Який зварювальний апарат вибрати? Класифікація зварювальних апаратів

2. Трансформаторний зварювальний апарат змінного струму
3. Основні характеристики трансформаторних апаратів:
4. Зварювальні електроди та дріт Вибір електродів повинен бути усвідомленим, від вибору залежить і якість...

Наши партнеры ArtmMisto

27 Ноября 2011 р

інвертор

Інвертор - апарат постійного струму. Напругу живлення на вході випрямляється, а потім перетворюється в змінну напругу, яка і подається на трансформатор. Оскільки частота напруги висока, близько 20-45кГц, то з'являється можливість використовувати трансформатор малих розмірів і маси. Інвертори відрізняються малою вагою (від 3кг), своїми габаритами, малою залежністю від вхідної напруги.
Основною перевагою інвертора є його мобільність, що дозволяє використовувати інвертор для монтажних робіт, як в стаціонарних, так і в польових умовах. При їх застосуванні втрати електроенергії знижуються в десятки разів, а ККД становить 85-90%.

У порівнянні із зварювальними апаратами, які працюють на частоті напруги 50Гц, інвертор здатний використовувати струм високої частоти (кілька десятків кілогерц).
Для поліпшення якості та комфорту зварювальних робіт, інвертори оснащені схемами стабілізації, посилення підпалу дуги і захисту, від дуже низького або високого напруги живлення. Інвертори, як правило, мають більш високою напругою холостого ходу 85-90В. Як відомо вже всім, зварювальним апаратом можна не тільки варити, але і різати метал. Там, де кутова шліфувальна машина (болгарка) бракує, з легкістю впоратися інвертор. Інвертором зможе працювати навіть самий не досвідчений користувач, а ось трансформатором не кожен впоратися. Тому той, хто навчиться працювати з інвертором, не завжди зможе працювати трансформатором, а зворотну дію цілком можливо і реально.Ідеальний інвертор - це інвертор, у якого на виході є синусоїда, такі інвертори важливі для телекомунікаційних, вимірювальних приладів, медичної апаратури. На практиці і в побуті широке застосування знайшли інвертори з апроксимувати синусоїдою. Тобто синусоїда більше набуває форму трапеції. Інвертори з ідеальною синусоїдою дорожче в кілька разів у порівнянні з апроксимувати синусоїдою.
Немає таких приладів, пристроїв які б не мали недоліки. Инвертору так само притаманні деякі недоліки. Основний критерій - висока вартість. Висока вартість обумовлена ​​компактністю і мобільністю апарату, зручністю експлуатації, наявністю великої кількості електронних компонентів. Якщо вдатися до теорії ймовірності, то наявність великої кількості електронних компонентів тягнуть за собою швидкий вихід з ладу апарату, ніж прості трансформатори і випрямлячі. Але якщо належним чином стежити за апаратом, то нічого такого не станеться. Інвертори дуже боятися вологи і пилу. Оскільки в корпусі змонтований куллер (іноді й кілька) для охолодження, він може тягнути на себе як пил, так і вологу. Особливо небезпечна металевий пил, потрапляючи на струмопровідні частини, інвертор може перегоріти. Тому, працювати болгаркою поблизу інвертора вкрай небезпечно.

Трансформаторний зварювальний апарат змінного струму

Трансформаторні зварювальні апарати - прості за конструкцією, надійні і недорогі. Зварювальні апарати даного типу невибагливі, призначені для зварювання чорних металів встик і внахлест. Даний тип апаратів є одним з найпоширеніших. Покриття застосовуваного електрода призначено для захисту зварної ванни. Тут, застосовуються що плавиться з рутиловим або фтористо-кальцієвим покриттям.

Змінний струм, вступаючи в первинну обмотку, викликає намагнічування сердечника. Проходячи вторинну обмотку, магнітний потік сердечника викликає в ній змінний струм більш низької напруги, ніж струм, який надходить на первинну обмотку. Чим більше кількість витків на вторинній обмотці, тим більша напруга і навпаки.

Основні характеристики трансформаторних апаратів:

- напруга живлення, ці апарати чутливі до зміни напруги живлення. При зниженні напруги - вихідні характеристики істотно погіршуються. Напруга живлення 220В, 220 / 380В однофазне або 220/380 трифазне;
- напруга холостого ходу, напруга на виході трансформатора без навантаження.
Чим вище напруга холостого ходу, тим легше запалюється дуга і тим вона стабільніше в роботі. Нормальна робота, залежить від типу застосовуваного електрода і холостого напруги. Для різного типу електродів для нормальної роботи потрібна різна напруга холостого ходу;
- зварювальний струм регулюється ступінчасто або плавно. Чим вище значення струму, тим більшого діаметру електрод можна застосовувати. В основному, необхідно 30 - 40А на кожен міліметр діаметра електрода;
- діапазон діаметрів електродів коливається від 1,5 мм. Можливий діапазон використовуваного електрода залежить не тільки від максимального значення струму, але і від вольтамперной характеристики апарату.

ККД зварювальних трансформаторів невисокий - нечасто зустрічаються трансформатори, що перевищують 80% бар'єр ККД. Проводячи зварювальні роботи з трансформаторним апаратом складно домогтися високої якості шва. У всякому разі, всі мінуси зварювальних трансформаторів компенсуються невисокою вартістю і невибагливістю.
Трансформаторний зварювальний апарат (випрямляч) постійного струму

Зварювальні випрямлячі дуже схожі за дизайном і конструктивним особливостям на попередні апарати. Змінний струм випрямляється, але при цьому втрачається частина потужності. Конструкція такого типу апарату складніше, важче і дорожче. Зате, працюючи на постійному струмі, відчувається більш комфортна робота і дуга стабільніше. Крім зварювання чорних металів можлива робота з нержавіючої сталлю і кольоровими металами, застосовуючи певні типи електродів. Постійний струм має полярність, тому необхідно це враховувати при виборі і підключенні електродів. У професійній діяльності часте застосування знайшли апарати іменного даного типу. Характеристики схожі з попереднім апаратом.

Чим же відрізняються трансформатори постійного струму від трансформаторів змінного струму? Апаратом постійного струму варити легше і зручніше, зварений шов виходить більш рівний і правильний. Дуга апарату змінного струму має невеликі скачки, тому й шов виходить, кілька деформований, але це не настільки важливо, якщо використовувати його в побутових умовах. Принцип дії роботи випрямляча заснований на можливості напівпровідників пропускати через себе електричний струм лише в одному напрямку.

Трансформаторні апарати невибагливі в роботі, в порівнянні з інвертором. Інвертор, вимагає до себе більш ретельного догляду і дуже чутливий до зміни напруги. У апаратів постійного струму більш потужна дуга, побутова мережа змінного струму для таких апаратів не підходить. Тому апарат має випрямлячем, який перетворює струм в постійний.
Зварювальний напівавтомат в середовищі інертного або активного газу

Зварювальні напівавтомати більш складні конструктивно і дорогі. Зате, вони беруть своєю продуктивністю і зручністю користування. Широке застосування апаратів даного типу знайшли в автомобільній промисловості, та й в цілому в ремонті автомобілів. Зварювальний напівавтомат призначений для зварювання заліза, сталі, нержавіючої сталі, алюмінію, чавуну.

Робочим інструментом тут служить пальник, через яку подається дріт. Дріт для напівавтоматів - використовується нержавіюча, сталева, флюсова і алюмінієва. Застосування дроту з обмедненной краще.

Подача захисного газу до об'єкта зварювання дозволяє витіснити кисень, не даючи кисню, окисляти зварювальний шов.

Апарат напівавтоматичного зварювання складається з трансформатора з крутопадаючих вольтамперной характеристикою, випрямляча, приводу дроту й рукави з пальником. Сварка виконується за допомогою дроту, зазвичай 0,6 - 1,2 мм завтовшки з різних металів в середовищі захисного газу. Струм на виході регулюється зазвичай східчасто, рідше плавно. Крім цього регулюється і подача дроту. Режим роботи встановлюється комбінацією цих двох параметрів. За рідкісним винятком регулюється швидкість дроту. Комбінацією цих двох параметрів встановлюються режими роботи.

Основні технічні характеристики:

- напруга живлення 220 або 380В, однофазне або трифазне;
- напруга холостого ходу порядку 35-37В;
- діапазон регулювання струму, чим більше струм, тим вище може бути швидкість роботи, можливість використовувати дріт більшого діаметру. При струмі понад 165А можливо проводити точкову зварку без попереднього Засвердлювання;
- діаметр застосовуваної дроту зазвичай становить 0,6 - 0,8 мм. Матеріал дроту вибирається виходячи з того, який матеріал ви будете зварювати.

У апаратів працюють як з газом, так і без нього вимагається перемикати полярність пальника. При зварюванні різних металів використовується різний газ. Балон під'єднується до апарату через редуктор з регулятором (бажано з манометром). Використовувати можна промислові балони або спеціальні фірмові не перезаряджується. При різних режимах зварювання потрібно різну кількість захисного газу, що подається в зварювальну ванну.

При зварюванні алюмінію необхідно враховувати той факт, що алюміній має високу теплопровідність, тому збільшувати швидкість зварювання не рекомендується - при цьому зменшується глибина провару. Результату неякісної роботи зварювання візуально перевірити неможливо, тому краще перевіряти роботу гасом. Якщо після зварювання оброблена поверхня не пропускає гас, то робота виконана якісно.

Сварка чавуну здійснюється наступним чином (див. Малюнок), присадочний матеріал повинен бути під нахилом 20-30 ° до деталі, а пальник повинен бути на відстані 3-10мм від деталі.
Клас захисту зварювального апарату по IP. Що це означає?
В інструкції і характеристиках зварювального апарату згадується клас захисту, наприклад IP21, IP23, (в усякому разі, повинен бути згаданий). Що це означає?

Це клас захисту електрообладнання від зовнішніх факторів. IP - індекс захищеності (Ingress Protection). Стандарт захищеності електроустаткування IEC-952 передбачає ідентифікацію у вигляді двухціферного коду. Розглянемо більш детально клас захисту для різних випадків.

Що таке IP вже розібралися, тепер по порядку кожен наступний символ і його призначення, перший символ після IP (див. Таблицю нижче).

Що означає другий символ (нижче див. Таблицю)?

Більшість зварювальних апаратів, що продаються на ринках, магазинах, будівельних супермаркетів мають клас захисту IP21, це так звані побутові зварювальні апарати. Але крім цифр, що йдуть після IP, є ще і 3-й і 4-й літерні символи, що йдуть після цифр 21 і 23, (див. Таблицю нижче).

Зварювальні електроди та дріт
Вибір електродів повинен бути усвідомленим, від вибору залежить і якість самого шва. Як і багато, наприклад, продукти харчування, електроди мають свій термін придатності. Тому, електроди повинні в правильних умовах.
Зварювальні електроди ділять на:

- плавляться (металеві стрижні з покриттям, пластини, дроту, прутки);
- не плавляться (вольфрамові та вуглецеві стрижні);
- електроди для контактного зварювання.

Різниця між плавиться і не плавляться електродами полягає в тому, що не плавляться електроди виготовляються з сверхтугоплавкие матеріалу (вольфрам або графіт) і, тим самим, плавлять присадний матеріал (дріт). Плавкі електроди придбали зворотний принцип дії, який не передбачає використання присадочного матеріалу. Сам електрод, плавлячи, виконує цю функцію, основа їх - зварювальний дріт.

Електроди можуть відрізнятися полярністю, покриттям, родом струму, матеріалом. Найчастіше використовують електроди з основним і рутиловим покриттям. Використання електрода з основним покриттям робить шов міцним, добре захищеним від окислення. Для нормальної роботи з такими електродами необхідно як мінімум напруга холостого ходу 60-70В.

Для використання електрода з рутиловим покриттям необхідний менший струм, ніж для електродів з основним покриттям. Отже, можна використовувати менш потужний зварювальний апарат, а виходячи з потужності апарату, можна сказати, що менш дешевий. Для електродів з целюлозним покриттям потрібно дуже дорогий апарат, вони часто використовуються для зварювання труб. Для більшості робіт, пов'язаних з низьковуглецевої сталлю - рутилові електроди самі кращі. При роботі з відповідальними конструкціями краще використовувати електроди з основним покриттям.

Особливо важко розпалити дугу, коли користувач не досвідчений. Тому потрібно ретельно вибирати апарат, а застосовувані електроди повинні відповідати стандартам. Якщо говорити про інверторах, то вони самостійно забезпечують стабільність вихідного струму при зміні напруги живлення мережі. Якщо ви пам'ятаєте, раніше було зазначено, що інвертори - найбільш просунуті зварювальні апарати. Не дивуйтеся, що, купивши зварювальний апарат, ви не можете нормально щось заварити. Так електроди можуть бути хорошими і якісними, але в силу своєї не досвідчені, апарат ви могли підібрати не відповідає даним електродів. Отже, потрібно підбирати електроди вже меншого діаметра, тому що струм зварювання може бути меншим на вашому апараті і тут вже з більш товстими видами електродів даного апарату не впоратися.

Що стосується зварювальних напівавтоматів, то тут часто застосовується дріт - обміднений сталева. Але напівавтоматом можна варити як, нержавійку, так і алюміній, тільки от для таких цілей потрібна відповідна дріт і газ.

Частка газу аргону, для зварювання алюмінію займає всі 100%, для зварювання стали - газова суміш з аргону (80%) і двовуглекислого газу, для заліза - вуглекислий газ.

До того ж, з деякими апаратами можливе застосування і порошкового дроту, тут вже можна обійтися і без захисного газу.

Для продуктивної і коректної роботи зі зварювальним апаратом нижче наведена таблиця використовуваних компонентів і значень, необхідних для зварювання.

Який зварювальний апарат вибрати?

Вибір зварювального апарату, залежить від зварного матеріалу, з яким ви найчастіше будете працювати. На замітку, чим більше вихідна напруга і струм, тим більше можливостей у зварювального апарату, можна зварювати більш товсті метали. Але не спокушайтеся, що, купивши апарат з дуже великою силою струму вам підвладні всі товщини матеріалів. Чим більше струм, тим менший цикл роботи, тим швидше спрацює термостат. При цьому обов'язково ознайомтеся з інструкцією і зверніть увагу на час безперервної роботи (цикл роботи). Вибір апарату повинен бути з запасом струму порядку 15-30%, для більш впевненою і комфортної роботи. А раптом доведеться варити електродами 3.25мм зі струмом 160 ~ 180А? Запозичивши зварювальний апарат у сусіда, ви розумієте, що трохи не розрахували з характеристиками апарату.

Звичайно ж, можна зварювати і електродами в 4мм і струмом в 150-160А, але шов вийде не якісним. А для такого роду електродів струм зварювання повинен бути приблизно 180-200А.

Що потрібно врахувати при виборі зварювального апарату? Важкий зварювальний апарат - не їсти найвагомішим аргументом для прийняття рішення. Сучасні апарати багато менше розміру, здатні виконувати такий же обсяг роботи, що і громоздскость трансформатори.

Від якої мережі буде запитан апарат? Найчастіше на виробництві - це 380В, в побуті - 220В. Варто відразу зазначити - якщо напруга в мережі скаче, то краще вибрати зварювальний інвертор, тому що інший зварювальний апарат згорить.

Який метал буде підлягати зварюванні? Для кольорового металу і чавуну необхідний зварювальний випрямляч або генератор, тому що тут потрібен постійний струм. Для робіт з тонким металом кузова автомобіля краще - напівавтомат.

При виборі зварювального апарату особливу увагу слід приділити на тривалість включення (робочий цикл) - співвідношення безперервної роботи до часу відпочинку. Для статистки, в країнах СНД еталоном є 5 хвилин, в Європі - 10 хвилин. Якщо в процентне співвідношення вказано 40%, то робочий цикл обчислюємо так: беремо еталон 5 хвилин це 100%. Для нашого випадку 40% робочий цикл, тоді 5хв. * 0.4 (40%) = 2 хвилини безперервної роботи і 3 хвилини відпочинку. Для країн Європи ті ж 40%: 10 * 0.4 = 4 хвилини безперервної роботи і 6 хвилин відпочинку.