Какой сварочный аппарат выбрать?

Для строительства и ремонта, для создания цельных долговечных конструкций из металла мы привыкли использовать сварочный аппарат. Далеко не все способны работать с данным видом электрооборудования в силу своего не знания работы со сварочным аппаратом (инвертором, выпрямителем, трансформатором и прочее). В данной статье рассмотрена классификация наиболее частого применения сварочного оборудования как в быту так и в профессиональных работах.

Инвертор

Инвертор – аппарат постоянного тока. Питающее напряжение на входе выпрямляется, а потом преобразуется в переменное напряжение, которое и подается на трансформатор. Т.к. частота напряжения высокая, порядка 20-45кГц, то появляется возможность использовать трансформатор малых размеров и массы. Инверторы отличаются малым весом (от 3кг), своими габаритами, малой зависимостью от входного напряжения.

Основным достоинством инвертора является его мобильность, что позволяет использовать инвертор для монтажных работ, как в стационарных, так и в полевых условиях. При их применении потери электроэнергии снижаются в десятки раз, а КПД составляет 85-90%.

По сравнению со сварочными аппаратами, которые работают на частоте сетевого напряжения 50Гц, инвертор способен использовать ток высокой частоты (несколько десятков килогерц).

Для улучшения качества и комфорта сварочных работ, инверторы оснащены схемами стабилизации, усиления поджига дуги и защиты, от очень низкого или высокого питающего напряжения. Инверторы, как правило, обладают более высоким напряжением холостого хода 85-90В.

Как известно уже всем, сварочным аппаратом можно не только варить, но и резать металл. Там, где угловая шлифмашина (болгарка) не достает, с легкостью справиться инвертор. Инвертором сможет работать даже самый не опытный пользователь, а вот трансформатором не каждый справиться. Поэтому тот, кто научится работать с инвертором, не всегда сможет работать трансформатором, а обратное действие вполне возможно и реально.

Идеальный инвертор – это инвертор, у которого на выходе имеется синусоида, такие инверторы важны для телекоммуникационных, измерительных приборов, медицинской аппаратуры.

На практике и в быту широкое применение нашли инверторы с аппроксимированной синусоидой. Т.е. синусоида больше приобретает форму трапеции. Инверторы с идеальной синусоидой дороже в несколько раз по сравнению с аппроксимированной синусоидой.

Нет таких приборов, устройств какие бы не имели недостатки. Инвертору так же присущи некоторые недостатки. Основной критерий – высокая стоимость. Высокая стоимость обусловлена компактностью и мобильностью аппарата, удобством эксплуатации, наличием большого количества электронных компонентов. Если прибегнуть к теории вероятности, то наличие большого количества электронных компонентов влекут за собой быстрый выход из строя аппарата, чем простые трансформаторы и выпрямители. Но если должным образом следить за аппаратом, то ничего такого не произойдет. Инверторы очень бояться влаги и пыли. Т.к. в корпусе смонтирован куллер (иногда и несколько) для охлаждения, он может тянуть на себя как пыль, так и влагу. Особенно опасна металлическая пыль, попадая на токопроводящие части, инвертор может перегореть. Поэтому, работать болгаркой вблизи инвертора крайне опасно.

Трансформаторный сварочный аппарат переменного тока

Трансформаторные сварочные аппараты - простые по конструкции, надежные и недорогие. Сварочные аппараты данного типа неприхотливы, предназначены для сварки черных металлов встык и внахлест. Данный тип аппаратов является одним из самых распространенных. Покрытие применяемого электрода предназначено для защиты сварной ванны. Здесь, применяются плавящие электроды с рутиловым или фтористо-кальциевым покрытием.

Переменный ток, поступая в первичную обмотку, вызывает намагничивание сердечника. Проходя вторичную обмотку, магнитный поток сердечника вызывает в ней переменный ток более низкого напряжения, чем ток, который поступает на первичную обмотку. Чем больше количество витков на вторичной обмотке, тем больше напряжение и наоборот.

Основные характеристики трансформаторных аппаратов:

• напряжение питания, эти аппараты чувствительны к изменению питающего напряжения. При понижении напряжения – выходные характеристики существенно ухудшаются. Напряжение питания 220В, 220/380В однофазное или 220/380 трехфазное;
• напряжение холостого хода, напряжение на выходе трансформатора без нагрузки.
• Чем выше напряжение холостого хода, тем легче зажигается дуга и тем она стабильнее в работе. Нормальная работа, зависит от типа применяемого электрода и холостого напряжения. Для разного типа электродов для нормальной работы требуется разное напряжение холостого хода;
• сварочный ток регулируется ступенчато или плавно. Чем выше значение тока, тем большего диаметра электрод можно применять. В основном, необходимо 30 – 40А на каждый миллиметр диаметра электрода;
• диапазон диаметров электродов колеблется от 1,5мм. Возможный диапазон используемого электрода зависит не только от максимального значения тока, но и от вольтамперной характеристики аппарата.

КПД сварочных трансформаторов невысок — нечасто встречаются трансформаторы, превышающие 80% барьер КПД. Проводя сварочные работы с трансформаторным аппаратом сложно добиться высокого качества шва. Во всяком случае, все минусы сварочных трансформаторов компенсируются невысокой стоимостью и неприхотливостью.

Трансформаторный сварочный аппарат (выпрямитель) постоянного тока

Сварочные выпрямители очень похожи по дизайну и конструктивным особенностям на предыдущие аппараты. Переменный ток выпрямляется, но при этом теряется часть мощности. Конструкция такого типа аппарата сложнее, тяжелее и дороже. Зато, работая на постоянном токе, ощущается более комфортная работа и дуга стабильнее. Кроме сваривания черных металлов возможна работа с нержавеющей сталью и цветными металлами, применяя определенные типы электродов. Постоянный ток обладает полярностью, поэтому необходимо это учитывать при выборе и подключении электродов. В профессиональной деятельности частое применение нашли аппараты именного данного типа. Характеристики сходны с предыдущим аппаратом.

Чем же отличаются трансформаторы постоянного тока от трансформаторов переменного тока? Аппаратом постоянного тока варить легче и удобнее, сварной шов получается более ровный и правильный. Дуга аппарата переменного тока имеет небольшие скачки, потому и шов получается, несколько деформирован, но это не столь важно, если использовать его в бытовых условиях. Принцип действия работы выпрямителя основан на возможности полупроводников пропускать через себя электрический ток только лишь в одном направлении.

Трансформаторные аппараты неприхотливы в работе, по сравнению с инвертором. Инвертор, требует к себе более тщательного ухода и очень чувствителен к изменению напряжения. У аппаратов постоянного тока более мощная дуга, бытовая сеть переменного тока для таких аппаратов не подходит. Поэтому аппарат обладает выпрямителем, который преобразует ток в постоянный.

Сварочный полуавтомат в среде инертного или активного газа

Сварочные полуавтоматы более сложные конструктивно и дорогостоящие. Зато, они берут своей производительностью и удобством пользования. Широкое применение аппаратов данного типа нашли в автомобильной промышленности, да и в целом в ремонте автомобилей. Сварочный полуавтомат предназначен для сварки железа, стали, нержавеющей стали, алюминия, чугуна.

Рабочим инструментом здесь служит горелка, через которую подается проволока. Проволока для полуавтоматов — используется нержавеющая, стальная, флюсовая и алюминиевая.

Применение проволоки с обмеднением лучше.

Подача защитного газа к объекту сварки позволяет вытеснить кислород, не давая кислороду, окислять сварочный шов.

Аппарат полуавтоматической сварки состоит из трансформатора с крутопадающей вольтамперной характеристикой, выпрямителя, привода проволоки и рукава с горелкой. Сварка выполняется с помощью проволоки, обычно 0,6 – 1,2мм толщиной из различных металлов в среде защитного газа. Ток на выходе регулируется обычно ступенчато, реже плавно. Помимо этого регулируется и подача проволоки. Режим работы устанавливается комбинацией этих двух параметров. За редким исключением регулируется скорость проволоки. Комбинацией этих двух параметров устанавливаются режимы работы.

Основные технические характеристики:

• напряжение питания 220 или 380В, однофазное или трехфазное;
• напряжение холостого хода порядка 35-37В;
• диапазон регулировки тока, чем больше ток, тем выше может быть скорость работы, возможность использовать проволоку большего диаметра. При токе более 165А возможно производить точечную сварку без предварительного засверливания;
• диаметр применяемой проволоки обычно составляет 0,6 – 0,8мм. Материал проволоки выбирается исходя из того, какой материал вы будете сваривать.

У аппаратов работающих как с газом, так и без него требуется переключать полярность горелки. При сварке разных металлов используется разный газ. Баллон подсоединяется к аппарату через редуктор с регулятором (желательно с манометром). Использовать можно промышленные баллоны или специальные фирменные не перезаряжаемые. При различных режимах сварки требуется различное количество защитного газа, подаваемого в сварочную ванну.

При сварке алюминия необходимо учитывать тот факт, что алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому увеличивать скорость сварки не рекомендуется – при этом уменьшается глубина провара. Результата некачественной работы сварки визуально проверить невозможно, поэтому лучше проверять работу керосином. Если после сварки обработанная поверхность не пропускает керосин, то работа выполнена качественно.

Сварочные электроды и проволока

Выбор электродов должен быть осознанным, от выбора зависит и качество самого шва. Как и многие, например, продукты питания, электроды имеют свой срок годности. Поэтому, электроды должны в правильных условиях.

Сварочные электроды делят на:

• плавящиеся (металлические стержни с покрытием, пластины, проволоки, прутки);
• неплавящиеся (вольфрамовые и углеродистые стержни);
• электроды для контактной сварки.

Различие между плавящимся и неплавящимися электродами заключается в том, что неплавящиеся электроды изготавливаются из сверхтугоплавкого материала (вольфрам или графит) и, тем самым, плавят присадочный материал (проволоку). Плавящиеся электроды приобрели обратный принцип действия, который не предусматривает использование присадочного материала. Сам электрод, плавясь, выполняет данную функцию, основа их – сварочная проволока.

Электроды могут отличаться полярностью, покрытием, родом тока, материалом. Чаще всего используют электроды с основным и рутиловым покрытием. Использование электрода с основным покрытием делает шов прочным, хорошо защищенным от окисления. Для нормальной работы с такими электродами необходимо как минимум напряжение холостого хода 60-70В.

Для использования электрода с рутиловым покрытием необходим меньший ток, чем для электродов с основным покрытием. Следовательно, можно использовать менее мощный сварочный аппарат, а исходя из мощности аппарата, можно сказать, что менее дешевый. Для электродов с целлюлозным покрытием требуется весьма дорогостоящий аппарат, они часто используются для сварки труб. Для большинства работ, связанных с низкоуглеродистой сталью – рутиловые электроды самые предпочтительные. При работе с ответственными конструкциями лучше использовать электроды с основным покрытием.

Особенно трудно разжечь дугу, когда пользователь не опытный. Поэтому нужно тщательно выбирать аппарат, а применяемые электроды должны соответствовать стандартам. Если говорить об инверторах, то они самостоятельно обеспечивают стабильность выходного тока при изменении напряжения питания сети. Если вы помните, ранее было указано, что инверторы – самые продвинутые сварочные аппараты. Не удивляйтесь, что, купив сварочный аппарат, вы не можете нормально что-либо заварить. Да электроды могут быть хорошими и качественными, но в силу своей не опытности, аппарат вы могли подобрать не соответствующий данным электродам. Следовательно, нужно подбирать электроды уже меньшего диаметра, т.к. ток сварки может быть меньшим на вашем аппарате и здесь уже с более толстыми видами электродов данному аппарату не справиться.

Что касается сварочных полуавтоматов, то здесь часто применима проволока – омедненная стальная. Но полуавтоматом можно варить как, нержавейку, так и алюминий, только вот для таких целей нужна соответствующая проволока и газ.

Доля газа аргона, для сварки алюминия занимает все 100%, для сварки стали – газовая смесь из аргона (80%) и двууглекислого газа, для железа – углекислый газ.

К тому же, с некоторыми аппаратами возможно применение и порошковой проволоки, здесь уже можно обойтись и без защитного газа.

Какой сварочный аппарат выбрать?

Выбор сварочного аппарата, зависит от сварного материала, с которым вы чаще всего будете работать. На заметку, чем больше выходное напряжение и ток, тем больше возможностей у сварочного аппарата, можно сваривать более толстые металлы. Но не обольщайтесь, что, купив аппарат с очень большой силой тока вам подвластны все толщины материалов. Чем больше ток, тем меньший цикл работы, тем быстрее сработает термостат. При этом обязательно ознакомьтесь с инструкцией и обратите внимание на время беспрерывной работы (цикл работы).

Выбор аппарата должен быть с запасом тока порядка 15-30%, для более уверенной и комфортной работы. А вдруг придется варить электродами 3.25мм с током 160~180А? Позаимствовав сварочный аппарат у соседа, вы понимаете, что немного не рассчитали с характеристиками аппарата.

Конечно же, можно сваривать и электродами в 4мм и током в 150-160А, но шов получится не качественным. А для такого рода электродов ток сварки должен быть примерно 180-200А.

Что нужно учесть при выборе сварочного аппарата? Тяжелый сварочный аппарат – не есть самым весомым аргументом для принятия решения. Современные аппараты много меньше размера, способны выполнять такой же объем работы, что и громоздские трансформаторы.

От какой сети будет запитан аппарат? Чаще всего на производстве – это 380В, в быту — 220В. Стоит сразу отметить — если напряжение в сети скачет, то лучше выбрать сварочный инвертор, т.к. другой сварочный аппарат сгорит.

Какой металл будет подлежать сварке? Для цветного металла и чугуна необходим сварочный выпрямитель или генератор, т.к. здесь требуется постоянный ток. Для работ с тонким металлом кузова автомобиля лучше – полуавтомат.

При выборе сварочного аппарата особое внимание следует уделить на продолжительность включения (рабочий цикл) – соотношения непрерывной работы к времени отдыха. Для статистки, в странах СНГ эталоном есть 5 минут, в Европе – 10 минут. Если в процентное соотношение указано 40%, то рабочий цикл вычисляем так: берем эталон 5 минут это 100%. Для нашего случая 40% рабочий цикл, тогда 5мин.*0.4 (40%)=2 минуты непрерывной работы и 3 минуты отдыха. Для стран Европы те же 40%: 10*0.4=4 минуты непрерывной работы и 6 минут отдыха.

Не прогадайте, сделайте правильный выбор!