной 3 мм варят током 175-185 А, 5 мм — не менее 200 А, 10 мм — 300-330 А.

Настоятельно рекомендуется, во избежание прожига и сильного разбрызгивания металла, варить минимальным током, какой только возможен.

Но при этом очень большое значение имеет также толщина сварочного электрода, и его соответствие по химическому составу тому металлу, который предполагается обрабатывать.

Стандартный электрод для дуговой сварки имеет толщину 3 мм. Он пригоден для сваривания деталей с толщиной кромок 2-3 мм. Для более толстого металла можно руководствоваться правилом, что диаметр электрода должен быть на 1-2 миллиметра меньше толщины металлических пластин, которые с его помощью предполагается соединить.

Максимальная толщина электродов, выпускаемых промышленностью, составляет 6 мм. Они пригодны для сварки десятимиллиметровых стальных листов.

Каждая пачка электродов имеет свою маркировку, указывающую, для каких целей они предназначены.

Что значит маркировка

Невозможно представить ручную дуговую сварку без электродов. Их маркировка определяет, для каких металлов они предназначены, какую толщину и состав покрытия имеют, в в каком положении их надо держать при сварке (вертикально, горизонтально, под углом), для каких металлов предназначаются. Характер маркировки — буквенно-цифровой.

Первой после названия и марки электрода идет буква, определяющая его назначение. У — для низколегированных и среднеуглеродистых сталей, Т — для теплоустойчивых легированных. Буква Н — для наплавок, А — для пластичных металлов.

Далее следует буква, обозначающая толщину покрытия. М — тонкое покрытие, С — среднее, Д — толстое, Г — особо толстое.

Толщина покрытия определяется в процентах по отношению к самому стержню.

Следующая буква кода означает тип электрода. Если это буква Е, то электрод плавящийся.

Далее следуют цифры, которые характеризуют предел прочности на растяжение, относительное удлинение и температуру сохранения ударной вязкости. Они имеют значение только для профессиональных сварщиков, работающих на особо ответственном производстве.

За ними идут одна или две буквы, означающие материал обмазки электрода. А означает кислотное соединение, Б — щелочное, Ц — целлюлозное, Р — рутиловое, П — прочие виды. Возможны смешанные типы обмазки, такие, как РЦ.

Последние две цифры кода означают одни из самых важных параметров — положение в пространстве, в котором можно производить ручную дуговую сварку, и характеристики тока для сварки.

Например, код «13» следует читать как 1 и 3. 1 — варить можно в любом пространственном положении, 3 — необходимо использовать ток обратной полярности либо переменный напряжением 50 В.

Разновидности оборудования

Оборудование для ручной дуговой сварки, как правило, представляет собой сварочный аппарат трансформаторного или инверторного типа, снабженный шнуром подключения к источнику питания и двумя контактными шнурами с держателями для электрода и для массы.

Разница между аппаратами в том, что трансформатор варит только переменным током, а инвертор или полуавтомат имеет функцию выпрямления тока для лучшего качества дуговой сварки и возможности работать в прямой или обратной полярности.

При прямой полярности проводящий стержень подключают к минусу, а деталь — к плюсу. Обратная, соответственно, наоборот. Разные виды металлов и сплавов требуют сварки либо в прямом, либо в обратном режиме.

Требования ГОСТа

На ручную дуговую сварку распространяются требования ГОСТа 5264 80 и ГОСТа 11534 75. Это основные нормативы, которыми нужно руководствоваться при сварочных работах.

Первый — ГОСТ 5264 80 — регламентирует технологию создания сварных соединений различной конфигурации из сталей, чистого никеля и сплавов никеля с железом.

Он состоит из большого числа таблиц, в которых приведены чертежи типов соединений, которым нужно соответствовать. В ГОСТе указываются также пределы допустимых погрешностей и другие важные числовые параметры.

ГОСТ 11534 75 описывает основные типы, размеры и конструктивные особенности изделий из низколегированных и углеродистых сталей, которые можно подвергать скреплению методом ручной дуговой сварки плавящимся электродом.

На методологию сварки электродом неплавящимся он не распространяется. Документ также состоит из таблиц, содержащих примеры соединений, допустимые пределы погрешностей, толщины и углы соединяемых деталей.

Справочник сварщика

Как и подавляющее большинство всего электрического инструмента, сварочники разделяются на две обширные группы – бытовые и профессиональные. К бытовым моделям относятся агрегаты, рассчитанные на сравнительно небольшую продолжительность непрерывной работы. Они чаще всего имеют показатель силы тока менее 200 Ампер и подключаются от электросети со стандартным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Возможностей бытового сварочного оборудования вполне достаточно для решения целого спектра сварочных задач. К примеру, они отлично справляются со свариванием армированных каркасов, решеток, ворот, труб и котлов отопления, регистров и т.д. Для частного хозяйства и «гаража» такой модификации сварочного аппарата точно «хватит».

Устройства из профессиональной серии могут подключаться как к сети 220, так и 380 В (с частотой свыше 50 Гц). Большинство из них «выдает» силу тока свыше 200 Ампер. Кроме того, они имеют больший вес и размеры, чем бытовые сварочники, поэтому оснащаются специальными колесиками для удобства перемещения и транспортировки. Сфера применения профессиональных аппаратов очень широка. Без них не обойтись во многих отраслях промышленности и производства и специализированных крупных мастерских (например, по ремонту автомобилей). Применяются они и для надежного сваривания металлокаркасов и прочих ответственных конструкций в области строительства. Монтаж газовых и нефтепроводов также невозможен без использования профессионального сварочного оборудования.

Процесс сваривания металлов как при применении бытовых, так и профессиональных сварочников осуществляется посредством переменного либо постоянного тока. Это зависит от ряда факторов, таких как требуемое качество шва, вид металла и др. С уверенностью можно сказать, что наибольшим спросом продолжают пользоваться сварочные устройства, которые предназначены для работы обычным штучным электродом. Это довольно простые по конструкции, отличающиеся высокой ремонтопригодностью, надежные и функциональные агрегаты. В настоящее время особой востребованностью пользуются современные инверторы и полуавтоматы. Также в продаже есть и традиционные трансформаторы и простые выпрямители.

Трансформаторы

Это самый «древний» вид сварочников, имеющий предельно простое устройство. Они осуществляют преобразование переменного тока с большим напряжением в тот же переменный ток, но имеющий уже меньшее напряжение. Благодаря этому и становится возможным проведение сваривания. Регулирование силы тока осуществляется в результате смешения положения обмотки катушек как относительно друг друга, так и основного сердечника. По способу настройки рабочих параметров все трансформаторы можно разделить на несколько типов: с фазовой регулировкой (тиристорные), со стандартным магнитным рассеиванием и с увеличенным магнитным рассеиванием. Именно от крутопадающих характеристик зависят особенности функционирования и настройки той или иной модификации сварочного аппарата трансформаторного типа.

Конечно же, применение переменного тока делает электродугу непостоянной – поэтому необходимо постоянно ее поддерживать. Нестабильность дуги, большое количество газовых включений и шлаковых образований приводит к существенному разбрызгиванию металла и довольно низкому качеству шовного соединения.

Кроме того, трансформаторы являются достаточно громоздкими и тяжелыми устройствами, потребляют много электрической энергии и обладают повышенной чувствительностью к колебаниям сетевого напряжения. Но варить ими вполне можно – как внахлест, так и встык. Опытный сварщик в состоянии хорошо проварить даже ответственный шов с помощью трансформатора. Сварочное оборудование данного вида до сих пор применяется в различных сферах. Следует отметить, что посредством переменного тока можно сваривать лишь «чернуху» — стали самых «ходовых» марок и определенные марки чугуна.

Выпрямители

Следующим «поколением» сварочных аппаратов можно считать выпрямители, которые позволили избавиться от всех недостатков применения переменного тика. В таких агрегатах кроме снижения тока, поступающего из сети, осуществляется еще и преобразование «переменки» в «постоянку». Это становится возможным благодаря внедрению в конструкцию аппарата блока полупроводников-диодов, которые и «превращают» переменный синусоидальный ток в постоянный линейный, обладающий уже пологопадающими характеристиками.

Высокая стабильность электродуги позволяет проваривать герметичные и высококачественные швы равномерной глубины. Также существенно снижается разбрызгивание. А благодаря лучшей защищенности дуги соединение получается однородным и достаточно прочным, а необходимость в дополнительной очистке деталей от капель «брызгающего» расплава отпадает. Еще один плюс – возможность работы всеми типами электродов.

И варить можно не только черные металлы. Например, постоянный обратнополярный ток используется для сваривания алюминиевых деталей. Ведь на поверхности этого цветного металла (даже когда он расплавлен) находится оксидная пленка, которая препятствует сварке металла током прямой полярности, так как не происходят свободные атомарные реакции. Разрушение этой пленки становится возможным лишь при потоке заряженных частиц изнутри расплава. Таким образом образуется молекулярная решетка между соединяемыми алюминиевыми плоскостями. Область применения выпрямителей намного шире, чем трансформаторов: любой чугун и сталь (высоколегированная – в том числе), цветные металлы (медь, титан, никель и др., а также их сплавы).

Инверторы

Так называемые сварочные инверторы – это одно из самых удачных изобретений в сфере сварочного дела за последнее десятилетие. Небольшой вес и компактность наряду с мощностью и функциональностью сделали такие аппараты лидерами продаж на сегодняшний день. Автоматизация настройки рабочих режимов позволяет быстро научиться варить инверторами – что делает их оптимальным вариантом для новичков. А специалисты могут существенно повысить производительность работы, заменив современным сварочником инверторного типа выпрямитель или трансформатор.

Инверторные агрегаты устроены не так уж и сложно. Переменный ток сети, проходя сквозь сетевой выпрямитель, сглаживается и преобразуется в постоянный. После он поступает непосредственно в инверторный блок (это и есть частотный преобразователь), где снова становится переменным, но уже с гораздо большей частотой. Затем в дело вступает высокочастотный миниатюрный трансформаторный блок, где осуществляется понижение напряжения. Последний этап – это силовой выпрямитель. Таким образом, на выходе мы имеем высокомощный постоянный ток.

За работу частотного преобразователя отвечает микропроцессорный блок автоматического контроля. Он и позволяет с высокой точностью настраивать различный диапазон вольтамперных характеристик – от крутопадающих до возрастающих. Достоинство инверторов в том, что на выходе ток имеет практически идеально гладкую кривую, поэтому и электрическая дуга является очень стабильной.

Инверторные сварочные аппараты можно настроить очень точно, поэтому с их помощью становится возможным качественное выполнение самых разных задач. Кроме того, они нечувствительны к скачкам напряжения в сети. Шов получается просто отличным по всем показателям. Сваривать можно даже листовой тонкостенный металл. КПД инверторов – не менее 90 % (для сравнения: некоторые трансформаторы имеют КПД всего 30 %). Наличие таких полезных опций, как горячий старт, антизалипание электрода, импульсное сваривание превращает эксплуатацию агрегата в удовольствие.

Варить инверторами можно все – черные и цветные металлы любой толщины в любых положениях в пространстве. Электроды также можно применять всех видов.

Полуавтоматы

Данный вид сварочного оборудования позволяет не только существенно уменьшить временные затраты при выполнении различных сварочных операций, но и добиться более качественного провара. Шов получается сплошным – так как постоянно менять электроды не нужно. Полуавтоматическая техника предназначена для сварки в газовой среде (газ может быть как инертным, так и активным). Название «полуавтомат» подразумевает то, что сплошная электродная проволока подается автоматически к электрической дуге. Полуавтоматический «комплект» включает в себя источник тока (трансформатор/выпрямитель/инвертор), блок подачи проволоки, газовый баллон, электрические кабели, газовые шланги и горелку. То, какой газ применяется, зависит от вида металла, с которым работают. В качестве активного газа может выступать азот, кислород либо углекислый газ, в качестве инертного – гелий либо аргон. Чаще используются их смеси. Из баллона к горелке газ подходит по несущим патрубкам, а из горелки подается непосредственно к электродуге. Преимущество сварки «с газом» в том, что он дополнительно защищает сварную ванну от негативного действия газового состава воздуха окружающей среды, а также стабилизирует саму электрическую дугу и придает определенные химические свойства сварному шву.

Через горелку автоматическим образом непрерывно подается проволока, заменяющая в данном случае штучный электрод. Подбирая соответствующим образом сочетание смесей газов и различных видов электродной проволоки можно изменять в нужном направлении свойства сварной ванны. Очень хороши полуавтоматы, источник тока которых позволяет варить не только обыкновенной стальной проволокой, но специальной порошковой (или самозащитной). Ее отличительная особенность в том, что внутри внешней стальной оболочки имеется сердечник, состоящий из разного по химсоставу флюса. Когда такая порошковая проволока загорается, то образуется облако газа, которое выполняет роль газа, подающегося из баллона при сварке простой проволокой. Эффект тот же самый – сварная ванна защищается от окисления воздухом, активные компоненты сердечника придают металлу нужные свойства, электрическая дуга горит намного стабильнее. Только вот газового баллона, шлангов и горелки уже не требуется.

При необходимости можно приобрести и универсальную полуавтоматическую модификацию, которая рассчитана как на работу с применением газов, так и проволоки самозащитного типа. Механизмы, отвечающие за подачу проволоки, бывают как интегрированными в корпус агрегата, так и отдельными. Каждой разновидностью может оказаться удобнее варить в различных условиях. Такие подающие системы по количеству роликов производятся как двух-, так и четырехроликовые. Различными по форме и способу установки могут быть и сами ролики – это зависит от того, какая разновидность проволоки «загружается» в подающий блок: порошковая, медная, алюминиевая, стальная и др. Проволока подбирается по типу и диаметру с зависимости от вида и толщины свариваемого металла.

Настройка и регулирование внешних параметров может осуществляться как в автономном режиме (в частности – с использованием электронных систем), так и ручным способом, когда за процессами следит сам оператор. Сварочники MIG-MAG (работающие с применением активного/инертного газа) отличаются очень высокой производительностью и обеспечивают отличное качество шва при работе с любыми видами металлов и их сплавами (в том числе – с разнородными), а также с тонкостенными заготовками и деталями толщиной свыше двадцати миллиметров. Из недостатков полуавтоматов можно выделить большие потери на угар и разбрызгивание металла сварной ванны.

TIG – аппараты

Сварочная техника TIG (особенно с источником тока инверторного типа) позволяет производить сваривание с повышенным качеством сварного соединения. Поэтому она является во многом незаменимой в тех случаях, когда требуется проварить особо ответственные швы. Последние, помимо чрезвычайной надежности, отличаются еще и эстетичностью. При сварке TIG в качестве расходных материалов применяются графитовые либо вольфрамовые неплавящиеся электроды. Аппаратура работает по такому же принципу, что и при сварке MIG/MAG: по подающим шлангам к горелке поступает инертный защитный газ, от электрического блока – AC/DC ток, а электрод устанавливается в горелку. Баллоны могут заправляться гелием, аргоном, азотом и смесями этих газов. Как правило, при сварке электродом неплавящегося типа капельный перенос электродного расплава в сварную ванну отсутствует. По этой причине необходимо использовать дополнительные расходники – специальные присадочные проволоки или ленты. Применяя присадки, разные по химсоставу, можно изменять свойства самого сварного шва. На постоянном токе варят чугун и сталь различных марок. Режим переменного тока используется для работы с цветными металлами.

Аргонодуговая сварка – это один из самых сложных процессов в сварочном деле, который требует от сварщика не только большого практического опыта, но и теоретической подкованности. Так что новичкам «садиться» за TIG-агрегаты не рекомендуется, несмотря на то, что настройки инверторных модификаций во многом автоматизированы и оснащены упрощающими сварочный процесс функциями. Начать лучше с обычного инвертора – чтобы научиться держать дугу и проваривать металл, а потом уже осваивать более «продвинутое» сварочное оборудование.

Сварочники TIG используются очень широко для работы со всеми видами чугуна и стали, цветметом и его сплавами. Сравнительно невысокая производительность таких аппаратов вполне компенсируется великолепным качеством швов и незначительными металлопотерями.

Точечная сварка — споттеры

Необходимость в точечной сварке возникает тогда, когда требуется провести локальное соединение двух заготовок/деталей. Такие аппараты называют еще споттерами. Без них не обойтись в сфере автомобильной промышленности, а также — в крупных СТО и мастерских по ремонту автомобилей. Для мастерских, работающих по профилю кузовного ремонта, оптимальным вариантом станет приобретение профессиональной модификации агрегата точечной сварки – мощного и функционального. Для небольшого автосервиса и для частного «гаражного» использования вполне хватит и покупки специальных клещей для выполнения точечных сварных работ.

Все оборудование данного типа работает по следующему принципу: электрический ток используется для сваривания металла под давлением. Между парой медных электродов рабочие поверхности заготовок зажимаются внахлест. Проходя от первого электрода ко второму через свариваемые детали, электродуга образует локальный расплав металла обеих заготовок. Когда такое кратковременное воздействие дуги заканчивается, давление клещей усиливается. В итоге расплавленный металл кристаллизуется и соединяет металлические изделия друг с другом. В подавляющем большинстве случаев точечная сварка применяется для работы с листовым металлом.

Для скрепления листов большой площади по центру применяется специальный односторонний пистолет. При его действии образуется два сварных точечных соединения, расположенных рядом. Сила сварочного тока может доходить до 9000 Ампер, но такое воздействие является почти моментальным.

Для споттеров выпускается большой ассортимент всевозможных расходников, таких, как шпильки, петли, наварные крюки, заклепки и т.п. К достоинствам точечной сварки относится высокая производительность, хорошее качество соединения и внешняя эстетичность.

Плазменная резка

Аппаратура для проведения разрезания металлических заготовок с использованием плазмы функционирует по следующему принципу: к плазменной горелке поступают по шлангам воздух/газ с высокой скоростью и электрический ток для создания электрической дуги. При таком взаимодействии происходит ионизация газового потока. Температура образовавшейся плазмы может достигать показателя в 20 000 К. Разрезание металлической заготовки осуществляется в результате ее расплавления плазменной струей и последующего испарения (вымывания) высокоскоростным ионизированным потоком.

Как и все подобное оборудование, аппараты для плазморезки могут представлять собой большие и габаритные профессиональные установки для резки металла в промышленных масштабах и бытовые устройства – компактные и легкие, с инверторным блоком электропитания.

Достоинства плазменной резки трудно переоценить. Во-первых, с помощью плазмы можно качественно, быстро и с высокой точностью разрезать любые металлы. Во-вторых, никакой дополнительной обработки готовых деталей не требуется, так как разрез получается очень аккуратным. В-третьих, плазморезка позволяет проводить фигурный раскрой металлических листов. В-четвертых, ионизированный поток способен справиться с заготовками со стенкой до 200 мм – и это без возникновения температурной деформации разрезаемых поверхностей. Единственным минусом является то, что данный способ резки металла требует приобретения целого «арсенала» расходников, которые изнашиваются в два раза быстрее, чем расходные материалы для ручной сварки дугового типа. Помимо электродов потребуются диффузоры, сопла, направляющие и защитные колпаки.

Обзорная характеристика основных видов аппаратов для сварки

Желающему обуздать сварочное дело, либо уже опытному профессиональному сварщику всегда интересно знать, каким образом можно усовершенствовать работу, сделать ее проще и удобнее. В связи с этим выделим и рассмотрим основные виды сварочных аппаратов.

Виды аппаратов для сварки

Опираясь на конструктивные особенности, а также принцип действия современных сварочных аппаратов можно выделить определенные типы сварочных аппаратов.

Типы аппаратов для сварки:

  1. Сварочный трансформатор;
  2. Сварочный выпрямитель;
  3. Сварочный инвертор;
  4. Сварочный полуавтомат;
  5. Сварочный аппарат для аргонодуговой сварки;
  6. Сварочный агрегат.

Сварочный трансформатор

Трансформатор для сварки – аппарат, преобразующий электрический ток, регулирующий данный показатель для устойчивого питания электрической дуги.

На сердечнике-магнитопроводе такого аппарата размещается первичная и вторичная обмотки, которые находятся в неподвижном состоянии. Также одна обмотка может быть закреплена статично, в то время как другая свободно перемещаться по сердечнику относительно первой.

За счет подобного перемещения производится регулировка электрического тока. Другие способы регулировки сварочного тока также могут иметь место. Сварочный трансформатор работает в качестве понижающего трансформатора.

Достоинства и недостатки

Стоит выделить следующие преимущества трансформатора для сварки:

  • Конструктивная простота;
  • Простота использования;
  • Высокая надежность;
  • Низкая стоимость;
  • Легкость в обслуживании.
  • Значительные габариты;
  • Значительная масса.

Сварочный процесс достигается путем применения переменного тока, что негативно сказывается на качественном показателе сварного шва по окончании работы. Имеются некоторые сложные моменты в процессе удержания электрической дуги в работе. Аппарат трансформаторного типа применяется зачастую для соединения деталей из низколегированных сталей.

Сварочные выпрямители

Аппараты представляют собой источник питания, который состоит из трансформатора с регулирующим устройством, а также выпрямительного блока.

Принципиальная работа устройства основана на питании электрической дуги постоянным током, который протекает через вторичную обмотку и проходит через выпрямительный блок кремневых или селеновых выпрямителей. Чтобы получить ножную характеристику, устройство данного типа достаточно часто оснащается дополнительным дросселем.

Стоит отметить, что дуга подобных устройств обладает достаточной стабильностью, непрерывностью, с помощью чего сварщик получает возможность выполнять качественную сварку. Аппарат доступен для работы даже новичку в сварочном деле.

  1. Выпрямитель дает возможность производить качественную работу, при этом сварщику не обязательно иметь навыки;
  2. В условиях применения аппарат с необходимой комплектацией, а также оборудованием, устройство может соединять чугунные детали, и даже элементы цветных металлов;
  3. Стабильное горение дуги;
  4. Возможность соединения низколегированных и нержавеющих сталей.

Выпрямительный сварочный аппарат позволяет осуществлять работу с различными материалами, а, следовательно, является отличным помощником, как в хозяйстве, так и в профессиональной деятельности.

Сварочный инвертор

Сварочный аппарат инверторного типа – устройство, работающее с повышенной частотой.

Устройство создавалось для сварки в условиях стабильного напряжения, вызванного применение электрогенераторов, а также длинных соединительных проводов. Аппараты инверторного типа зачастую оборудованы защитой от перепадов напряжения сети, прилипания электродов. Доступна функция «горячий старт», облегчающая сварку. Также за отсутствием перегрева аппарата следит автоматический стабилизатор мощности.

Современные инверторы способны работать в условиях перепадов напряжений в диапазоне 160-270 В. Также стоит отметить, что многие из них оснащаются вентиляционной системой охлаждения. Таким образом, становится возможным использование устройства относительно сцепления тяжелых конструкций, при значительных нагрузках, в промышленных условиях. По сути, инвертор – универсальный сварочный аппарат.

  • Существенное повышение КПД источника питания за счет высокотехнологичной составляющее инвертора;
  • Незначительная масса и габариты;
  • Высокочастотные устройства дают возможность обеспечивать отличные технологические свойства, а также предел регулирования;
  • Высокая устойчивость электрической дуги;
  • В результате сварки производится качественный и ровный сварной шов;
  • Возможность работы с широким диапазоном токов;
  • Возможность работы в условиях высокой нагрузки;
  • Простота и удобство применения;
  • Способность сварки помощью всех известных типов электродов.

Аппарат инверторного типа допускает возможность эксплуатации в профессиональной, любительской деятельности.

Полуавтомат

Сварочный полуавтомат эксплуатируется с помощью постоянного или импульсного тока в среде защитных газов, либо с применением специализированной проволоки без участия газовой среды.

Из механизма подачи электродная проволока поступает посредством гибкого шланга в держатель, который находится в руке сварщика. В одно время с проволокой по рукаву подается защитный газ (аргон, углекислый газ или их смесь). Отсутствие необходимости баллона при использовании специальной защитной проволоки вполне допустимо.

  • Высококачественный сварной шов;
  • Незначительные брызги;
  • Высокая производительность;
  • Возможность сваривания тонких металлов.

Аппараты широко применяются при ремонте автомобилей. Типы аппаратов при кузовных работах позволяют не снижать стойкость к коррозии, а также прочность. Качественный шов после работы аппаратом не испытывает потребность в очистке от окалины флюса.

Аппарат для аргонодуговой сварки

Аппарат данного типа в работе применяет вольфрамовые неплавящиеся электроды, а в роли защитного газа выступает аргон, либо гелий.

Во время сварки может применяться присадочная проволока. Установка аргонодуговой сварки работает на постоянном токе, переменном или импульсном. Скрепление деталей достигается путем использования вольфрамовых неплавящихся электродов. Защищающая газовая среда – аргон или гелий. Основное предназначение аппарата – сварка нержавеющих сталей, алюминия, латуни, меди, титана, а также сплавов магния.

Достоинства и недостатки

  • Исключительное качество сварного шва;
  • Возможность сварки различных металлов и сплавов.
  • Сложность настройки аппарата;
  • Требования к квалификационному уровню сварщика.

Если имеется необходимость сварки цветных металлов наряду с высоким профессионализмом, аппарат предназначен именно для Вас.

Сварочные агрегаты

Сварочный агрегат – аппарат с автоматическим питанием. В некоторых случаях сварочный агрегат — достаточно выгодное устройство.

Конструкция аппарата содержит достаточно сложное электромеханическое устройство, которое объединяет в себе двигатель внутреннего сгорания, мощный генератор, механическую энергию, полученную за счет вращения коленчатого вала двигателя, а также необходимые системы обеспечения его эксплуатации.

Механическая энергия, полученная за счет вращения коленчатого вала двигателя, преобразуется генератором в требуемый параметр (электрический ток) посредством выпрямителя. Показатели выпрямителя, в свою очередь, отвечают за стабильность горения сварочной дуги.

Достоинства и недостатки

  • Возможность использования при отсутствии централизованного электрического снабжения;
  • Высокое качество сварки.
  • Значительные габариты;
  • Большая масса;
  • Сложность использования.

Применения в бытовых условиях сварочного генератора достаточно неудобно. Однако в условиях отсутствия электроэнергии генератор – незаменимый аппарат.

Разновидности сварочных аппаратов

В результате развития и совершенствования сварочных технологий, появились десятки различных способов сваривания металлических изделий. Отличия каждого вида определяются таким фактором, как необходимость создавать неразъёмные соединения материалов, имеющих самые разнообразные свойства.

Определённая технология, с успехом применяемая к одному виду материалов, оказывается совершенно неприемлемой для других. Необходимость выбирать способы сварки и виды сварочного оборудования в каждом конкретном случае диктуется также различием эксплуатационных требований, предъявляемых к той или иной конструкции.

Принцип деления

Классификация применяемых сегодня видов сварочных аппаратов, реализующих всё многообразие технологических процессов, может быть построена на основе нескольких базовых свойств, к которым следует отнести:

  • вид источника тока для осуществления сварочного процесса;
  • использование различных видов защитных сред для оптимизации образования сварочного соединения;
  • степень автоматизации сварочного процесса.

Все это относится к электросварке. А кроме нее существует газосварка, лазерная, диффузионная, и многие другие виды. Но сварочные аппараты, работающие за счет действия электрического тока, наиболее распространены на мелком, крупном производстве и в быту.

Трансформаторы

Трансформаторные устройства находятся у самых истоков сварочных технологий. На их основе строятся распространённые виды сварочных аппаратов, по сей день имеющие весьма широкое применение, как на производстве, так и в быту.

Конструктивно такой аппарат представляет собой обычный понижающий трансформатор, имеющий две обмотки. Первичная обмотка может быть рассчитана на напряжение 220 вольт, либо на напряжение 380 вольт.

В первом случае выводы трансформатора подключаются к фазному и нулевому проводам электрической сети. Такие сварочные аппараты чаще всего встречаются в компактном исполнении, имеют относительно небольшую мощность и предназначены для работы в бытовых условиях.

Выводы трансформаторов второго вида подключаются к двум фазным проводам, выпускаются в более широком диапазоне мощностей и предназначены для производственного применения.

Напряжение вторичной обмотки сварочного трансформатора в режиме холостого хода составляет 40 – 60 вольт. Регулирование тока сварки может осуществляться несколькими способами.

Наиболее распространён метод, связанный с плавным изменением величины воздушного зазора в стальном сердечнике трансформатора. Регулирование осуществляется вращением рукоятки, связанной с ходовым винтом, по которому перемещается подвижная часть магнитопровода.

Аппараты с регулированием тока путём переключения отпаек вторичной обмотки менее удобны. Регулирование имеет дискретный характер, возможно в небольшом диапазоне. Кроме этого, при переключении отпаек изменяется напряжение холостого хода, что может затруднять зажигания дуги.

Существует универсальный способ, заключающийся в применении балластного сопротивления, включаемого в сварочную цепь. Регулятор представляет собой проводник из нихрома или другого материала с большим удельным сопротивлением.

Выпрямители

Этот вид аппаратов является источником выпрямленного тока. Сварка, выполняемая на постоянном токе, имеет более стабильные параметры дуги, сварной шов, выполняемый этим способом, выглядит более ровным.

Сварочный выпрямитель состоит из трансформатора и собственно выпрямителя в виде мощных диодов, собранных по мостовой схеме. Трансформатор в таких аппаратах обычно используется трёхфазный, подключаемый к сети 380 вольт.

Вторичное выпрямленное напряжение трансформаторов этого вида обладает малым уровнем пульсаций, хорошо удерживает электрическую дугу.

Выпрямители продолжают пока удерживать лидерство по количеству аппаратов, используемых на производстве для ручной сварки. В крупных цехах обычно прокладываются специальные магистрали, к которым подключены сварочные посты – отдельные рабочие места сварщиков.

Питается магистраль от мощного выпрямителя. Регулирование сварочного тока в таких системах осуществляется индивидуально на постах с использованием балластных сопротивлений.

Генераторы

Сварочные аппараты, самостоятельно генерирующие ток, предназначены для работы в полевых условиях при отсутствии источников электропитания. Представляют собой агрегаты, в которых трёхфазный генератор переменного тока объединён с приводным двигателем внутреннего сгорания.

Выходное переменное напряжение выпрямляется диодным мостом. Такими генераторами комплектуются специализированные машины технической помощи, мощные агрегаты монтируются на автомобильных прицепах.

Современная промышленность выпускает агрегаты мощностью до 10 кВт, габариты и вес которых позволяет перевозить их в багажнике легкового автомобиля.

Инверторы

Появление аппаратов этого вида открыло ряд новых возможностей в сфере сварочного производства. Использование инверторной технологии позволило кардинально уменьшить размеры и вес, а также получить качественно новые характеристики сварочных аппаратов.

В аппарате инверторного типа сетевое напряжение подвергается ряду преобразований. На первом этапе происходит выпрямление и сглаживание пульсаций фильтрующим конденсатором.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает в инвертор, являющийся главной частью аппарата. Инвертор построен на мощных IGBT транзисторах, переключение которых создает на его выходе напряжение с частотой, достигающей нескольких десятков килогерц.

На выходе инвертора установлен высокочастотный трансформатор, понижающий напряжение до уровня, требуемого для осуществления сварочных работ. Сниженное напряжение выпрямляется и поступает на выходные клеммы сварочного аппарата.

Смысл описанных преобразований заключается в том, что трансформатор, предназначенный для таких высоких частот, буквально на порядок меньше и легче, чем работающий на промышленной частоте при той же мощности.

То же можно сказать и о фильтровых конденсаторах и дросселях. Появление сварочных инверторов привело к тому, что аппарат, имеющий размеры небольшого чемоданчика, легко переносимый на плечевом ремне, способен выполнять те же операции, что и выпрямитель, весящий сотню килограммов.

Существуют различные виды инверторов, питающихся от однофазной или трёхфазной сети. Трёхфазные аппараты ориентированы на промышленное применение, однофазные разновидности преобразователя используются в аппаратах бытового назначения.

Виды аппаратов, осуществляющих сварку в защитной среде

Газы и пары воды, содержащиеся в воздухе, негативно сказываются на качестве сварочного шва. Поэтому применяют технологии и сварочные аппараты, создающие защитную среду в зоне сплавления металлов.

Сварка в инертных газах

Роль инертных газов играют такие вещества, как аргон, гелий или их смесь. Инертные газы, поступающие под давлением в зону сварки, вытесняют воздух, препятствуя окислению и азотированию образующегося сварного шва. Применение инертных газов позволяет сваривать такие материалы, атмосферная сварка которых затруднена или невозможна.

Аппараты, осуществляющие сварку в защитной среде, различаются по виду применяемых электродов, которые могут быть плавящимися в процессе сварки и неплавкими.

Технические характеристики некоторых инверторных аппаратов позволяют осуществлять несколько видов сварочных процессов. Для этих целей инверторные аппараты комплектуются набором аксессуаров – держателей электродов и горелок.

Сварка в среде активных газов

К такому виду сварочного процесса относится сварка в углекислом газе, которая является разновидностью сварки под флюсом. Преимущество использования углекислого газа вместо порошкового флюса заключается в хорошей видимости протекающего процесса сварки, позволяющей вести за ним эффективный контроль. Обычно функции сварки в инертной и активной среде объединены в одном виде инверторных аппаратов.

Ручные и автоматизированные устройства

Сварочные аппараты могут существенно упрощать работу, если снабжать их некоторыми автоматическими функциями. В зависимости от степени автоматизации аппараты подразделяют на три вида.

Для ручной дуговой сварки

К этому виду электросварочных аппаратов относятся упомянутые выше трансформаторы и выпрямители, а также большой сегмент инверторных преобразователей.

Ручная электросварка характеризуется применением штучных сменяемых электродов, обычно покрытых специальным составом. Химический состав электродных покрытий зависит от того, для сваривания каких материалов и каким видом тока (переменный, постоянный) предназначен электрод.

Для полуавтоматической сварки

Так называется вид аппаратов, использующих в качестве электрода специальную сварочную проволоку, намотанную на катушку. Полуавтоматы отличаются тем, что в процессе сварки подача проволоки осуществляется автоматически, и сварщику остаётся только управлять дугой и визуально контролировать образование шва.

Полуавтоматические инверторы объединяют в себе возможность работать в среде защитных газов. Подача газа происходит по тем же соединительным шлангам, что и подача сварочной проволоки.

Следует заметить, что некоторые инверторные аппараты обладают такой универсальностью, что могут быть использованы для ручной сварки, полуавтоматической сварки в защитных средах и сварки неплавким электродом в аргоне.

Полная автоматизация

Эти аппараты автоматически контролируют процесс сварки. Подобно полуавтоматам используют сварочную проволоку и подачу защитных газов.

В основе современных конструкций таких аппаратов лежит инверторная технология. Конструкция рабочих органов автоматических аппаратов для сварки может быть различной – от перемещающейся вдоль шва на тележке сварочной головки до размещения её на манипуляторе, позволяющем варить швы любой конфигурации из любого положения.

Полностью автоматизированная сварка используется на крупных сборочных конвейерах.

Классификация сварочных аппаратов. Виды и типы аппаратов для сварки.

Сварка как способ неразъемного соединения металлов вошла в нашу жизнь немногим более ста лет назад, однако переоценить ее значение сегодня невозможно. С помощью сварки выполняется значительное количество разнообразных работ в различных областях, от микроэлектроники до изготовления многотонных конструкций. Поскольку металлы и сплавы могут иметь различную форму, размер и химический состав, разработано множество соответствующих технологий, инструментов и приспособлений. Но основным методом давно и заслуженно считается электрическая сварка (а иногда и резка) металлов, в первую очередь низколегированных сталей. Среди достоинств электросварки — быстрое и надежное соединение материалов с минимальными затратами. Однако при необходимости с помощью сварочного аппарата можно и разрезать металл, причем даже в труднодоступных местах, куда другой инструмент просто не подлезет. В последние десятилетия сварочные аппараты изготавливают с применением электронных компонентов, что значительно уменьшило их массу и габариты и позволило еще более расширить их применение в быту.

Давайте же разберемся какие бывают виды сварочных аппаратов и по каким признакам их различают.

ИСТОЧНИКИ СВАРОЧНОГО ТОКА

Это основная деталь любого сварочного аппарата, преобразующая напряжение сети в постоянный или переменный ток с заданными параметрами. Виды сварочных аппаратов по типу источника тока классифицируются на:

Сварочные трансформаторы. Традиционный и в то же время конструктивно самый простой источник сварочного тока. Основным его узлом является собственно трансформатор, понижающий сетевое напряжение до сварочного. Регулируют силу тока различными методами, самый распространенный из которых — изменение расстояния между первичной и вторичной обмотками. Все трансформаторы имеют одну общую особенность — выдают на выходе переменный ток. Чтобы варить с помощью «транса» цветные металлы или улучшить стабильность горения дуги, необходимо вводить в конструкцию дополнительные тяжелые и громоздкие элементы, да и сам трансформатор весит прилично. При этом для выполнения ответственных работ требуются специальные электроды для переменного тока.

КПД трансформатора довольно высок (до 90 %), но часть энергии уходит на нагрев. Для охлаждения в современных моделях применяют вентиляторы также значительной мощности: ведь охладить надо устройство в несколько десятков, а то и сотен килограммов весом. В настоящее время этот вид источников сварочного тока применяется нечасто, но у трансформаторов, помимо КПД, есть еще два важных достоинства: невысокая цена и долговечность, из-за которых они до сих пор пользуются спросом.

Сварочные выпрямители. Выпрямителями называют аппараты, преобразующие переменный ток в постоянный. Они состоят из понижающего трансформатора, выпрямительного (диодного) блока, а также устройств регулировки, пуска и защиты. Такая конструкция, хотя и сложнее трансформатора, но обеспечивает гораздо более стабильные выходные характеристики сварочного тока и электрической дуги. Качество шва в конечном счете тоже гораздо выше. Цена выпрямителей не сильно отличается от цены трансформаторов, надежность также на высоте: ломаться в них практически нечему.

Основные недостатки такие же, как у трансформатора — высокий вес, сложность работы, сильная «просадка» напряжения в сети в процессе сварки.

Инверторы. Это наиболее современный тип сварочного аппарата. В отличие от обычных сварочных аппаратов, у которых силовой трансформатор работает на частоте сетевого напряжения 50 Гц, сварочный инвертор использует ток высокой частоты (несколько десятков килогерц). При этом для передачи необходимой энергии требуется трансформатор гораздо меньших размеров и массы, а сварка проходит при постоянном токе хорошего качества, что сказывается и на качестве шва. Обычный сварочный трансформатор на 160 А весит не менее 18 кг, а силовой трансформатор сварочного инвертора на 160 А весит не более 300 граммов и по размерам сравним с пачкой сигарет, при этом вес всего инвертора, с корпусом и всей электроникой, составляет 3–7 кг. Инвертор состоит из выпрямителя, сетевого фильтра, преобразователя в переменное напряжение высокой частоты, сварочного трансформатора, еще одного выпрямителя и управляющей схемы. Сварочный инвертор имеет значительно более широкий, чем у обычного аппарата, диапазон регулировки сварочного тока, что особенно важно при сварке тонкими электродами. Еще один «плюс» — у инверторов, как правило, эта регулировка гораздо точнее и выходные параметры намного стабильнее, что сильно упрощает подбор оптимального режима работы.

Все инверторные аппараты производятся по одной из двух технологий — MOSFET или IGBT.

Технология MOSFET была разработана примерно полвека назад, IGBT — более современная и экономичная — имеет множество преимуществ по сравнению с MOSFET. В Европе, где нормативы по энергопотреблению ужесточаются с каждым годом, найти в продаже MOSFET-инверторы уже невозможно. У нас они пока встречаются довольно часто. Инверторы MOSFET хорошо отработаны, стоят обычно дешевле и, невзирая на больший вес и габариты, все еще достаточно популярны, особенно для выполнения простых работ по сварке черных металлов. Производство компонентов MOSFET обходится дешевле, но и требуется их больше: в инверторе на 200 А можно встретить до 24 одинаковых силовых транзисторов MOSFET и в разы меньшее количество транзисторов IGBT (обычно около десятка). Инверторные аппараты IGBT способны работать при значительно большей частоте (60–85 кГц), чем MOSFET, что еще более снижает вес аппарата. Температура срабатывания термозащиты у IGBT-транзисторов составляет порядка 90 °С против 60 °С у MOSFET, это напрямую влияет на продолжительность непрерывной работы инвертора. Что касается ремонтопригодности, тут мнения «сервисменов» кардинально различаются. Некоторые считают, что компактный и имеющий меньшее количество деталей и силовых транзисторовинвертор чинить проще, другие — что более ремонтопригоден аппарат, выполненный по технологии MOSFET, с более крупными деталями и свободной компоновкой.

К тому же производители выпускают различные IGBT-аппараты, порой со сложной компоновкой и трудным доступом к отдельным деталям. В любом случае, если придерживаться мнения «чем меньше деталей — тем меньше вероятность поломки», следует обратить внимание на инверторы IGBT, к тому же за счет отличных параметров сварочного тока они лучше варят не только черные металлы, но и чугун, и нержавейку. Лидером производсва инверторных сварочных аппаратов является компания Линкольн Электрик(Lincoln Electric).

За счет использования в инверторах электронной системы управления с помощью обратных связей, можно получить выходные характеристики, подходящие для любого способа сварки. Наиболее важны функции Hot Start, Arc Force и Anti-Stick. В начале работы электроника обеспечивает дополнительный импульс тока, что облегчает поджиг дуги (функция Hot Start). Если электрод слишком быстро приближается к детали, функция Arc Force увеличивает сварочный ток, препятствуя залипанию. При залипании ток снижается или отключается, исключая возможность «приморозить» электрод (функция Anti-Stick).

В той или иной мере эти функции присутствуют во всех инверторах,в более дорогих моделях есть возможность их регулировки (например, Hot Start при сварке тонких листов металла не нужен, проще его уменьшить или вовсе отключить).

Недостатки у инверторов тоже есть, но таковыми их назвать можно с большой натяжкой. Следует различать использование инвертора в быту или на производстве.

Основной враг электронных схем — влага и пыль, особенно металлическая. Поэтому не рекомендуется включать его в запыленных помещениях и особенно работать «болгаркой» рядом с включенным инвертором.

Разумеется, при дожде работы следует прекращать, это запрещено правилами техники безопасности, и не только потому, что вредно для аппарата. Профессиональные модели лучше защищены от пыли и влаги, но и стоят соответственно. В любом случае время от времени аппарат нужно открывать и тщательно продувать сжатым воздухом.

Электроника чувствительна к качеству тока, поэтому в схему инверторов включают различные элементы защиты: датчики перегрева, предохранители, иногда — устройства отключения при падении напряжения ниже допустимого уровня, впрочем, практически все аппараты могут работать при напряжении от 170 до 250 В. Для защиты от резкого скачка напряжения (выше 270 В) многие производители устанавливают варисторы («таблетки»), раскалывающиеся при резком повышении напряжения. После этого поврежденный варистор следует заменить, этот ремонт прост и недорог. Если планируется автономная работа от электрогенератора, необходимо подбирать аппарат со встроенным компенсатором перепадов напряжения питающей сети. О его наличии производители предупреждают отдельно, без него инвертор может быстро выйти из строя.

Аппарат не следует хранить зимой в неотапливаемом помещении — электроника требует бережного отношения.

Есть и еще один «недостаток»: работать на трансформаторе или выпрямителе гораздо сложнее, чем на инверторе, зато научившийся работать на «трансе» без проблем перейдет на инвертор, а вот обратный переход гораздо сложнее — придется доучиваться.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СВАРОЧНОГО АППАРАТА

Очень важным параметром при работе сварочного аппарата, независимо от его устройства, является продолжительность включения (ПВ) при различных значениях сварочного тока. Тут у разных производителей разные методики измерений. В европейском стандарте EN 60974-1 принимается во внимание продолжительность сварки при температуре 40 °C до первой остановки аппарата от перегрева, и ПВ высчитывается исходя из отношения этого времени к 10-минутному рабочему циклу. При более приближенных к реальности условиях по методике итальянской компании Telwin (t = 20 °C, работа с перерывами) учитывается в первую очередь количество электродов, которые можно использовать за этот период времени. Разумеется, ПВ, рассчитанный по второй методике, заметно выше и при выборе аппарата надо уточнить, как именно его считали. Впрочем, в процессе работы редко приходится жечь подряд несколько электродов на полной мощности без перерыва, и аппарат с заявленным «европейским» ПВ в 10–20 % будет работать до отключения столько же, сколько с 60–80 %-ным ПВ, рассчитанным по «телвиновской» методике.

Важным параметром и первым, на что обычно обращают внимание, считается диапазон изменения сварочного тока. Он косвенно указывает на мощность аппарата. Чем она больше, тем большего размера электрод можно установить и тем больше будет ПВ при работе небольшими электродами при равной силе тока. Для бытовых целей и работы ходовым 3-миллиметровым электродом всем видам трансформаторов с лихвой хватает максимальной мощности в 150 А, для инверторов — и того меньше, при этом токе они спокойно варят «четверкой». Следует учитывать, что на коробке с электродами обычно указывают рекомендуемые токи при работе с трансформаторами или выпрямителями, инвертор при таких токах уже может резать металл.

Еще один важный параметр — ток холостого хода. Он может находиться в пределах 60–85 В: чем выше, тем проще зажечь дугу.

Некоторые модели сварочных аппаратов способны функционировать совместно с устройствами для сварки аргоном, выпускаются также модели, работающие в полуавтоматическом режиме (сварка проволокой). Для бытового применения они не очень интересны — подобные опции требуются редко, а стоимость их гораздо выше, чем у простых моделей. Но если планируется работа на профессиональном уровне с различными видами металлов и тонкими листами, эти функции будут весьма полезны.

ВИДЫ СВАРКИ

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом (ММА). Это наиболее популярный вид сварки, при котором роль электрода играет проволока, покрытая обмазкой.

В процессе плавления проволока соединяет свариваемые детали, а обмазка (шлак) защищает сварочную ванну от воздействия кислорода, также способствуя улучшению характеристик дуги и качества шва. Чаще всего таким образом сваривают черные металлы, чугун и некоторые виды цветных металлов и сплавов, однако добиться хорошего соединения в последнем случае довольно трудно: легкоплавкие компоненты сплавов выгорают, и соединение получается не слишком качественным.

Ручная сварка в среде защитных газов (TIG). Наиболее часто в качестве газа применяют аргон с небольшой примесью кислорода, чтобы выжечь грязь и окислы в процессе работы, а сварка проводится неплавящимся графитовым или вольфрамовым электродом. В качестве присадки используют прутки из того же материала, что и свариваемые детали. Качество шва при таком методе очень высокое, легкоплавкие компоненты сплавов и легирующие добавки не выгорают, сварочная ванна защищена от кислорода воздуха, образование шлака практически исключено. Сваривание почти всегда производится на постоянном токе прямой полярности, только для алюминия более подходит переменный ток или обратная полярность: так лучше разрушается оксидная пленка. Несмотря на то что такой способ довольно дорог и не отличается высокой скоростью работы, он достаточно популярен и порой незаменим для сварки любых металлов в случае малых объемов работ либо если автоматизировать процесс по разным причинам не удается.

Полуавтоматическая сварка. При ней в роли электрода обычно выступает сварочная проволока, автоматически подающаяся в зону сварки, хотя возможна и сварка неплавящимся электродом. Аппарат при этом перемещают вручную. Сварка производится постоянным или импульсным током, различают сварку в среде инертных (MIG) или активных (MAG) защитных газов и сварку порошковой проволокой — тогда газ не требуется. Для крупных объемов наплавляемого металла целесообразнее ММА-сварка. Сфера работы полуавтоматов — сварка тонких листов, высоколегированных сталей, цветных металлов, а также промышленное применение.

ДРУГИЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ СВАРКИ

Помимо трех перечисленных основных методов сварки, используются и другие, особенно в промышленном производстве. Кратко опишем некоторые из них.

Плазменная сварка. Источником теплоты здесь служит плазменная струя, получаемая при ионизации рабочего газа между электродами, одним из которых может быть свариваемое изделие, либо оба электрода находятся в плазменной горелке — плазмотроне. Оба эти способа в промышленном производстве применяются чаще для наплавки и резки, чем для собственно сварки.

Контактная сварка. При ней соединенные заготовки или их соприкасающиеся участки прижимаются друг к другу, разогреваются электричеством до состояния пластического деформирования, а затем дополнительно сжимаются. Среди большого количества разновидностей контактной сварки можно выделить точечную, стыковую, рельефную и шовную.

При точечной сварке свариваемые детали соединяются внахлест, зажимаются между двумя электродами, затем включается импульс тока небольшого напряжения (несколько вольт) и значительной силы, до нескольких тысяч ампер. Таким образом, между деталями образуется сварная точка или сразу две, если электроды подводятся с одной стороны, а с другой подложена токопроводящая подкладка. Контактная сварка требует хорошей подготовки поверхностей, пригодна для многих металлов и сплавов, особенно популярна для сварки тонких листов. Коробление листов при этом невелико, качество (при должных параметрах сварки) также на высоте. Именно так, например, собирают автомобильные кузова на заводе. Метод хорошо поддается автоматизации, но может использоваться и в ручном режиме.

ЗАЩИТА СВАРЩИКА

Сварочный процесс сопровождается большим количеством опасных и вредных факторов: высокой температурой раскаленного металла и шлака, ярким свечением дуги в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, выделением токсичных газов и аэрозолей. При работе с электрическими аппаратами несоблюдение правил техники безопасности чревато риском поражения электрическим током. Поэтому необходимо позаботиться о приобретении маски и защитной одежды.

Сварочная маска или щиток. Это самый необходимый элемент, предназначенный для защиты глаз и лица. Изготавливается чаще всего из пластика или электрокартона (фибры). Щиток приходится держать одной рукой, маска крепится на голову. В конструкцию фильтра согласно ГОСТу должны входить защитное стекло и подложка из оргстекла. В качестве фильтра применяется либо затемненное стекло, либо фильтр «хамелеон», автоматически затемняющийся при возникновении дуги. «Хамелеон» гораздо удобнее, но и стоит дороже. В зависимости от условий сварки применяются стекла различной степени затемненности, в «хамелеоне» она почти всегда регулируется. Для сложных условий работ изготавливаются маски с фильтрами для дыхания или системой подачи воздуха снаружи, а также с возможностью крепления каски и наушников.

Одежда и другие средства защиты. Одежда и перчатки должны быть изготовлены из слабогорючих и нетлеющих тканей вроде брезента, прорезиненных материалов или кожи. Обувь тоже желательна «погрубее», ведь кроме искр и капель металла, на ногу можно случайно уронить железку. Наиболее практичны для этой цели ботинки из толстой кожи или резиновые сапоги. Вся одежда при работе должна быть застегнута и пригнана с таким расчетом, чтобы исключить попадание капель расплавленного металла в ее складки и защитить все участки кожи от вредного воздействия сварочной дуги. Для обеспечения электробезопасности используются коврики из резины или подобных диэлектрических материалов.

Не нужно забывать также и о других средствах защиты — исправность оборудования, наличие заземления, надежная фиксация сварочных проводов в аппарате и целостность их изоляции, надежный электрический контакт обратного провода на детали и т.п. Наконец, не стоит упускать из виду и надежное закрепление свариваемых деталей. Если правильно организовать рабочее место и работать, сообразуясь со своими возможностями и без спешки, тогда и работа, и результат будут только радовать.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о