Типы сварочных аппаратов, принцип работы устройства

Принцип работы устройства

Принцип работы сварочного аппарата с инвертором основан на преобразовании токов высокой частоты до необходимой величины. Это и есть основное отличие от традиционного трансформаторного устройства.

В следствие того, что токи преобразуются непосредственно перед процедурой сварки, подобные устройства отличаются относительно малыми габаритами и весом.

Всем известно, в бытовой электросети величина напряжения составляет 220 вольт, а частота переменного тока – 50 Гц. Такие значения не подходят для проведения сварочных работ.

Важным моментом является возможность инверторной схемы обеспечивать указанные величины питания в широком диапазоне значений, что позволяет сваривать металлы в различных условиях.

Принцип работы инвертора для сварки.

Внутреннее устройство прибора предполагает наличие выпрямителя. Он запитывается от обычной бытовой электросети. Его главная задача: преобразование переменного тока в постоянный. Во время данного процесса напряжение не изменяется. Далее блок устройства выполняет обратное преобразование.

В результате указанных операций, частота тока значительно увеличивается. Вместо стандартного значения в 50, оно повышается до нескольких десятков тысяч герц. Такие большие величины достигаются благодаря использованию тиристоров и транзисторов.

В результате, на трансформатор поступает напряжение с высокой частотой. Далее происходит увеличение силы тока за счет снижения напряжения. Трансформаторы, позволяющие осуществить такой переход, отличаются незначительным весом и размерами.

В результате сварочные аппараты стали более мобильными. Такие устройства проще использовать в бытовых целях, например, в маленькой мастерской, на даче или даже дома.

Стоит отметить, что современные устройства отличаются высоким коэффициентом полезного действия, вплоть до 90 процентов.

Раньше данные приборы имели более простое устройство, очень близкое к описанному выше. Однако современные конструкции предусматривают наличие дополнительной электроники, повышающей функциональность инструмента.

Достаточно часто используются различные электронные узлы, на основе микропроцессоров. В результате осуществляется контроль напряжения и тока. Если их значения отклоняются от оптимальных, тогда они корректируются.

Таким образом, оборудование может функционировать без сбоев, а также повышается диапазон выбора параметров сварки.

https://www.youtube.com/watch?v=DqRvaDfc7xE

7 Elitech ИС 250 – универсальный по типу питания сварочный автомат

Сварочник Elitech может работать, как бензиновый аппарат. В местностях, где наблюдаются перебои с электричеством, а также на полевых объектах такому оборудованию буквально нет альтернативы. Этот бензиновый агрегат обладает отличными мощностными характеристиками. Он может использоваться длительное время без обязательных перерывов в работе. Если Elitech ИС 250 планируется эксплуатировать, как бензиновый сварочник, следует позаботиться о приобретении для него качественного бензогенератора. Особых требований к нему нет. Чтобы бензиновый агрегат без сбоев функционировал, будучи запитанным от генератора, мощность последнего должна находиться на уровне 5,5–6 кВт.

Таблица показателей Elitech ИС 250

Полуавтоматические сварочные модели

Сварочные аппараты полуавтомат используются для частных работ, бытовых, для ремонта кузова автомобилей. Конструкция такой сварки состоит из:

• Выпрямителя;
• Трансформатора;
• Привода, который подает проволоку;
• Рукава, оборудованного горелкой;
• Баллона с газом.

Сварочный процесс происходит при помощи проволоки, плавящейся в электрической дуге. Регулировать ток можно ступенчато. Полуавтоматические модели могут работать с газом или без (есть возможность переключения), исключительно с газом, либо совершенно без газа.

К преимуществам подобных аппаратов можно отнести высокую производительность, отличные швы, которые получаются на разнообразных материалах.

К минусам таких аппаратов относят то, что они разбрызгивают металл, огромные затраты материала на угар.

Выбор модели

Напряжение сети. Бывает одно- или трехфазным. Для непромышленного применения рекомендуется аппарат на 220 В или универсальная машина «220/380». Большинство аппаратов могут выйти из строя или перестать варить из-за перепадов напряжения. В связи с этим инверторы комплектуются защитой от скачков напряжения. У бытовых агрегатов диапазон шире на 10—15%, а профессиональным моделям нужно напряжение 165—270 В.

Напряжение холостого хода. Эта характеристика определяет способность аппарата разжигать электрическую дугу и поддерживать ее горение. Чтобы дуга возбудилась, напряжение должно быть примерно в 1,5—2,5 раза больше напряжения стабильного горения электрической дуги.

Мощность. В паспортах часто указывается максимальная мощность источника питания сварочного аппарата, соответствующая максимальным нагрузкам на сеть. Если единицы измерения кВт, значит, говорится об активной мощности, если кВА — о полной мощности, которая обычно выше из-за поправочного коэффициента.

Реальная мощность определяется силой тока, которую способен выдать аппарат. Этот показатель и определяет толщину свариваемого металла и максимальный диаметр электрода.

Класс защиты. В паспорте должен быть 2-циферный код I. P. Индекс среднестатистических источников питания для сварки — IP21-IP23. Двойка говорит, что внутрь корпуса не проникнут предметы толщиной больше 12 мм. Вторая цифра говорит о защите от влаги — 1 — означает, что капли воды, вертикально падающие на кожух, вреда не нанесут; 3 означает, что даже под углом 60 ° вода в корпус аппарата не проникнет. Но варить под дождем запрещено!

Диапазон температур. Согласно ГОСТ, ручная сварка может осуществляться при температуре -40—40 ° C. Однако не все сварочные аппараты удается пустить в работу при температуре ниже нуля градусов. Чаще всего проблемы появляются с инверторами, в которых при минусовой температуре просто загорается сигнализатор перегрузки, и сварочный аппарат выключается.

Работа от генератора. Эта функция пригождается для работы в полевых условиях. Не все аппараты могут питаться от бытовых генераторов с ДВС.

Многие источники питания облегчают удержание дуги: «Антиприлипание на выключении», «Горячий старт», «Форсирование дуги», «Розжиг на подъёме»

Полезно обратить внимание на индикацию параметров, функциональность, широту рабочих регулировок, защиту от перегрузок, качество маркировки, электробезопасность, комплектность, эргономику, ремонтопригодность. Рекомендуется приобрести аппарат с максимумом технических характеристик в паспорте, а паспорт рекомендуется купить на русском языке

Назначение электрода

Таблица видов электродов для сварки.

По назначению электроды разделяют для:

• работы со сталями с высоким уровнем легирующих элементов;
• со средним содержанием легирующих элементов;
• сварки конструкционных сталей;
• пластичных металлов;
• наплавления;
• теплоустойчивых сталей.

Таким образом, можно подобрать электроды для каждой конкретной задачи.

Отдельное внимание следует обратить на защитное покрытие. Обмазка электродов – важная составляющая, к которой предъявляются особые требования

Кроме того для нее характерен определенный состав.

Они представляют собой стержень, покрытый особой оболочкой. Мощность зависит от того, какой у него диаметр.

Наиболее популярными являются электроды УОНИ. Существует несколько марок данного материала и все они используются для ручного сваривания.

УОНИ 13-45 позволяют получать швы приемлемой вязкости и пластичности. Они применяются для сварки при литье и поковки. В составе таких стержней содержится никель и молибден.

УОНИ 13-65 подходят для работы на конструкциях с повышенными требованиями. Они могут осуществлять соединения в любых положениях. Диаметр варьируется от двух до пяти миллиметров, чем он больше, тем больше сварочный ток.

Кроме того соединения, полученные с их помощью, характеризуются высокой ударной вязкостью и в них не формируются трещины. Все это делает их наиболее перспективными в работе с ответственными конструкциями, к которым предъявляются жесткие требования.

Помимо этого данные конструкции оказываются устойчивыми к перепадам температур, вибрациям и нагрузкам

Важной особенностью стержней данного типа является существенная стойкость к действию влаги и возможность длительного прокаливания

Виды покрытия

Покрытия электродов включают следующие составляющие:

• раскисляющие вещества;
• компоненты для стабильного горения дуги;
• элементы, обеспечивающие пластичность, такие как каолин или слюда;
• алюминий, кремний;
• связующие вещества.

Ко всем электродам для точечных или ручных сварочных работ с покрытием предъявляют ряд требований:

• высокая эффективность;
• возможность получение результата с необходимым составом;
• незначительная токсичность;
• надежный шов;
• стабильное горение дуги;
• прочность покрытия.

Виды покрытия электродов.

Выделяют следующие виды покрытий электродов:

• целлюлозное;
• кислое;
• рутиловое;
• основное.

Первый тип позволяет выполнять работу во всех пространственных положениях постоянным и переменным током. Они наиболее широко применяются в монтаже. Характеризуются существенными потерями на разбрызгивание и не допускают перегрева.

Рутиловое и кислое позволяют варить во всех положениях, кроме вертикального, постоянным и переменным током. Второй тип покрытия не целесообразен для работы со сталями с высоким содержанием серы и углерода.

Перечисленные выше типы оболочек подразумевают использование только одного конкретного вида покрытия. Однако возможны сочетания нескольких вариантов. Комбинации могут складываться из нескольких типов в зависимости от решаемой задачи.

Комбинированные оболочки относятся к отдельному классу и их не причисляют к основным четырем видам.

Существует также классификация в зависимости от толщины покрытия.

Каждой толщине присваивается отдельное буквенное обозначение:

• тонкие – М;
• средней толщины – С;
• толстые – Д;
• особо толстые Г.

Конечно же, стержни выбираются в соответствии с поставленными целями. Правильный выбор гарантирует высокое качество выполняемой работы.

https://www.youtube.com/watch?v=AvCg7p3no98

Марки электродов

Расшифровка маркировки электрода.

Существуют различные марки электродов, предназначенные для решения определенных задач. Они характеризуются определенными свойствами, что позволяет подобрать наиболее подходящий материал.

Марка ОК-92.35 характеризуется удлинением в шестнадцать процентов и пределом текучести и прочности в 514 МПа и 250 НВ соответственно. Предел текучести ОК-92.86 составляет 409 МПа.

Марки электродов для ручной сварки Ок-92.05 и ОК-92.26 обладают относительным удлинением в 29% и 39%, а пределом текучести – 319 и 419 МПа соответственно.

Предел текучести ОК-92.58 составляет 374 МПа.

Все вышеперечисленные электроды используются для ручной дуговой сварки по чугуну. В зависимости от того, с каким металлом предстоит работать, выбирают также специальный тип стержня. Например, для меди – АНЦ/ОЗМ2, чистого никеля – ОЗЛ-32, алюминия – ОЗА1, монеля – В56У, силумина – ОЗАНА2 и т.д.

Кроме того, сварщику необходимо также контролировать качество свариваемых деталей. В зависимости от материала, условий работы, положения шва и других факторов, выбирают соответствующий электрод, который обеспечит наилучшее качество соединения.

10 Redbo BLACK-204 – удобный в эксплуатации

Профессионалы называют этот агрегат одним из самых подходящих для любительских работ. Он великолепно держит дугу, экономит электрическую энергию, гарантирует получение однородного соединения.

Таблица показателей Redbo BLACK-204

Сварочный ток	20–200 А
Рабочая температура	От -100 до +400°
Напряжение	190–240 В
Дополнительные функции	горячий старт, противозалипание, форсаж дуги
Длительность включения	40 %

Как вы заметили, в наш обзор не попали сугубо профессиональные сварочные аппараты, для которых нужен трехфазный ток. Такие агрегаты используются в основном на производствах. Хотя при наличии 380 В в вашей домашней сети их допускается эксплуатировать и дома. Владельцев небольших компаний и частных мастерских часто интересует водородный сварочник. Этот агрегат незаменим для получения высокопрочных и герметичных соединений.

В большинстве случаев подобная сварка осуществляется самодельными водородными аппаратами. Они дают возможность соединять изделия из металла, а также разрезать их (в данном случае агрегат функционирует, как плазменный резак). Не коснулись мы и сварочников, которые создаются специально для соединения труб и других изделий из полипропилена. Подобные аппараты мало чем похожи на стандартное сварочное оборудование. Оборудование для пайки полипропилена больше напоминает утюг. Он состоит из нагревательного элемента, ручки и специального регулятора. Последний позволяет выбирать оптимальную температуру для соединения труб из полипропилена.

Основные типы

Сегодня производители аналогичного оборудования предлагают пользователям широкий выбор современных сварочных аппаратов, поэтому решить вопрос — какая сварка лучше для дома, весьма непросто. И дело не в размерах семейного бюджета, а в определенных возможностях мобильных агрегатов, о которых и пойдет речь в дальнейшем.

Трансформатор

Какой же лучше сварочный аппарат выбрать для домашних нужд, чтобы он был экономичным и соседи не жаловались, что у них отключаются бытовые приборы от резкого падения напряжения в сети. Понижающий трансформатор имеет простую конструкцию, а регулировка тока происходит путем изменения расстояния между обмотками агрегата.

На выходе получаем переменный ток, способствующий разбрызгиванию расплавленного металла при соединении. Масса аппарата большая, поэтому он не всегда удобен для использования в домашних условиях, но цена его намного меньше по сравнению с другими агрегатами для сварки.

От исполнителя требуется опыт и определенные навыки, иначе шов будет некачественным. Еще один существенный недостаток — снижается напряжение в сети, что чревато для бытовой техники.

Выпрямители работают с любыми видами электродов.

Коротко об инверторе

Как же выбрать экономичный сварочный инвертор для дома и дачи — для этого надо ознакомиться с основными техническими характеристиками изделия. Практически все модели имеют надежную защиту от перепадов напряжения и продолжают работу при их появлении, но отключаются при сильном нагреве.

Возможности намного шире, чем у трансформаторов, да и масса меньше, что позволяет легко их переносить во время использования. Основное преимущество в том, что любой пользователь, не имея опыта и практических навыков, сможет пользоваться агрегатом, уверенно варить металлические конструкции на дачном участке или в частном домостроении.

Полуавтоматическая сварка

Отличается автоматической подачей проволоки для припоя, в продаже встречаются такие модели:

• соединение металлов при защите облаком инертного газа;
• сварка под флюсом;
• использование порошковой проволоки;
• универсальные изделия.

Отличаются аппараты по конструкции горелки, которая регулирует подачу присадки в сварочную ванну. В комплекте идет отдельный автомат для перемещения проволоки к зоне сварки или он уже встроен в устройство изначально.

Аппараты инверторного типа

Середину уверенно занимают изделия отечественных производителей и из КНР, поставляющую самую дешевую продукцию большого ассортимента, но внимательно читайте техпаспорт, не все параметры указаны верно.

Когда приобретаете бюджетную модель инвертора, помните, что функциональные возможности аппарата довольно ограничены, а регулировка силы тока находится в узком интервале.

Выпрямительные аппараты для сварки — чем отличаются от трансформаторов

Для увеличения эффективности проведения сварочных работ, трансформаторные аппараты были модернизированы, в результате чего появились выпрямители. Отличительная особенность между трансформаторной сваркой и выпрямителем заключается в подаче на создание дуги не переменного тока, как в первом случае, а постоянного. Варить постоянным током не только легче, но еще и шов получается гораздо качественнее.

Чтобы сделать из трансформаторного аппарата выпрямитель, в конструкцию понижающего трансформатора добавили диодный мост, состоящий из кремниевых или селеновых диодов. За счет этого моста происходит преобразование переменного тока в постоянный. Сварка постоянным током позволяет получить устойчивую дугу, а также исключить возникновение разбрызгивание металла. Для работы с выпрямителями подходят любые виды электродов.

Выпрямительные сварочные устройства поспособствовали расширению сферы их применения. С их помощью можно работать не только с низколегированными сталями, но и чугуном, цветными металлами, нержавейкой и т.п.

Это интересно! На выпрямительных сварочных аппаратах используются не только диодные, но и тиристорные блоки, способствующие преобразованию входящего переменного тока в постоянный.

Исходя из вышесказанного следует выделить ряд следующих преимуществ выпрямительных аппаратов для сварки:

1. Простота применения. В отличие от трансформаторных устройств, на выпрямительных установках могут без особого труда научиться работать новички
2. Получение более качественного сварочного шва
3. Расширенный список видов металлов, которые подлежат сварочному соединению посредством выпрямителя
4. Относительная дешевизна, что связано с их конструктивными особенностями

Если говорить о недостатках, то они у выпрямителей также имеются. Главный минус их в том, что они имеют такие же большие габариты, как и трансформаторные. В случае перепадов входного напряжения, происходит оказание негативного влияния на качество сварочного соединения. Несмотря на малое количество недостатков, встречаются сегодня выпрямительные сварочные аппараты не часто. Хотя их производство продолжается и сегодня, однако это вопрос времени, так как уже достаточно давно были разработаны более усовершенствованные разновидности сварочных устройств.

Это интересно! Выпрямительные устройства подходят для той категории людей, которые имеют ограниченный бюджет на приобретение аппарата, и при этом хотят научиться пользоваться им.

Конструктивные особенности

Все сварочные аппараты начиная от ручного электродугового варианты до аргонной модели TIG, имею несколько базовых элементов в комплектации:

• источник питания в виде трансформатора, выпрямителя или инвертора:
• он преобразует ток, добиваясь нужных вольтамперных характеристик;
• элемент питания скрыт в металлический заземленный корпус, в некоторых вариантах на нем установлены ручки или другие крепления для транспортировки;
• на задней панели корпуса есть штекерные разъемы или провода для подключения к сети;
• на передней планке выведен тумблер включения сетевого напряжения, ручка или кнопка регулировки силы тока, а также штекерные разъемы положительной и отрицательной полярности.

Помимо общих элементов комплектации, есть общепринятые обозначения, помогающие определить тип прибора:

• AC – переменный ток;
• DC – постоянный;
• MMA – дуговая сварка ручная с единичными электродами;
• TIG – ручной вариант с вольфрамовым неплавящимся электродом и
• аргоном;
• MIG/MAG –дуговая модель полуатомат с плавящейся проволокой и с подачей газа, при это проволока подается в автоматическом режиме;
• ПВ – время до отключения аппарата во избежание перегрева.

Аппараты для сварки делятся на несколько больших подгрупп: трансформаторные, выпрямительные или инверторные.

Лучший бюджетный сварочный аппарат инверторного типа Wert SWI 190 (TIG, MMA)

• два типа сваривания;
• Hotstart;
• защита от электродного залипания.

Универсальный инструмент лидирует в рейтинге лучших бюджетных моделей инверторного типа. Агрегат работает по TIG и MMA технологии. Мощность невелика – 3,5 кВт, но и стоит инструмент недорого – меньше 3000 рублей. Наибольшая токовая сила – 190 А.

Благодаря компактности, легкости (масса меньше 2,5 кг) ценится монтажниками, выполняющими высотные работы. Среди полезных опций – хот-старт, защита от залипания электрода, возможность регулировки форсирования дуги.

Малогабаритный прибор подойдет для сваривания на весу, на высоте.

Wester MIG 140i (MIG/MAG, MMA)

Универсальный инвертор создан для воспроизведения ручного и полуавтоматического режима сварки. С применением аргона или углекислого газа можно создавать качественные соединения заготовок из стальных и алюминиевых сплавов. При разной толщине металлов шов получается ровный. Встроенная катушка не выступает за габариты корпуса, что предотвращает случайные повреждения. В стандартной комплектации с инвертором предлагается проволока, щиток и молоток с присоединенной щеткой. Электроника поддерживает стабильность тока с высокой точностью в диапазоне от 40 до 140 А. Опытом эксплуатации сварочного аппарата подтверждена возможность применения электродов до 4 мм (максимум по сопроводительной документации – 3,2 мм).

При сварке деталей необходимо учитывать рекомендованное производителем распределение технологических циклов: 60% – работа, 40% – перерыв для снижения температуры. Для изменения силы тока и скорости подачи тока используют удобные ручки с яркой шкалой положения переключателя. Светодиоды обеспечивают индикацию включения в сеть и перегрева.

Плюсы:

• один из лучших по надежности инверторов с учетом оценок пользователей;
• автоматический и ручной режим (MIG/MAG и MMA);
• минимальный уровень шума;
• проработанная система охлаждения;
• неплохой запас по мощности (4,7 кВт);
• надежный стальной корпус с защитными накладками на углах;
• стабильность тока.

Аргонодуговые модификации

Аргонодуговые аппараты имеют неплавящийся электрод, сделанный из вольфрама. Они могут быть специализированными, специальными или универсальными. Чаще применяются в промышленности на оборудованных рабочих местах.

Применяют при работе с нержавейкой, алюминием, латунью, медными элементами, титаном и сплавом магния. Подходит только для профессионального использования, поэтому новичку с агрегатом не справиться.

Выделяют три подтипа аргонодуговых моделей в зависимости от уровня автоматизации:

1. Автоматизированный, где перемещение горелки и подачу проволоки реализует машина с дистанционным управлением. Есть роботизированные варианты, не требующие присутствия оператора.
2. Ручной. Управление и процесс сварки осуществляется сварщиком, который применяет вольфрамовый неплавящийся электрод.
3. Механизированный. Горелкой управляет сварщик, а подача регулируется автоматизированным способом.

Аргонодуговые модели преимущественно используют на крупных предприятиях и заводах.

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.

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.

Инверторы

Отличие сварочных аппаратов инверторного типа заключается в более высокой частоте. Данная модель была разработана для сварки в условиях постоянного напряжения, обеспечиваемого присутствием электрогенератора и соединительных проводов.

Плюсы:

• высокий КПД;
• малогабаритность;
• лёгкий вес;
• удобство эксплуатации;
• высокий уровень качества работы;
• высокая устойчивость электродуги;
• изначально ровная поверхность стыков;
• возможность работы в значительном диапазоне тока;
• устойчивость к перегрузкам;
• возможность использовать новичкам;
• универсальность в отношении электродов.