Полимерные 

Современные сварочные аппараты - обзор. Современные технологии сварки и их применение

Одно из важнейших ремесел для человека. С помощью сварочных технологий нам удается создавать по-настоящему удивительные вещи: от простейших бытовых приборов до космических ракет. В этой статье мы расскажем, как происходит сварка, какие существуют виды сварки и их краткая характеристика.

Что такое сварка? Каковы основы сварки? Эти вопросы задаю многие начинающие умельцы. По сути своей, сварка - это процесс соединения разных металлов. Соединение (его также называют ) формируется на межатомном уровне с помощью нагрева или механической деформации.

Теория сварки металлов очень обширна и невозможно в рамках одной статьи описать все нюансы. Также как невозможно описать все способы сварки металлов, поскольку на данный момент способов около сотни. Но мы постараемся кратко классифицировать методы сварки, чтобы новички не запутались.

Итак, на данный момент возможна термическая, термомеханическая и полностью механическая сварка деталей из металла или других материалов (например, или стекла). При выборе способа сварки учитывается каждый нюанс: толщина деталей, их состав, условия работы и прочее. От этого зависит технология сварки металла.

Термическая сварка - это процесс соединения деталей только с помощью высоких температур. Металл плавится, образуется надежное . К термическим методам относится, например, и (о них мы поговорим позже).

Термомеханическая сварка - это процесс соединения деталей с помощью высоких температур и механического воздействия, например, давления. К такому типу принадлежит . Деталь нагревается не так сильно, как в случае обычной термической сварки, а для формирования шва используется механическая нагрузка, а не плавление металла как такового.

Механическая сварка - процесс соединения деталей без применения высоких температур и вообще тепловой энергии. Здесь ключевой элемент - механическое воздействие. К такому типу относится , ультразвуковая сварка или соединение деталей трением.

Также существует классификация способов сварки по техническим признакам. Используя такую классификацию можно довольно кратко описать все имеющиеся типы сварки. Они делятся на:

  • Сварку в защитной среде (для защиты может использоваться , инертный газ, активный газ, вакуум, защита может быть комбинированной и состоять из нескольких материалов сразу).
  • Сварку прерывистую и непрерывную.
  • Сварку ручную, механизированную, полуавтоматическую, автоматическую, роботизированную.

Если вы ранее не сталкивались со сваркой и все перечисленное выше кажется чем-то запутанным и непонятным, то не беспокойтесь. Далее мы расскажем, какие самые популярные методы сварки используются в домашних и промышленных условиях.

Вам будем дана характеристика основных видов сварки и некоторые особенности, которые нужно учесть. Кстати, многим видам сварки мы посвящали отдельные статьи, которые вы можете прочесть, открыв рубрику « » на нашем сайте.

Ручная дуговая сварка с применением неплавящихся электродов

Способ разных металлов с применением неплавящихся электродов - один из самых популярных методов как среди домашних умельцев, так и среди профессионалов своего дела. Ручная дуговая сварка - это вообще один из древнейших способов сварки. Благодаря большому для дуговой сварки такой метод стал доступен широкому кругу сварщиков.

Электрод - это стержень, выполняющий роль проводника тока. Он может быть изготовлен из различных материалов и иметь специальное покрытие.

Технология дуговой сварки крайне проста: детали подгоняют друг к другу, затем электродом постукивают или чиркают о поверхность металла, зажигая сварочную . В качестве основного оборудования используют сварочные инверторы.

Для сварки инвертором выбирают неплавящиеся электроды, сделанные из , вольфрама или . Во время сварки электрод нагревается до высокой температуры, плавя металл и образуя сварочную ванну, в которой как раз и формируется шов. Такой метод используют для сварки цветных металлов.

Ручная дуговая сварка с применением плавящихся электродов

Виды сварки плавлением металла не заканчиваются на применении неплавящихся стержней. Для работы также можно использовать плавящиеся электроды. Технология сварки металла с использованием плавящихся стержней такая же, что и при работе с неплавящимися материалами.

Отличие лишь в составе самого электрода: плавящиеся стержни обычно изготавливаются из легкоплавких металлов. Такие стержни также пригодны для сварки в домашних условиях. Здесь шов образуется не только за счет расплавленного металла детали, но и за счет расплавленного электрода.

Дуговая сварка с использованием защитного газа

Способ дуговой сварки разных металлов с использованием защитного газа выполняется с помощью плавящихся и неплавящихся электродов. Технология сварки такая же, как и при классической ручной дуговой сварке. Но здесь для дополнительной защиты сварочной ванны в зону сварки подается специальный защитный газ, поставляемый в баллонах.

Дело в том, что сварочная ванна легко подвержена негативному влиянию кислорода и под его воздействием шов может окислиться и получиться некачественным. Газ как раз и помогает избежать этих проблем. При его подаче в сварочную зону образуется плотное газовое облако, не дающее кислороду проникнуть в сварочную ванну.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа

Автоматическая и с применением флюса или - это уже более продвинутый способ соединения металлов. Здесь часть работ механизирована, например, подача электрода в сварочную зону. Это значит, что сварщик подает стержень не с помощью рук, а с помощью специального механизма.

Автоматическая сварка подразумевает механизированную подачу и дальнейшее движение электрода, а полуавтоматическая подразумевает только механизированную подачу. Дальнейшее движение электрода сварщик осуществляет вручную.

Здесь защита сварочной ванны от кислорода просто обязательна, поэтому используется газ (по аналогии с дуговой сваркой с применением газов) или специальный . Флюс может быть жидким, пастообразным или кристаллическим. С помощью флюса можно значительно улучшить качество шва.

Прочие методы соединения металлов

Помимо традиционных способов сварки в современной промышленности применяются методы, позволяющие соединить уникальные металлы. Зачастую такие металлы обладают ярко выраженными химическими или тугоплавкими свойствами, отчего привычные способы сварки не подходят для их соединения. Конечно, такие металлы не используются в домашней сварке, но они широко применяются для создания ответственных деталей на крупном производстве.

Мы расскажем про виды сварки плавлением, когда суть сварки заключается в подаче большого количества тепла на маленький участок сварки. К таким методам относится лазерная сварка и плазменная сварка.


металлов выполняется с помощью автоматического и полуавтоматического оборудования. Такой процесс сварки может быть полностью роботизирован и не требует присутствия человека. Здесь деталь нагревается, а затем и плавится под воздействием тепла, исходящего от лазерного луча и направленного в определенную точку.

Тепло концентрируется строго в одной точке, позволяя сваривать очень мелкие детали размером менее одного миллиметра. Также с помощью призмы лазер можно расщепить и направиться в разные стороны, чтобы сварить несколько деталей сразу.

Металлов выполняется с применением ионизированного газа, называемого плазмой. Газ струёй подается в сварочную зону, образовывая плазму. Она работает в связке с вольфрамовым электродом и газ нагревается за счет электрической дуги.

Сам ионизированный газ обладает свойством проводника тока, поэтому в случае плазменной сварки именно плазма является ключевым элементом в рабочем процессе. Также плазма активно защищает сварочную ванну от негативного влияния кислорода. Такой метод сварки используется при работе с металлами, толщиной до 9 миллиметров.

Технологический процесс сварки

Мало знать способы сварки, нужно еще понимать, какие необходимы документы на сварку и из каких этапов состоит сварочный процесс. Конечно, это справедливо только в отношении профессиональных сварщиков, выполняющих работу в цеху или на производстве. Вам это не нужно, если вы собираетесь варить забор на даче, но дополнительные знания тоже не помешают.

Итак, вот наше краткое описание технологического процесса сварки:

  1. Разработка чертежа
  2. Составление технологической карты
  3. Подготовка рабочего места сварщика и подготовка металла
  4. Непосредственно сварка
  5. Очистка металла
  6. Контроль качества

Сам по себе техпроцесс - это полное описание этапов сварки. Технический процесс разрабатывается после того, как будут готовы чертежи будущей металлоконструкции. Чертеж делают, опираясь на (ГОСТы, например), при этом во главу ставят качество будущей конструкции и разумную экономию.

Технологический процесс сварки оформляется на специально разработанных для этого бланках. Стандартный бланк для описания техпроцесса называется «технологическая карта». В технологической карте и описываются все этапы производства. Если производство серийное или крупномасштабное, то изложение может быть довольно подробным, с описанием каждого нюанса.

В технологическую карту заносят тип металла, из которого изготовлены детали, способы сварки металлов, используемые для соединения этих деталей, применяемое для этих целей сварочное или иное оборудование, типы присадочных материалов, электродов, газов или флюсов, используемых в работе. Также указывается последовательность формирования швов, их размеры и прочие характеристики.

Также в технологической карте указывают , их диаметр, скорость их подачи, скорость сварки, количество слоев у шва, рекомендуемые (параметр полярности и величины сварочного тока), указывают марку флюса. Перед самой сваркой детали тщательно подготавливают, очищая их от коррозии, загрязнений и масла. Поверхность металла обезжиривают с помощью растворителя. Если у детали есть значительные видимые дефекты (например, трещины), то она не допускается к сварке.

После сварки предстоит контроль сварочных швов. Этой теме мы посвятили , но здесь кратко расскажем об основных методах контроля. Прежде всего, применяется визуальный контроль, когда сварщик может сам определить наличие дефектов у сварочного соединения. Специалистами проводится дополнительный контроль с помощью специальных приборов (это может быть магнитный контроль, радиационный или ультразвуковой).

Конечно, не все дефекты считаются плохими. Для каждых сварочных работ составляется перечень с дефектами, которые допустимы и не сильно повлияют на качество готового изделия. Контролером может быть сварщик или отдельный специалист. Его имя обязательно указывается в документах, он является ответственным лицом на этапе контроля.

Вместо заключения

В этой статье мы рассказали самое основное. Конечно, мы не сможем перечислить и описать все виды сварочных работ в рамках одной этой статьи, но на нашем сайте вы можете найти материалы, где мы рассказываем все о сварке и объясняем основы сварки различных металлов.

Один из видов неразъемных соединений металла - сварочный шов. Образуется при локальном нагреве места стыка. Надежность обеспечивается созданием межатомных связей. Для производства такого соединения используется специальное оборудование - сварочный аппарат.

Оборудование для сварки используется с целью термической обработки краев металлических изделий посредством создания электрической дуги. Общеупотребительное название - сварочная дуга.

Источником питания дуги служит электрический ток:

  1. Переменный. Изменение направления вектора тока приводит к поочередной смене полярности у анода и катода (детали и электрода). Электродуга исчезает при прохождении тока через нулевое значение напряжения.
  1. Постоянный. Вектор тока направлен в одну сторону. Значение напряжения в исходный момент постоянно (меняется при приложении нагрузки).
  1. Пульсирующий. Или однонаправленный ток с меняющейся величиной напряжения, отличным от нуля.

Последние два вида имеют полярность:

  • Прямая. Свариваемый объект подсоединен к «плюсу» - аноду. Электрод - к «минусу», катоду.
  • Обратная. «Плюс» - это электрод, «минус» - деталь.

Значение полярности важно для перенаправления теплового потока. Прямое подключение усиливает тепловой баланс на обрабатываемом изделии, то есть сильнее плавится металл детали. Обратный - на электроде.

Регулировка параметров (частота и длительность импульса) пульсирующего тока позволяет переносить расплавленный металл электрода буквально по каплям.

Электродуговая сварка (один из видов сварки) подразделяется:

  • ручная электродуговая;
  • полуавтоматическая в среде защитных газов;
  • под флюсом;
  • неплавящимся электродом.

Соответственно, для выполнения того или иного типа соединения применяется свой комплект сварочного оборудования.

Кроме электрических аппаратов широко распространена газовая сварка - тепловой нагрев осуществляется газовым факелом. В производстве и домашних работах представлены такие виды сварочных аппаратов и приспособлений.

Сварочный трансформатор

Самый первый в истории сварочный аппарат, использующий для зажигания и поддержания дуги электричество - сварочный трансформатор. Преобразует стационарное напряжение (220 или 380V) в пониженное (60-80V). При этом значения тока могут достигать нескольких тысяч ампер.

Регулировка тока осуществляется:

  • индуктивным сопротивлением;
  • величиной холостой хода (показатель - вторичное напряжение).

Агрегат для сварочных работ состоит из корпуса, объединяющего:

  • трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмотки;
  • металлический сердечник;
  • устройство перемещения вторичной обмотки (регулировка силы тока);
  • блок управления.

Трансформаторы подразделяются:

  • одно- или двухфазные;
  • по количеству рабочих мест - постов;
  • способ регулировки: посредством переключения обмоток, дросселем насыщения, магнитным рассеиванием.

Основные характеристики:

  • показатель коэффициента мощности {cosφ}, среднее значение 0.4-0.5;
  • напряжение электросети (220 или 380V);
  • вторичное напряжение (60-80V);
  • мощность оборудования - влияет на толщину обрабатываемых деталей и диаметр электродов;
  • диапазон регулировки тока.

Принцип действия приспособления для сварки - понижение напряжения до необходимого уровня и поддержание силы тока в процессе обработки детали. Осуществляется при прохождении сетевого тока по первичной обмотке, создании магнитного потока и возникновении пониженного напряжения во вторичной обмотке.

Преимущества

  • простота конструкции;
  • невысокая и доступная цена;
  • несложное обслуживание;
  • длительный ресурс эксплуатации.

Недостатки

  • нестабильная электродуга;
  • сложность зажигания дуги;
  • зависимость от скачков и величины сетевого напряжения;
  • необходим определенный практический навык со стороны рабочего.

Сварочный аппарат, выполненный на основе трансформатора, применяется для ручной дуговой . Можно использовать для резки металла.

Сварочный выпрямитель

Отличие от трансформатора - на выходе постоянный ток. Если точнее - пульсирующий. Выполняется по одно- или трехфазной схеме. Последняя предпочтительнее, так как снижается пульсация тока.

Конструктивно состоит из нескольких основных узлов (на схеме поз. «а»):

  • силовой трансформатор (поз.1);
  • блок выпрямителей (поз.2);
  • электрод и деталь.

На поз. «б» приведен вид пульсирующего тока.

Силовой трансформатор понижает ток до уровня, обеспечивающего режим сварки. Необходимая величина выставляется посредством регуляторов, входящих в конструкцию. Преобразование переменной составляющей в постоянную производится кремниевыми или селеновыми полупроводниковыми вентилями.

Обобщенно, в состав оборудования входит:

  • несущий корпус с колесиками для удобной транспортировки;
  • силовой трансформатор;
  • блок полупроводниковых выпрямителей;
  • блок регулирующей аппаратуры;
  • вентилятор охлаждения;
  • передняя панель с приборами и ручками переключения, разъемами подключения кабелей.

Основной технический параметр выпрямителя - ВАХ (вольтамперный показатель). Характеризует устойчивость электродуги. ВАХ бывает падающей или жесткой.

Выпрямитель на падающей характеристике основан на кремниевом вентиле. Режим выставляется посредством смены обмоток или плавным смещением магнитного шунта.

Плюсы

  • увеличенный КПД, меньшие потери электроэнергии;
  • улучшенные показатели динамических свойств;
  • повышенная надежность, увеличенный ресурс;
  • простота конструкции и обслуживание;
  • малошумность в процессе сварки.

Минусы

  • достаточно высокая цена по сравнению с трансформатором;
  • высокая чувствительность к скачкам напряжения в электросети.

Выпрямитель производится для одного рабочего места или многопостовым. Целесообразно использовать для ручных операций в промышленных условиях. Впрочем, оборудование, собранное своими руками, сможет найти применение в бытовых целях.

Инвертор

Современное сварочное оборудование - это инвертор. Является источником зажигания и питания сварочной электродуги. Самый популярный сварочный аппарат в XXI веке.

Сварочное оборудование представляет собой:

  • первичный блок выпрямителя;
  • силовой трансформатор, понижающий показатель стационарного напряжения до уровня холостого хода;
  • блок полупроводниковых деталей: силовые транзисторы (инвертор), стабилизирующий дроссель, сглаживающий пульсации тока;
  • высокочастотный трансформатор;
  • вторичный выпрямитель для перевода переменной компоненты в постоянную;
  • блоки стабилизации, регулировки и управления.

Перевод стационарного тока в сварочный осуществляется:

  1. Сетевое напряжение (220 V, 50 Hz) преобразуется в постоянный ток на первичном выпрямителе.
  2. Инверторный блок (транзисторная группа) трансформирует ток в переменный с высокой частотой (десятки килогерц).
  3. Напряжение посредством высокочастотного трансформатора понижается с одновременным возрастанием силы тока.
  4. Вторичный выпрямитель преобразует переменную составляющую в постоянную. Далее ток направляется на электрод.

Преимущества инвертора

  • Обеспечение высоких показателей стабильности электродуги.
  • Независимость от колебаний напряжения в электросети.
  • Возможность изменять рабочие показатели тока в широком диапазоне.
  • Работа на переменном и постоянном токе любыми видами электродов с флюсовой обмазкой.
  • Малое образование брызг расплавленного металла.
  • Соединение широкого перечня металлов, в том числе со слабой свариваемостью: конструкционная сталь, чугун, цветные металлы и сплавы (медь, алюминий).
  • Обеспечение работы в режимах MMA (ручная дуговая), TIG (неплавящимся электродом в среде газов), MIG/MAG (плавящимся электродом в среде защитных газов).

К дополнительным плюсам относятся:

  • Функция «HotStart» (горячий старт). Упрощает зажигание дуги. Отсутствует привычное залипание электрода, как у сварочного трансформатора.
  • Функция «ArcForce» (буквально, форсаж дуги). Основное назначение - поддержание стабильности дуги при нештатных режимах.

Основные характеристики:

  • Сварочный ток. Определяет толщину обрабатываемого материала.
  • Диаметр электрода. Показывает на диапазон применяемых электродов.
  • Стационарное напряжение. Сварочный аппарат спроектирован для эксплуатации в одно- или трехфазной сети.
  • Мощность. Влияет на толщину обрабатываемого металла, продлевает ресурс оборудования при штатных режимах без перегрузок.

Инвертор применяется для всех видов ручной сварки. Схема применена в полуавтоматических приборах, оборудовании, работающем в среде защитных газов. Агрегат - находка для начинающих сварщиков. На нем удобно постигать азы сварочной науки.

Полуавтомат

Полуавтоматическая сварка - это применение в качестве электрода и присадочного металла проволоки. Последняя автоматически подается в зону электродуги.

Полуавтоматы выполняются по принципу:

  • трансформатора;
  • выпрямителя:
  • инвертора.

Основное отличие - блок подачи проволоки в зону горения и оборудование с газовой средой.

Для полуавтомата используется стальная омедненная калиброванная проволока. Покрытие обеспечивает хороший электрический контакт и скольжение сквозь мундштук держателя.

Ток подается на токопроводящий мундштук. Электродуга плавит проволоку. Обеспечение необходимой и постоянной длины проволоки производится механизмом подачи. Газ подается через сварочную горелку. Назначение газовой компоненты - образование защитного облака, отсекающего влияние кислорода воздуха.

Полуавтомат может производить работы без среды защитных газов. Для этого применяется специальная проволока с флюсом в виде порошка. Конструкция представляет собой оболочку из собственно сварочной проволоки, внутри которой находится защитный порошок.

Преимущества

  • высокие показатели качества сварного шва;
  • обработка материалов, трудно поддающихся сварке;
  • возможность работы с тонким листовым металлом (например, автомобильный лист);
  • почти полное отсутствие угара, малое разбрызгивание;
  • допускается проводить работы без предварительной разделки кромок обрабатываемых полуфабрикатов;
  • экономичность - меньший расход металла (проволоки), использование газа вместо дорогостоящего флюса (электрода);
  • повышение производительности труда;
  • упрощение процедуры сварочных операций - отсутствует эффект примерзания проволоки к детали по окончании процесса.

Недостатки

  • наличие дополнительного оборудования - механизма подачи проволоки, газового оборудования;
  • осложнения при транспортировке из-за громоздкости всего комплекта;
  • необходимость защиты газового факела от ветра при работе на открытой местности;
  • увеличение стоимости оборудования.

В целом, сварка и сварочное оборудование при полуавтоматическом процессе почти незаменимы при работах с тонкостенными изделиями (автомобильная промышленность). Или при обработке химически активных (алюминий, титан) или трудносвариваемых (чугун, высоколегированные стали и т.п.) материалов.

Точечная сварка

Точечная или контактная сварка - технологический процесс соединения металлических изделий на малой локальной площади (точке).

Прочность сварного стыка определяется:

  • формами и размерами электродов;
  • величиной тока;
  • времени процесса;
  • силы сжатия электродов;
  • состоянием соединяемых поверхностей.

Принцип действия, конструкция

В основе процесса лежит принцип теплового воздействия на стыкуемые изделия. Электроды прижимаются к поверхности обрабатываемых деталей. При подаче тока, последний проходит от электрода к электроду сквозь полуфабрикат.

Металл электродов обладает высокой электропроводностью. В точке сварки образуется зона с повышенным электрическим сопротивлением - выделяется тепло и происходит расплавление соединяемого металла. Образуется ядро шва размером 4-10 мм.

Существует два режима точечного стыка:

  • Мягкий. Отличается увеличенным временем сварки, постепенным нагревом (до 3 секунд)
  • Жесткий. Характеризуется повышенными токами, меньшим временем обработки, значительными усилиями сжатия электродов.

Первый способ отличается:

  • меньшей нагрузкой на сеть;
  • применением оборудования меньшей мощности, соответственно, более дешевого;
  • снижение общей площади закалки металла, возникающей при нагреве;
  • применяется для обработки стали, склонной к закалочным процессам.

Второй:

  • повышенным расходом электроэнергии, нагрузкой на сеть;
  • потреблением мощности;
  • усиленное оборудование;
  • используется для работ с алюминием, медью, высоколегированных сталей, изделий разной толщины.

Параметры процесса задаются изначально:

  • диапазон усилий сжатия и время приложения давления;
  • время обработки током;
  • сила тока.

Нашла применение для стыковки изделий в электронике (толщина детали не менее 0.02мм), автомобильной промышленности, судо- и авиастроении и т.п.

Бытовой сварочный аппарат - это конструкция в виде клещей.

Сварочный агрегат (генератор)

Для работ «в поле» при отсутствии стационарной электрической сети используются изделия, сочетающие несколько функций:

  • сварочный аппарат;
  • генератор электричества.

Сварочный агрегат состоит:

  • двигатель внутреннего сгорания (дизельный или бензиновый);
  • топливный бак;
  • генератор;
  • сварочный инвертор (трансформатор, выпрямитель);
  • блоки коммутации, управления.

Двигатель создает крутящий момент, приводящий в действие генератор. Последний вырабатывает электрический ток;

  • преобразуемый в 220V для подключения других потребителей электрической энергии (через розетку на корпусе);
  • подающийся на сварочное оборудование для выработки необходимых параметров для сварочных работ.

Плюсы

  • полная независимость от внешнего источника питания - электрической сети;
  • функция «2 в 1»: выработка электроэнергии для сварочного аппарата и других потребителей;
  • экономия финансов - один агрегат стоит дешевле, нежели два по отдельности;
  • устройство занимает меньше места, чем два отдельных.

Основное преимущество - это использование в местах с полным отсутствием электричества. Этот факт очень важен для выбора оборудования при проведении ремонтных или строительных работ в полевых условиях.

Газосварочный комплект

Газовая сварка - создание тепла для расплавления металла посредством сгорания горючего газа в среде кислорода. При высокой температуре (700-3000°C) происходит расплавление присадочной проволоки, оплавление краев обрабатываемых деталей. Создается ванна расплавленного металла, при остывании образующая сварочный шов.

Область применения:

  • соединение стали с толщиной до 5мм;
  • сплавление цветных металлов и сплавов;
  • стыковка элементов из инструментальной стали, требующая плавного нагрева и медленного охлаждения;
  • - особенность химической структуры и свойства самого материала.

Достоинства

  • простота технологического процесса;
  • доступность энергетического носителя (газа) и окислителя (воздух, кислород);
  • отсутствует необходимость в стороннем источнике энергии - процесс сжигания является тепловыделяющей операцией;
  • легкий контроль за параметрами сварочного процесса - временем нагрева, тепловым потоком, скоростью резки и сварки.

Недостатки

  • малая скорость прогрева зоны сварки;
  • из-за широкого рассеивания газового факела значительно увеличивается зона нагрева детали;
  • отсутствует возможность сужения факела - происходит нерациональное использование теплового потока;
  • с увеличением толщины металла падает производительность труда - время тратится на разогрев зоны обработки;
  • экономический эффект ниже по сравнению с электродуговым соединением;
  • невозможность автоматизации процесса.

Приобретать такое оборудование для решения собственных бытовых задач целесообразно при совмещении с оказанием сторонних услуг газовой сварки. В противном случае оно будет просто пылиться на складе.

Выбор сварочного аппарата

Выбор сварочного аппарата, покупка оборудования - ответственный шаг. Кроме финансовых затрат, необходимо:

  • организовать рабочее место (при стационарном использовании);
  • оборудовать зону для хранения оборудования;
  • выбрать и купить приспособления для сварки;
  • изучить устройство сварочного аппарата, овладеть навыками работы;
  • озаботиться техникой безопасности - сварочные материалы и оборудование относятся к приспособлениям с повышенным риском.

На выбор повлияют условия применения оборудования. В местности с отсутствием электричества применимы сварочный агрегат или газовое оборудование. В пользу генератора - выработка электроэнергии для других потребителей: освещение, электроинструмент, бытовая плитка для приготовления пищи и т.п.

Другой вариант - оснащение электросетью в 220 или 380V. Небольшие аппараты в 220V выполнят широкий круг задач при строительстве собственного дома. Использование напряжения 380V значительно расширяет возможности оборудования. Позволит применять оборудование для решения домашних проблем и в малом бизнесе.

Выбирая, какой сварочный аппарат лучше, вы должны помнить общие критерии:

  • Экономическая целесообразность покупки. Необходимо оценить окупаемость затрат. Вполне возможно, что арендовать аппарат или пригласить специалиста окажется выгоднее.
  • Сетевое напряжение. Оборудование подбирается в соответствии с обеспечением электроэнергией: в одно- или трехфазном исполнении.
  • Типы сварочных аппаратов. Агрегат выбирается исходя из навыков владения тем или иным видом оборудования, видов работ, финансовых возможностей.
  • Сила тока. Определяет толщину обрабатываемого металла и диаметр электрода. С ростом показателей увеличивается толщина и диаметр.
  • Экономичность. Инвертор существенно меньше потребляет электроэнергии в процессе эксплуатации.
  • Условия эксплуатации. Преимущество за трансформатором, способным работать в непрерывном режиме в полевых условиях.
  • Ремонтопригодность. Трансформатор и выпрямитель проще отремонтировать в силу простоты конструкции. Нет проблем с поиском запчастей.
  • Масса. Инвертор легче других электроаппаратов в 2-3 раза.
  • Цена. Цепочка выглядит (по возрастанию): трансформатор→выпрямитель→инвертор.

Опытный мастер сам сможет определиться с необходимым оборудованием. Для начинающего электросварщика порекомендуем:

  • инвертор;
  • максимальный ток 160-200А;
  • напряжение питания 220В;
  • возможность применять электроды Ø 1.6-4мм;
  • выполняет все виды швов в ручном режиме дуговой сварки.

Как изготовить современные сварочные аппараты своими руками? Очень часто настоящему хозяину в доме требуется произвести какие-либо ремонтные работы, например металлической ограды, подставки для цветов из металла, металлоконструкций в гараже, водопровода. Есть много вещей, для ремонта которых требуется сварка и сварочный аппарат.

Сейчас существует очень много разнообразного оборудования для этих целей, но возникает вопрос: возможно ли собрать ? Это не очень сложно, но потребуются некоторые знания по электричеству и навыки работы с похожими электрическими приборами. Кроме того, это недорого. А на сэкономленные средства можно приобрести другой полезный инструмент.

Инструменты и материалы

Инструменты, которые понадобятся для сборки сварочного аппарата:

  • кусачки;
  • паяльник;
  • дрель;
  • напильник;
  • молоток;
  • набор отверток;
  • пассатижи.

Из материалов, которые понадобятся для сборки, получается такой список:

Для сварочного аппарата можно использовать трансформатор от старой СВЧ-печи.

  • провод с эмалевой изоляцией Д=8 мм;
  • медная трубка Д=14 мм и длиной 4 см;
  • медные винты и гайки;
  • токоизоляционный лак;
  • пластина из текстолита 5х3 см и толщиной 4 мм;
  • сверла 7 мм и 12 мм;
  • болты М6 в количестве 10-12 шт.;
  • шайбы под болты количеством 20-24 шт.;
  • гайки под те же болты количеством 20-24 шт.;
  • прочная пластиковая емкость для корпуса;
  • вытяжные вентиляторы от блока питания компьютера — 2-3 шт.;
  • толстый многожильный провод в количестве 4 штук длиной по 50 см;
  • труба диаметром 3,5 см и длиной 25 см;
  • резиновый шланг или капроновый рукав;
  • трансформатор со старой СВЧ-печи.

Сварочный аппарат подключается от тока с напряжением 220 В или 380 В, применяются электроды диаметром 3 или 4 мм. Такие характеристики оборудования дают возможность обработки стальных изделий толщиной 1-25 мм.

Для того чтобы собрать такой сварочный аппарат самому, своими руками, прежде всего необходим трансформатор — сердце аппарата.

Вернуться к оглавлению

Сборка трансформатора

Он должен иметь три фазы, функцию понижения напряжения, а мощность — 1-2 кВт. Также трансформатор должен иметь две разные катушки, на которые намотан медный эмалированный провод. Одна называется первичной, и к ней подключается электричество, а другая — вторичная. Количество витков у них разное, и наматываются они на железный сердечник.

Для этих целей отлично подойдет трансформатор со старой микроволновой печи. Единственным недостатком этого трансформатора является то, что у второй катушки слишком высокое напряжение. Поэтому нужно отмотать несколько витков.

Когда напряжение станет меньше, сила тока увеличится. Дело в том, что, если сила тока будет маленькой, сварка будет идти слабо. А если, наоборот, сила тока очень большая, электроды выйдут из строя и металл испортится.

Затем производится перемотка вторичной обмотки, она должна быть очень плотной, провод должен иметь эмалевую изоляцию и диаметр 8 мм. Такой кабель способен выдерживать большие токи.

Заранее сказать, сколько витков нужно, невозможно. Эти параметры рассчитываются индивидуально для каждого сварочного аппарата.

После каждых тридцати витков нужно делать отводы, всего их должно получиться около десяти штук. Отводы нужно нумеровать, иначе можно перепутать. Для этих выводов изготавливаются клеммы из медной трубки диаметром 14 мм и длиной 4 см.

Для изготовления трубку нужно сплющить молотком и высверлить отверстия диаметром 12 мм. Зачищенный и луженый провод вставляется на другую сторону трубки и обжимается. Стандартные винты и гайки трансформатора требуется заменить на медные. С их помощью закрепляются клеммы от вторичной обмотки. Далее обмотку покрывают с помощью специального токоизоляционного лака.

Для подключения первичной обмотки потребуется пластина из текстолита 5х3 см и толщиной 4 мм. В ней нужно просверлить отверстия от 10 до 12 штук диаметром 7 мм. Затем в них вставляют болты М6, каждый из которых имеет по две шайбы и гайки.

Вернуться к оглавлению

Сборка сварочного аппарата

Корпус сварочного аппарата, изготовленный на заводе, может быть металлическим.

Теперь можно приступать к очередному этапу сборки оборудования — корпусу сварочного аппарата, так как все запчасти нужно куда-то закрепить. Корпус можно сделать из прочной пластиковой емкости. Прикрепляют трансформаторы друг за другом, такая схема приведет к понижению напряжения таким образом, что на выходе сила тока будет равной 50 амперам.

Для проверки можно будет измерить силу тока специальным прибором. После установки трансформаторов на их посадочные места начинают соединять обмотки. Первичные обмотки соединяются между собой параллельным способом, а вторичные — последовательно. В результате этой работы на выходе получается напряжение примерно 38 вольт, а сила тока под нагрузкой — не более 60 ампер.

О чем еще следует подумать, собирая современные сварочные аппараты своими руками? Конечно же, о системе охлаждения, иначе устройство может загореться от перегрева.

Для этого в пластиковом корпусе вырезают отверстия, закрепляют несколько вытяжных вентиляторов, достаточно будет 2-3. Они нужны небольшие, могут даже подойти от блока питания компьютера. Также необходимо сделать отверстия внизу емкости корпуса для того, чтобы была тяга и через внутреннюю полость корпуса поступал воздух.

Купить хороший сварочный инвертор, чтобы при этом чтобы можно было использовать на работе, дома и на даче, где и 220В то не всегда бывает — сложная задача. Постараемся в этом помочь.

Благодаря развитию инверторной технологии сварочные аппараты стали компактными, экономичными и удобными в работе даже для новичков. Благодаря этому встретить аппарат для ручной дуговой сварки или полуавтомат можно во многих гаражах и частных мастерских. Стабильный и высокий спрос на сварочные инверторы заставляет конкурирующих производителей постоянно совершенствовать свой модельный ряд, снижать цены и развивать фирменный сервис.

Критерии отбора

Выбрать лучший сварочный инвертор достаточно трудно - на рынке такое разнообразие, что захватывает дух. Но опытные сварщики не пытаются экспериментировать, обращаясь к продукции уже знакомых производителей. Выбирают только проверенные временем и собственной работой бренды. Ведь если производитель серьезный, то качество он держит всегда на высоком уровне - как в полупрофессиональных, так и в профессиональных аппаратах.

Поэтому перед покупкой нового инвертора, просматривают продукцию тех производителей, которая уже была в работе. Даже если не сами работали, то коллеги посоветуют. На основе многолетнего опыта сформировался список лидеров производителей сварочных инверторов, который и предлагаем вашему вниманию, взяв для сравнения аппараты «для работы и дома». То есть, которыми можно и зарабатывать, и с домашними делами справляться.

В зависимости от режима работы инверторы делятся на три категории:

  • аппараты для ручной дуговой сварки (ММА);
  • полуавтоматы (MIG/MAG);
  • аппараты для аргоновой сварки (TIG).

И стория неразъемного соединения металлов путём их нагревания и динамического воздействия друг на друга, начинается с бронзового века. Такой процесс сейчас мы называем сваркой, которая стала обретать современные черты в конце XVIII века благодаря итальянцу А. Вольту, впервые получившему вольтов столб. Впоследствии он был усовершенствован русским физиком В.В.Петровым в электрическую дугу. Но только 80 лет спустя Н. Н. Бенардосу удалось воплотить их достижения в дуговую сварку угольным электродом. С этого момента начинается неразрывная череда изобретений новых методов.

В наше время сварку классифицируют по категориям: термическая (сварочная дуга, электродуговая, газопламенная, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная), термомеханическая (точечная, стыковая, рельефная, диффузионная, кузнечная, сварка высокочастотными токами, трением) и механическая (сварка взрывом и ультразвуком).

Качество швов при гибридной лазерной сварке конструкционных сталей объемных сотовых панелей в СО2 с параллельным использованием плавящего электрода несоизмеримо выше, чем в традиционных технологиях; существенной является и скорость сварки - 40...450 м/ч при управляемом лазерном излучении от 1,5 до 4,0 квт. Безусловным преимуществом данного метода можно считать режим высокоскоростной сварки тонких листов стали, что представляет интерес для автомобильной промышленности .

Для высокопроизводительной сварки крупногабаритных конструкций из толстолистовой (d> 30мм) закаливающейся стали 30ХГСА был разработан метод двухдуговой сварки , который основан на совместном использовании двух высоколегированных сварочных проволок различного состава диаметром 5 мм. Сварка производится под керамическим флюсом марки АНК-51А. Как показали результаты испытаний, этот метод резко улучшает качество сварного соединения.

Еще одним стимулом разработки и внедрения новых методов сварки является сварочное соединение композиционных материалов , основанием которых служит металлическая матрица с волокнистым или дисперсным упрочнением. Но особую сложность представляет собой сварочное соединение последних со сталью или титаном. В этом плане интересен метод сварки-пайки , при котором на поверхность деталей наносят промежуточный сплав, а сварка производится сжатием под напряжением на точечных, рельефных или конденсаторных машинах. Для сварки тонколистовых композитов на алюминиевой подошве с волокнистым упрочнением или дисперсно-упрочненных частиц SiC, Аl2O3 и С используют аргоно-дуговую сварку с промежуточными вставками .

Прочность сварочных нахлесточных швов составляет 70% от прочности композита, но учитывая высокую прочность самого композита (до 1500 МПа) в сравнении с высокопрочными алюминиевыми сплавами (>700 МПа), следует отметить, что метод сварки-пайки позволяет создавать надежные и, что важно, легкие конструкции. Это делает его незаменимым в авиационной и аэрокосмической промышленности.

Достаточно сложным материалом для качественной и герметичной сварки является конструкционный чугун. Современные технологии его сварки базируются на применении специальной тонкой проволоки марки ПАHЧ-11из сплава на никелевой основе , главным достижением которых является низкое тепловыделение. Особенно это актуально для тонкостенных деталей, учитывая хрупкость чугуна, как материала. Поскольку сварочный шов, получаемый при этой технологии, представляет собой высокопластичный железоникелевый сплав, то разрушение конструкции, как правило, происходит по чугуну, а не по шву, что характерно для традиционной дуговой сварки. Подобный метод позволяет изготавливать чугунные конструкции ответственного назначения.

Другим металлом представляющим сложность при сварочных работах, безусловно, является титан, его альфа и альфа+бета сплавы. Очевидным прорывом в этой области стала разработка метода магнитоуправляемой электрошлаковой сварки (МЭС), позволяющего соединять крупногабаритные детали при изготовлении центропланов самолетов, кареток крыла, траверс шасси, шпангоутов и силовых переборок морских судов. Такая сварка осуществляется в шлаковых и металлических ваннах током до 12000А и напряжением на электродах до 36 В и обеспечивает высокое качество швов при толщине свариваемых кромок 30-600 мм, благодаря очистке метала шва от примесей и газовых пор. Это позволяет использовать технику, изготовленную с помощью метода МЭС, в условиях гигантских динамических и статических нагрузок.

Большое будущее инженеры сулят программированию сварки и, прежде всего, тепловложению. Этот метод базируется на электроннолучевом принципе, успешно применяется для соединения высокопрочных алюминиевых сплавов . Программирование тепловложения производится в контуре разверстки пучка, что позволяет контролировать и управлять проплавление, форму, исключить образование трещин и пор в металле шва. Очевидным преимуществом является гарантированный шов при соединении алюминиевых сплавов в ответственных высоконагруженных машинах и узлах, что особенно важно в самолётостроении.

К новым технологиям, которые являются предметом настоящего обзора сайт, следует отнести инновационный метод орбитальной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом (ОАСВЭ) сложных деталей, к примеру, неповоротных стыков труб диаметром от 20 до 1440 мм. Активирующий флюс наносится 1 г/м шва, что способствует решению ряда важных технологических задач: во-первых, сварка ведётся пониженным током, позволяющим уменьшить объем и вес сварочной ванны; во-вторых, качественный шов в любом пространственном положении обеспечивается регулированием давления дуги на жидкий металл; в-третьих, сварка может быть автоматизирована без разделки кромки. Этот метод (ОАСВЭ) эффективен для стыков труб с толщиной до 6мм, свыше - его использует в комбинации с другими методами и только для формирования корневого шва.

Интересным представляются щадящие технологии сварки в смесях защитных газов Ar+CO2 и Ar+O2+CO2. Шов получается более качественным в сравнении со сваркой в СО2, расход проволоки на 20 % экономичнее стандартных схем, переход к свариваемым деталям становится плавным, при этом резко снижается набрызгивание электродного металла.

Среди новых методов, получивших широкое практическое распространение, является метод двухкомпонентной сварки для бесстыкового железнодорожного пути, основанный на литьевом способе сварки, что позволяет решать достаточно противоречивые задачи, т.е. обеспечить заданную пластичность металла шва при необходимой износостойкости.

Подобная технология сложна, поскольку требует использования расплавленной стали, которая заливается в зазор рельсового стыка. Для обеспечения высокой вязкости используется низколегированная плавка, а вот для придания требуемой износостойкости применяют специальные керамические накладки, отделяющие легирующие добавки от основного металла. После заполнения стыка расплавленной сталью, керамические накладки разрушаются, и легирующие добавки расплавляются в верхней части стыка, придавая головке шва повышенную износостойкость.

Идея обуздать «короткое замыкание» и запрячь его для сварки не нова, однако только специалистам компанией «Линкольн Электрик» удалось ее реализовать на практике. Этот метод сварки корней шва получил название «Перенос силами Поверхностного Натяжения» (STT) и базируется на высокоскоростных инверторных источников тока и микропроцессорах. В процессе сварки переменным, но управляемым является и ток, и напряжение, что существенно расширяет возможности данного метода.

Современная наука является многогранной, позволяет использовать преимущества нанотехнологий, поэтому будущее сварки видится в совершенствовании схем компьютерного управления и внедрении новых сварочных материалов.