Изучаем виды сварочных аппаратов. Виды и типы сварочных аппаратов

При выборе сварочных аппаратов и ознакомлении с их характеристиками приходится сталкиваться со специальными терминами, значение которых желательно знать, чтобы не ошибиться в выборе. Вот некоторые из них.

AC (англ. alternating current) - переменный ток.
DC (англ. direct current) - постоянный ток.
MMA (англ. Manual Metal Arc) - ручная дуговая сварка штучными электродами. Известна у нас под названием РДС.
TIG (англ. Tungsten Inert Gas) - ручная сварка вольфрамовыми неплавящимися электродами в среде защитного газа (аргона).
MIG/MAG (англ. Metal Inert/Active Gas) - полуавтоматическая дуговая сварка плавящейся электродной проволокой в среде инертного (MIG) или активного (MAG) газа с автоматической подачей проволоки.
ПВ (ПР, ПН, ПВР) - продолжительность включения - время, которое аппарат способен работать при определенном токе (ток указывается вместе с ПВ) до автоматического отключения из-за перегрева. Значение ПВ указывается в процентах по отношению к стандартному циклу, принимаемому равным 10 или 5 минутам. Если ПВ равно 50%, это означает, что при цикле 10 минут, после 5 минут непрерывной работы требуется 5 минут простоя для охлаждения аппарата. Этот параметр может быть равен и 10%, поэтому на него нужно обязательно обращать внимание. В понятия: продолжительность включения (ПВ), продолжительность работы (ПР), продолжительность нагрузки (ПН) вкладывают разный смысл, но суть одна - непрерывность сварки.

Сварочный трансформатор - это устройство, преобразующее переменное напряжение входной сети в переменное напряжение для электросварки. Основным его узлом является силовой трансформатор, с помощью которого сетевое напряжение снижается до напряжения холостого хода (вторичное напряжение), составляющего обычно 50-60В.

Простая для понимания схема сварочного трансформатора имеет следующий вид:

Простая схема сварочного трансформатора: 1 - трансформатор; 2 - реактор с переменной индуктивностью; 3 - электрод; 4 - свариваемая деталь.

Для ограничения тока короткого замыкания и устойчивого горения дуги трансформатор должен иметь круто падающую внешнюю вольт-амперную характеристику (. Для этого либо используют трансформаторы с увеличенным рассеянием, вследствие чего сопротивление при коротком замыкании оказывается у них в несколько раз больше, чем у обычных силовых трансформаторов. Либо в цепь с трансформатором с нормальным рассеянием включают реактивную катушку с большим индуктивным сопротивлением - дроссель (дроссель может быть включен не в цепь вторичной обмотки, а в цепь первичной, где меньше ток). Если у дросселя можно изменять индуктивность, регулируя её, изменяют форму внешней вольт-амперной характеристики трансформатора и ток дуги I 21 или I 22 , соответствующий напряжению дуги Uд.

Регулирование сварочного тока . Сила тока в сварочных трансформаторах может регулироваться изменением индуктивного сопротивления цепи (амплитудное регулирование с нормальным или увеличенным магнитным рассеянием) или с помощью тиристоров (фазное регулирование).

В трансформаторах амплитудного регулирования, необходимые параметры сварочного тока обеспечиваются перемещением подвижных катушек, магнитных шунтов или с помощью отдельной реактивной катушки как на рисунке выше. При этом синусоидальная форма переменного тока не изменяется.

Схема сварочного трансформатора с подвижными обмотками: 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная, 3 - стержневой магнитопровод, 4 - винтовой привод.

Схема сварочного трансформатора с подвижным магнитным шунтом: 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная, 3 - стержневой магнитопровод, 4 - подвижный магнитный шунт, 5 - винтовой привод.

Может быть простое переключение количества используемых витков обмотки трансформатора, для уменьшения напряжения холостого хода и следовательно тока сварки.

Трансформаторы с тиристорным (фазовым) регулированием состоят из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора с двумя встречно-параллельными тиристорами и системой управления. Принцип фазового регулирования состоит в преобразовании синусоидальной формы тока в знакопеременные импульсы, амплитуда и длительность которых определяются углом (фазой) включения тиристоров.

Схема сварочного трансформатора с тиристорным управлением. БЗ - блок задания, БФУ - блок фазового управления.

Применение тиристорного фазорегулятора позволяет получить сварочный аппарат, характеристики которого выгодно отличаются от характеристик трансформатора с амплитудным регулированием. В более сложных схемах управления, чем на рисунке выше, формируется переменный ток прямоугольной формы. А при этом, например, достигается повышенная скорость перехода импульса через нулевое значение, вследствие чего уменьшается время безтоковых пауз и повышается устойчивость горения дуги и качество сварного шва. Что нельзя сказать про осциллограмму изображенную выше, на ней безтоквые промежутки больше чем у трансформаторов с амплитудным регулированием и качество сварки хуже.

Другое достоинство тиристорных аппаратов заключается в простоте и надежности силового трансформатора. Отсутствие стальных шунтов, подвижных частей и связанных с ними повышенных вибраций делает трансформатор простым в изготовлении и долговечным в работе.

По типу питающей сети сварочные трансформаторы бывают однофазными и трехфазными. Последние, как правило, могут подключаться и к однофазной сети. На рисунке ниже представлены однофазный и трехфазный трансформаторы с регулированием тока магнитным шунтом.

Достоинства и недостатки сварочных трансформаторов . К достоинствам сварочных трансформаторов относятся сравнительно высокий КПД (70-90%), простота эксплуатации и ремонта, надежность и дешевизна.

Список недостатков более обширен. Прежде всего, это низкая стабильность горения дуги, обусловленная свойствами самого переменного тока (наличие безтоковых пауз при переходе электрического сигнала через ноль). Для качественной сварки необходимо использовать специальные электроды, предназначенные для работы при переменном токе. Отрицательно сказываются на стабильности горения дуги и колебания входного напряжения.

Сварочным трансформатором нельзя варить нержавеющую сталь, которая требует постоянного тока, и цветные металлы.

Если мощность сварочного аппарата переменного тока достаточно велика, его вес может доставлять определенные трудности при переносе трансформатора с места на место.

И, тем не менее, недорогой, надежный и неприхотливый сварочный трансформатор - не такой уж плохой выбор для дома. Особенно в том случае, если варить приходится редко, а средств на покупку более функциональной модели не хватает.

Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители - это аппараты, преобразующие переменное напряжение сети в постоянное напряжение электросварки. Существует множество схем построения сварочных выпрямителей с различными механизмами формирования выходных параметров тока и напряжения. Используются различные способы регулирования тока и формирования внешней вольт-амперной характеристики выпрямителей (про вольт-амперную характеристику читайте в конце статьи) : изменение параметров самого трансформатора (подвижные катушки и секционированные обмотки, магнитные шунты), использование дросселя, фазное регулирование с помощью тиристоров и транзисторов. В наиболее простых аппаратах регулирование тока осуществляется трансформатором, а для его выпрямления используются диоды. Силовая часть таких аппаратов состоит из трансформатора, выпрямительного блока на неуправляемых вентилях и сглаживающего дросселя.

Блок-схема сварочного выпрямителя: T - трансформатор, VD - выпрямительный блок на неуправляемых вентилях, L - сглаживающий дроссель.

Трансформатор в такой схеме используется для понижения напряжения, формирования необходимой внешней характеристики и регулирования режима. К более современным и совершенным устройствам относятся тиристорные выпрямители, в которых регулирование режима обеспечивается тиристорным выпрямительным блоком, осуществляющим фазовое управление моментом включения тиристоров. Формирование необходимых внешних характеристик производится введением обратных связей по сварочному току и выходному напряжению.

Блок-схема сварочного выпрямителя: T - трансформатор, VS - тиристорный выпрямительный блок, L - сглаживающий дроссель.

Иногда тиристорный регулятор устанавливают в цепи первичной обмотки трансформатора, тогда выпрямительный блок может быть собран из неуправляемых вентилей - диодов.

Блок-схема сварочного выпрямителя: VS - тиристорный выпрямительный блок, T - трансформатор, VD - выпрямительный блок на неуправляемых вентилях, L - сглаживающий дроссель.

Полупроводниковые элементы выпрямителей нуждаются в принудительном охлаждении. Для этого на них помещают радиаторы, обдуваемые вентилятором.

На рисунке ниже приведена схема сварочного выпрямителя, в котором изменение сопротивления трансформатора и регулирование тока обеспечивается с помощью магнитного шунта - его смыканием или размыканием с помощью ручки на передней панели аппарата.

Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя с магнитным шунтом: А - автоматический выключатель, Т - трансформатор, Др - магнитный шунт, Л - светосигнальная арматура, М - электровентилятор, VD - диодный выпрямительный блок, RS - шунт, PA - амперметр.

Однофазные схемы выпрямления переменного напряжения используются в цепях с небольшой потребляемой мощностью. По сравнению с однофазными, трехфазные схемы обеспечивают существенно меньшую пульсацию выпрямленного напряжения. Работа трехфазной мостовой схемы выпрямления Ларионова с использованием диодов, применяемая во многих сварочных выпрямителях, показана на рисунке ниже.

Достоинства и недостатки сварочных выпрямителей . Основное преимущество выпрямителей, по сравнению с трансформаторами, заключается в использовании в них для сварки постоянного тока, обеспечивающего надежность зажигания и устойчивость горения сварочной дуги и, как следствие, более качественный шов. Имеется возможность варить не только углеродистую и низколегированную, но и нержавеющую сталь, и цветные металлы. Немаловажно и то, что сварка выпрямителем дает меньшее количество брызг. В сущности, этих преимуществ вполне достаточно для однозначного ответа на вопрос, какой сварочный аппарат выбрать - трансформатор или выпрямитель. Если, разумеется, не принимать во внимание цен.

К недостаткам следует отнести относительно большой вес аппаратов, потерю части мощности, сильную "просадку" напряжения в сети при сварке. Последнее относится и к сварочным трансформаторам.

Сварочные инверторы

Слово "инвертор" в своем исходном значении означает устройство для преобразования постоянного тока в переменный. На рисунке ниже приведена упрощенная схема сварочного аппарата инверторного типа.

Блок-схема сварочного инвертора: 1 - сетевой выпрямитель, 2 - сетевой фильтр, 3 - преобразователь частоты (инвертор), 4 - трансформатор, 5 - высокочастотный выпрямитель, 6 - блок управления.

Работа сварочного инвертора происходит следующим образом. Переменный ток частотой 50 Гц поступает на сетевой выпрямитель 1. Выпрямленный ток сглаживается фильтром 2 и преобразуется (инвертируется) модулем 3 в переменный ток с частотой в несколько десятков кГц. В настоящее время достигаются частоты в 100 кГц. Именно этот этап является самым важным в работе сварочного инвертора, позволяющим добиться огромных преимуществ по сравнению с другими типами сварочных аппаратов. Далее с помощью трансформатора 4 высокочастотное переменное напряжение понижается до значений холостого хода (50-60В), а токи повышаются до величин, необходимых для осуществления сварки (100-200А). Высокочастотный выпрямитель 5 выпрямляет переменный ток, который совершает свою полезную работу в сварочной дуге. Воздействуя на параметры преобразователя частоты, регулируют режим и формируют внешние характеристики источника.

Процессы перехода тока из одного состояния в другое контролируются блоком управления 6. В современных аппаратах эта работа выполняется транзисторными модулями IGBT, являющимися самыми дорогими элементами сварочного инвертора.

Система управления с помощью обратных связей формирует идеальные выходные характеристики для любого способа электросварки (про вольт-амперную характеристику читайте в конце статьи) . Благодаря высокой частоте, вес и размеры трансформатора снижаются в разы.

По своей функциональности выпускаются инверторы следующих типов:

• для ручной дуговой сварки (ММА);
• для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом (TIG);
• для полуавтоматической сварки в среде защитных газов (MIG/MAG);
• универсальные аппараты для работы в режимах ММА и TIG;
• полуавтоматы для работы в режимах ММА и MIG/MAG;
• аппараты для воздушно-плазменной резки.

Как видно, значительную часть объема занимают радиаторы системы охлаждения.

Достоинства инверторов . Достоинства сварочных инверторов велики и многочисленны. Прежде всего, впечатляет их малый вес (4-10 кг) и небольшие размеры, позволяющие легко перемещать аппарат от одного места сварки к другому. Это достоинство обусловлено меньшим размером трансформатора благодаря большой частоте преобразуемого им напряжения.

Исключение из схемы силового трансформатора позволило также избавиться от потерь на нагрев обмоток и перемагничивание железа сердечника и добиться высокого КПД (85-95%) и идеального коэффициента мощности (0,99). При сварке электродом диаметром 3 мм потребляемая из сети мощность для сварочного аппарата инверторного типа не превышает 4 кВт, а для сварочного трансформатора или выпрямителя эта цифра равна 6-7 кВт.

Инвертор способен воспроизводить практически все виды внешних вольт-амперных характеристик. Это означает, что с его помощью можно выполнять все основные виды сварок - MMA, TIG, MIG/MAG. Аппарат обеспечивает сварку легированных и нержавеющих сталей и цветных металлов (в режиме MIG/MAG).

Аппарат не требует частых и длительных охлаждений при интенсивной работе, как этого требуют другие бытовые типы сварочных аппаратов. Его ПВ достигает 80%.

Инвертор обладает плавной регулировкой сварочных режимов в широком диапазоне токов и напряжений. Он имеет значительно более широкий, чем у обычных аппаратов, интервал регулировки сварочного тока - от нескольких ампер до сотен и даже тысяч. Для бытового пользования особенно важны малые токи, позволяющие производить сварку тонкими (1,6-2 мм) электродами. Инверторы обеспечивают качественное формирование шва в любых пространственных положениях и минимальное разбрызгивание при сварке.

Микропроцессорное управление устройством обеспечивает устойчивую обратную связь по току и напряжению. Это позволяет обеспечить полезнейшие и удобнейшие функции Arc Force, Anti Stick и Hot Start. Суть всех их состоит в качественно новом управлении сварочным током, позволяющим сделать сварку максимально комфортной для сварщика.

• Функция Hot Start (горячий старт) обеспечивает автоматическое увеличение тока в начале сварки, облегчающее поджог дуги.
• Функция Anti Stick (анти-залипание) является своего рода антиподом функции Hot Start. При соприкосновении электрода с металлом и возникновении угрозы его прилипания, сварочный ток автоматически снижается до тех значений, которые не вызывают расплавления электрода и его приваривания к металлу.
• Функция Arc Force (форсирование дуги) реализуется тогда, когда происходит отделение большой капли металла от электрода, сокращающей длину дуги и грозящей залипанием. Автоматическое увеличение сварочного тока на очень короткое время препятствует этому.

Эти удобные функции позволяют сварщикам невысокой квалификации успешно справляться со сваркой самых сложных металлоконструкций. Для тех, кто хоть раз поработал со сварочным инвертором, вопроса - какой сварочный аппарат лучше - не существует. После трансформатора или выпрямителя работа с инвертором превращается в удовольствие. Больше не нужно "долбить" электродом, чтобы зажечь не желающую зажигаться дугу, или судорожно отрывать его, если он намертво приварился. Можно просто поставить электрод на металл и, отрывая его, спокойно зажечь дугу - не беспокоясь о том, что электрод может привариться.

Инверторные сварочные аппараты можно применять при больших падениях напряжения сети. Большинство из них обеспечивают сварку в диапазоне сетевого напряжения 160-250В.

Недостатки сварочных инверторов . Трудно говорить о недостатках такого совершенного устройства, каким является сварочный инвертор и, тем не менее, они есть. Прежде всего, это относительно высокая цена аппарата и дороговизна его ремонта. При выходе из строя модуля IGBT придется заплатить сумму, равную 1/3 - 1/2 стоимости нового аппарата.

Инвертор предъявляет повышенные требования, по сравнению с другими сварочными аппаратами, к условиям хранения и эксплуатации, обусловленные его электронной начинкой. Аппарат плохо реагирует на пыль, поскольку она ухудшает условия охлаждения транзисторов, которые сильно греются в процессе работы. Их охлаждают с помощью алюминиевых радиаторов, осаждение пыли на которые ухудшает отдачу тепла.

Не любит электроника и низких температур. Любая минусовая температура нежелательна из-за появления конденсата на платах, а минус 15°С могут стать критическими. Хранение и работа инвертора в неотапливаемых гаражах и мастерских в зимнее время нежелательны.

Сварочные полуавтоматы

Говоря о сварочном оборудовании, нельзя обойти вниманием полуавтоматы - аппараты для сварки в среде защитных газов с механизированной подачей сварочной проволоки.

Сварочный полуавтомат состоит из:

• источника тока;
• блока управления;
• механизма подачи сварочной проволоки;
• пистолета (горелки) с рукавом-электропроводом, по которому осуществляется подача защитного газа, проволоки и электрического сигнала;
• системы подачи газа, состоящей из баллона с газом, электромагнитного газового клапана, газового редуктора и шланга.

В качестве источника тока используются сварочные выпрямители или инверторы. Использование последних повышает качество сварки и увеличивает количество свариваемых материалов.

По конструктивному исполнению сварочные полуавтоматы бывают двухкорпусными и однокорпусными. У последних источник питания, блок управления и механизм подачи проволоки размещены в одном корпусе. У двухкорпусных моделей механизм подачи проволоки вынесен в отдельный блок. Обычно это профессиональные модели, поддерживающие длительную эксплуатацию на повышенном токе. Иногда они оснащаются системой водяного охлаждения пистолета.

Сварка полуавтоматом в режиме ММА ничем не отличается от работы с обычным сварочным аппаратом. При использовании режима MIG/MAG электрическая дуга горит между непрерывно подаваемой плавящейся сварочной проволокой и материалом. Углекислый газ (или его смесь с аргоном), подаваемый через пистолет, защищает зону сварки от вредного воздействия кислорода и азота, содержащихся в воздухе. С использованием сварочных полуавтоматов варят высоколегированные и нержавеющие стали, алюминий, медь, латунь, титан.

Полуавтоматическая сварка являются одной из самых современных технологий дуговой сварки, идеально подходящей не только для производства, но и для дома. Полуавтоматы получили широкое распространение в промышленности и быту. Есть информация, что в настоящее время в России до 70% всех сварочных работ производятся именно сварочными полуавтоматами. Этому способствует широкая функциональность оборудования, высокое качество сварки и простота эксплуатации. Сварочный полуавтомат очень удобен для сварки тонкого металла, в частности, автомобильных кузовов. Ни одно предприятие автосервиса не обходится без этого удобнейшего оборудования.

Выбор сварочного аппарата

Выбор сварочного аппарата должен производиться под определенные потребности. Прежде чем отправляться в магазин, необходимо знать ответы на следующие вопросы.

• Какой металл - по марке и толщине - предстоит варить?
• В каких условиях будет производиться работа?
• В каком объеме?
• Каковы требования к качеству работ и квалификации сварщика?
• И, наконец, какая сумма может быть потрачена на приобретение сварочного аппарата?

В зависимости от ответов на эти вопросы и должны быть сформированы требования к приобретаемому оборудованию.

Если варить придется не только углеродистую и низколегированную сталь, но и высоколегированную и нержавеющую, то выбор нужно делать между сварочным выпрямителем и инвертором. Если предстоит сваривать металлы требующие защиты от кислорода или азота воздуха, например алюминий, то потребуется сварка в среде защитных газов, которую может обеспечить полуавтомат с режимом MIG/MAG.

Вообще, если говорить об универсальности оборудования, то лучшим выбором, пожалуй, будет полуавтомат с режимами MMA и MIG/MAG. Его наличие позволит выполнять практически любую работу по сварке металлов, с которой только приходится сталкиваться в обыденной жизни.

Если приходится иметь дело с тонким (тоньше 1,5 мм) металлом, предпочтение следует отдать опять же полуавтомату.

Работа при минусовой температуре, особенно при значениях ниже 10-15 °C, нежелательна для инверторов. Плохо сказывается на них также сильная запыленность. Вывод таков. Если работать предстоит при очень низких температурах в условиях большой запыленности, возможно, не останется иного варианта, как выбрать сварочный аппарат без суперсовременной электроники - сварочный трансформатор, выпрямитель на диодах или полуавтомат на базе последнего.

Высокие требования к качеству сварки и низкая квалификация сварщика однозначно склоняют к выбору сварочного инвертора с его удобством в работе и функциями Arc Force, Anti Stick, Hot Start.

Большой объем работ требует от сварочного аппарата высокой ПВ (продолжительности включения), иначе слишком много времени уйдет на простои во время его охлаждений. ПВ - одна из характеристик, которые отличают бытовые сварочные аппараты от профессиональных. У последних она достаточно велика или достигает даже 100%, что означает, что аппарат может работать без перерыва как угодно долго. Если говорить о бытовых моделях, то ПВ инверторов значительно превосходит ПВ сварочных трансформаторов и выпрямителей. В качестве минимального значения ПВ лучше принять 30%.

Выбирая сварочный аппарат, нужно подумать и о соседях. Если варить придется много, а напряжение в сети низкое и неустойчивое, для дома следует выбрать сварочный аппарат с учетом потребляемой им мощности. Постоянное мигание лампочек, происходящее при работе мощных сварочных трансформаторов и выпрямителей, возбуждает всеобщую ненависть к соседям-сварщикам. Инвертор с его экономным потреблением энергии и функцией противозалипания электрода не повредит добрососедским отношениям. При контакте электрода со свариваемым металлом сварочный трансформатор просаживает питающую сеть, инвертор же просто уменьшает сварочный ток (напряжение на клеммах), плюс инвертор более работоспособен при низком напряжении сети.

Основные требования к источникам тока для сварки

Чтобы отвечать своему предназначению, источники тока должны удовлетворять определенным требованиям, к основным из которых относятся следующие:

• напряжение холостого хода должно обеспечивать зажигание дуги, но не быть выше значений, которые являются безопасными для сварщика;
• источники питания должны иметь устройства, регулирующие сварочный ток в необходимых пределах;
• сварочные аппараты должны иметь заданную внешнюю вольт-амперную характеристику, согласующуюся со статической вольт-амперной характеристикой сварочной дуги.

Дуга может возникать либо в случае пробоя газа (воздуха), либо в результате соприкосновения электродов с последующим их отведением на расстояние нескольких миллиметров. Первый способ (пробой воздуха) возможен только при больших напряжениях, например, при напряжении 1000В и зазоре между электродами в 1 мм. Такой способ возбуждения дуги обычно не применяется из-за опасности высокого напряжения. При питании дуги током высокого напряжения (более 3000В) и высокой частоты (150-250 кГц) можно получить пробой воздуха при зазоре между электродом и деталью до 10 мм. Такой способ зажигания дуги менее опасен для сварщика и его нередко используют.

Второй способ зажигания дуги требует разности потенциалов между электродом и изделием 40-60В, поэтому применяется чаще всего. Когда электрод соприкасается с изделием, создается замкнутая сварочная цепь. В момент, когда электрод отводится от изделия, электроны, которые находятся на нагретом от короткого замыкания катодном пятне, отрываются от атомов и электростатическим притяжением двигаются к аноду, образуя электрическую дугу. Дуга быстро стабилизируется (в течение микросекунды). Электроны, которые выходят из катодного пятна, ионизируют газовый промежуток и в нем появляется ток.

Скорость зажигания дуги зависит от характеристик источника питания, от силы тока в момент соприкосновения электрода с изделием, от времени их соприкосновения, от состава газового промежутка. На скорость возбуждения дуги влияет, в первую очередь, величина сварочного тока. Чем больше величина тока (при одном и том же диаметре электрода), тем большим становится величина сечения катодного пятна и тем большим будет ток в начале зажигания дуги. Большой электронный ток вызовет быструю ионизацию и переход к устойчивому дуговому разряду.

При уменьшении диаметра электрода (т.е. при увеличении плотности тока) время перехода к устойчивому дуговому разряду еще больше сокращается.

На скорость зажигания дуги влияют также полярность и род тока. При постоянном токе и обратной полярности (т.е. плюс источника тока подключается к электроду) скорость возбуждения дуги выше, чем при переменном токе. Для переменного тока напряжение зажигания должно быть не менее 50-55В, для постоянного тока - не менее 30-35В. Для трансформаторов, которые рассчитаны на сварочный ток 2000А, напряжение холостого хода не должно превышать 80В.

Повторные зажигания сварочной дуги после ее угасания из-за коротких замыканий каплями электродного металла будут возникать самопроизвольно, если температура торца электрода будет достаточно высокой.

Внешняя вольт-амперная характеристика источника представляет собой зависимость напряжения на клеммах и тока.

На схеме источник имеет постоянную электродвижущую силу (Еи) и внутреннее сопротивление (Zи), состоящее из активной (Rи) и индуктивной (Xи) составляющих. На внешних зажимах источника имеем напряжение (Uи). В цепи "источник-дуга" идет сварочный ток (Iд), одинаковый для дуги и источника. Нагрузкой источника является дуга с активным сопротивлением (Rд), падение напряжения на ней Uд=I Rд.

Уравнение для напряжения на внешних зажимах источника получается следующее: Uи = Eи - Iд Zи.

Источник может работать в одном из трех режимов: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание. При холостом ходе дуга не горит, ток отсутствует (Iд=0). В этом случае напряжение источника, называемое напряжением холостого хода, имеет максимальное значение: Uи = Eи.

При нагрузке по дуге и источнику идет ток (Iд), а напряжение (Uи) ниже, чем при холостом ходе, на величину падения напряжения внутри источника (Iд Zи).

При коротком замыкании Uд=0, поэтому и напряжение на клеммах источника Uи=0. Ток короткого замыкания Iк=Eи/Zи.

Экспериментально внешняя характеристика источника снимается измерением напряжения (Uи) и тока (Iд) при плавном изменении сопротивления нагрузки (Rд), при этом дуга имитируется линейным активным сопротивлением - балластным реостатом.

Графическое представление полученной зависимости и есть внешняя статическая вольт-амперная характеристика источника. При уменьшении сопротивления нагрузки увеличивается ток и снижается напряжение источника. Таким образом, в общем случае внешняя статическая характеристика источника - падающая.

Бывают сварочные аппараты с крутопадающими, пологопадающими, жесткими и даже возрастающими вольт-амперными характеристиками. Есть и универсальные сварочные аппараты, характеристики которых могут быть крутопадающими и жесткими.

Внешние вольт-амперные характеристики сварочных аппаратов: 1 - крутопадающая, 2 - пологопадающая, 3 - жесткая, 4 - возрастающая.

Например, обычный трансформатор (с нормальным рассеянием) имеет жесткую характеристику, а возрастающая характеристика достигается путем обратной связи, когда с ростом тока электроника увеличивает напряжение источника.

При ручной дуговой сварке применяются сварочные аппараты с крутопадающей характеристикой.

Сварочная дуга тоже имеет вольт-амперную характеристику.

Сперва с увеличением тока напряжение резко падает, так как увеличивается площадь сечения столба дуги и его электропроводность. Затем с увеличением тока напряжение почти не изменяется, так как площадь сечения столба дуги увеличивается пропорционально току. Потом с увеличением тока напряжение возрастает, так как площадь катодного пятна не увеличивается из-за ограниченного сечения электрода.

При увеличении длины дуги вольт-амперная характеристика смещается вверх. Изменение диаметра электрода отражается на положении границы между жестким и возрастающим участками характеристики. Чем больше диаметр, тем при большем токе произойдет заполнение торца электрода катодным пятном, при этом возрастающий участок сместится вправо (на рисунке ниже показано пунктирной линией).

Стабильное горение дуги возможно при условии, если напряжение дуги равно напряжению на внешних зажимах источника питания. Графически это выражается в том, что характеристика сварочной дуги пересекается с характеристикой источника питания. На рисунке ниже показаны три характеристики дуги различной длины - L 1 , L 2 , L 3 (L 2 >L 1 >L 3) и крутопадающая характеристика источника питания.

Пересечение вольт-амперных характеристик источника и дуги (L 2 >L 1 >L 3).

Точки (A), (B), (C) выражают зоны устойчивого горения дуги при разной её длине. Видно, что чем больше будет наклон характеристики источника, тем меньше будет изменение сварочного тока при колебании длины дуги. А ведь длина дуги поддерживается в процессе горения вручную, потому не может быть стабильной. Вот почему только при крутопадающей характеристике трансформатора колебания кончика электрода в руках сварщика будут не сильно сказываться на стабильности горения дуги и качестве сварки.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Сварка металлов появилась немногим более 100 лет назад, но уже стала неотъемлемой частью жизни. Это отличный способ неразъёмного соединения металлических частей, использующийся очень широко благодаря надёжности, быстроте и минимальным затратам. Сварка применяется в самых разных областях — от создания многотонных масштабных конструкций до микроэлектроники. Давайте разберёмся, какие сварочные аппараты существуют, оценим их плюсы и минусы.

Сварочный аппарат-трансформатор

Наиболее традиционным видом сварочного аппарата, работающего на электричестве, является трансформатор. Основной элемент устройства — понижающий трансформатор, который преобразует напряжение электрической сети в значения, которые нужны для сварки металла. Самой известной методикой изменения силы тока является смещение обмоток. Меняется промежуток между обмотками — меняется и ток. КПД такого аппарата достигает 90%, но часть энергии будет потрачена на нагрев. Стоит трансформатор недорого, надёжен и долговечен, но сегодня сфера применения таких устройств сокращается из-за имеющихся недостатков. К минусам относятся большой вес аппарата, необходимость использовать специальные электроды для переменного тока. Кроме того, чтобы работать с таким сварочным аппаратом нужен немалый опыт, иначе качество шва может серьёзно пострадать.

Сварочный аппарат-выпрямитель

В целом это усовершенствованный вариант сварочного аппарата-трансформатора. Сварочные швы, которые создаются выпрямителем, будут более качественными, сам аппарат недорогой, долговечный, надёжный. Устройство включает понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный блок), элементы для защиты, регулирования и запуска. Переменный ток аппарат преобразует в постоянный, что гарантирует устойчивую и ровную дугу. Это уменьшает разбрызгивание металла, а работать можно с любыми электродами. Выпрямитель позволяет работать с различными видами металла. Сварочные аппараты-выпрямители используются достаточно широко, но у них есть и недостатки: большой вес и серьёзная «просадка» напряжения в электрической сети во время работы.

Сварочный аппарат-инвертор

Подобные сварочные аппараты также называются импульсными. Инверторы сегодня считаются одним из наиболее популярных устройств для сварки. Весят они, в отличие от двух вышеуказанных типов аппаратов, немного, общедоступны и надёжны. включает в себя силовой трансформатор, который приводит напряжение к нужной величине, дроссель-стабилизатор и блок электросхем. Сварочный трансформатор используется высокой частоты, он куда более лёгкий и компактный. К плюсам также можно отнести повышение качества дуги, уменьшение разбрызгивания металла, оптимизацию КПД. Работать с инвертором проще, чем с выпрямителем и трансформатором. Недостатков у сварочных аппаратов-инверторов практически нет, можно отнести к таковым только достаточно высокую стоимость. Главное — бережно хранить устройство в отапливаемом помещении, защищать от влаги, пыли и использовать специальные средства для защиты от скачков напряжения.

Сварочные аппараты-полуавтоматы

Полуавтоматические сварочные аппараты представляют собой более сложные устройства, чем перечисленные выше. В состав конструкции входят: выпрямитель, трансформатор, привод, который подаёт проволоку, баллон с газом, рукав с горелкой. Полуавтоматы могут работать без газа, с газом или переключаться на разные режимы. Если газ не используется, потребуется флюсовая проволока. К плюсам полуавтоматов следует отнести высокую производительность, а также качественный шов и работу с различными металлами. К минусам — большой расход материалов на угар и разбрызгивание металла.

Такое устройство, использующее вольфрамовый электрод, включает в себя комплект горелок, применяющихся с различным напряжением, управляющую схему, источник переменного или постоянного тока для сварки, приспособление для регуляции работы, стабилизатор дуги. Аргонодуговые аппараты используются, если необходимо качественно сварить цветные металлы. К преимуществам таких сварочных аппаратов относится использование взрывобезопасного и негорючего газа, возможность сваривать детали с тонкими стенками, чистая и качественная технология дуговой сварки . Шов получается эстетичный и высокопрочный, а во время работы нет искр. К минусам аргонодуговых аппаратов относится высокая стоимость всего оборудования, малая производительность, особые требования к опыту сварщика, невозможность работать при боковом ветре.

Аппарат для точечной сварки

Применяется при контактной сварке термомеханического класса. Детали располагаются между электродами, сжимаются, нагреваются, после чего надёжно соединяются, совместно деформируясь. Разогревают детали до пластичного состояния с помощью мгновенного импульса тока сварки. К достоинствам точечной сварки относят прочность шва, простоту достижения автоматизации, экономичность. Однако такой сварочный шов получается негерметичным, поэтому не получил широкого распространения.

Аппарат для газовой сварки

В данном случае применяются такие горючие газы, как ацетилен, водород, природный газ. На воздухе такие газы горят хорошо. Сама технология использования газового сварочного аппарата проста. К достоинствам также можно отнести отсутствие необходимости источника электрического тока, то есть работать можно практически где угодно. Кроме того, швы получаются прочными и качественными. Но газовая сварка производится только вручную, скорость работы невысока, как и производительность. Важно также чётко регулировать мощность горелки, уделить достаточно времени подготовке деталей.

Аппарат для плазменной сварки металлов

В этом случае расплавление металла проводится с помощью потока плазмы, то есть газа с заряженными частицами, которые проводят электрический ток. Температура дуги в таких случаях может достигать десятков тысяч градусов. Плазменная сварка относится к одним из наиболее современных методов, такой аппарат безопасен, экономичен в работе. Применяются баллоны с ацетиленом, кислородом, пропаном. Аппарат мобильный, сварочный шов получается минимальным, так как металл практически не деформируется. Однако строит аппарат дорого и применяется пока в основном профессионалами.

Простые по конструкции, надежные и недорогие. Предназначены для сварки черных металлов встык и внахлест. Самые распространенные аппараты. Применяются плавящиеся электроды с рутиловым или основным (фтористо-кальциевым) покрытием. Покрытие электрода предназначено для защиты сварной ванны или придания различных физико-химических свойств сварному соединению (легирование).

Основные характеристики:

• Напряжение питания. Обычно чувствительны к изменению питающего напряжения. При понижении - выходные характеристики существенно ухудшаются. Напряжение питания 220В, 220/380В однофазное или 220/380 трехфазное.
• Напряжение холостого хода. Напряжение на выходе трансформатора без нагрузки. Чем оно выше, тем проще зажигание дуги и тем она стабильнее. Для разного типа электродов для нормальной работы требуется разное напряжение холостого хода. Необходимо это учитывать при выборе электродов. Обычно бывает 45 - 52 В, в отдельных аппаратах делают еще один выход с напряжением порядка 70В.
• Сварочный ток. Регулируется ступенчато или плавно. Чем выше его максимальное значение, тем большего диаметра электрод возможно использовать и больше производительность. Обычно необходимо 30 - 40А на каждый миллиметр диаметра электрода. Для рутиловых электродов ток требуется меньший, а с основным покрытием больший. Так же это необходимо учитывать при выборе электродов.
• Диапазон диаметров электродов. Обычно от 1,5 мм. Для большинства приложений достаточно 2 - 2,5 мм. Возможный диапазон зависит не только от максимального значения тока, но и от вольтамперной характеристики аппарата. Поэтому идентичные по выходным характеристикам аппараты разных производителей могут иметь различные значения максимального диаметра электрода.

Трансформаторные аппараты постоянного тока для сварки плавящимися электродами.

По конструкции похожи на предыдущие аппараты, но на выходе установлены диодный или тиристорный выпрямитель. Переменный ток выпрямляется, но при этом теряется часть мощности. Конструкция более сложная, тяжелая и дорогая. Но работа на постоянном токе более комфортная, дуга стабильнее. Кроме сваривания черных металлов возможна работа с нержавеющей сталью и цветными металлами, применяя соответствующие электроды. Постоянный ток обладает полярностью, поэтому необходимо это учитывать при выборе и подключении электродов. Так же существуют электроды для постоянного тока, есть универсальные. В последнее время многие производители отказываются от производства такого типа аппаратов хобби класса.

Но в профессиональной деятельности они широко применяются.

Характеристики для этих аппаратов совпадают с предыдущим типом.

Аппараты полуавтоматической сварки в среде инертного или активного газа (MIG/MAG).

Более сложные и дорогостоящие аппараты. Но производительные и удобные. Широко применяются в авто ремонте. Небольшой аппарат очень удобен в личном хозяйстве.

Используется для сварки железа, стали, нержавеющей стали, алюминия.

Состоит из трансформатора с крутопадающей вольтамперной характеристикой, выпрямителя, привода проволоки и рукава с горелкой. Сварка производится с помощью проволоки обычно 0,6 - 1,2 мм толщиной из различных металлов в среде защитного газа. Ток на выходе регулируется обычно ступенчато (4,8,16,32 ступени), реже плавно. За редким исключением регулируется скорость проволоки. Комбинацией этих двух параметров устанавливаются режимы работы.

Основные характеристики:

• Напряжение питания. Питание бывает 220 или 380В, однофазное или трехфазное.
• Напряжение холостого хода. Обычно порядка 35-37В.
• Диапазон регулировки тока. Чем больше ток, тем выше может быть скорость работы (при определенном умении), возможность использовать проволоку большего диаметра. При токе больше 165А возможно производить точечную сварку без предварительного засверливания.
• Диаметр используемой проволоки. Обычно используют проволоку 0,6 - 0,8 мм.
• Материал проволоки выбирается исходя из того, какой металл будет свариваться.
• Размер бобины проволоки, устанавливаемой на аппарат. Обычно используются бобины весом 15, 5, 0,8 кг.

Разные модели аппаратов могут работать только с газом, с газом и без газа, только без газа. При необходимости работы без газа используется специальная флюсовая проволока. Это удобно - не требуется баллон, проволока примерно в 5 раз выше. У аппаратов работающих как с газом, так и без него требуется переключать полярность горелки. При сварке разных металлов используется разный газ. Железо - СО2, сталь - смесь СО2 и аргона, алюминий - аргон. 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.

Сварочные аппараты инверторного типа. Инверторы.

Их называют еще импульсными. Эти аппараты были придуманы в 1977 г. Самые продвинутые сварочные аппараты. Очень широко используются во всем мире. В последние годы и в России они приобретают заслуженную популярность.

На базе технологии инверторов сейчас производятся многие виды аппаратов, а также их комбинации. Отличаются очень малым весом (от 3 кг), габаритами, малой зависимостью от входного напряжения. Для улучшения качества и комфорта сварочных работ оснащены схемами стабилизации, усиления поджига дуги и защиты от очень низкого или высокого питающего напряжения. Обладают очень высоким напряжением холостого хода 85-90В. Инвертор - аппарат постоянного тока. Питающее напряжение на входе выпрямляется, а потом преобразуется в переменное напряжение с частотой 20 - 45 кГц, которое и подается на трансформатор. Т.к. частота напряжения высокая, то появляется возможность использовать трансформатор малых размеров и массы. На выходе напряжение выпрямляется.

Все эти достоинства с лихвой компенсируют более высокую стоимость.

Необходимо внимательно относиться к выбору электродов, т.к. от этого зависит качество сварочного шва. Электроды имеют срок годности, а так же должны правильно храниться. Часто пользователи сталкиваются с трудностями, которые при “разборе полетов” на поверку обусловлены плохим качеством электродов, а не качеством сварочного аппарата. Отличные результаты сварки получаются при использовании электродов, рекомендованных производителем сварочного аппарата.

Электроды могут отличаться полярностью, родом тока (переменный/постоянный), покрытием, материалом. Специфические электроды по чугуну, титану, нержавейке и т.д. редко используются в бытовых целях. Часто электроды бывают универсальными по полярности. Чаще используются основное и рутиловое покрытие. При использовании электродов с основным покрытием шов получается прочным и хорошо защищенным от окисления, но для качественной работы требуется напряжение холостого хода порядка 70 В. Некоторые производители делают аппараты с двумя выходами - около 50 В и 70 В для работы разными электродами. Эти аппараты несколько дороже обычных трансформаторов переменного тока, но позволяют получить качество сварного шва и комфорт в работе на уровне аппаратов постоянного тока, являясь при этом значительно более дешевыми по сравнению с последними. Такие аппараты будут хороши как для любителя, так и для профессионала.

Таблица 1.

Средние показатели сварочного тока (Амп)
Диаметр электрода
Электрод с кислотным покрытием
Электрод с рутиловым покрытием
Электрод с целлюлозным покрытием
Электрод с оснóвным (фтористо-кальциевым) покрытием

Таблица 2.

Как видно из первой таблицы для работы электродами с рутиловым покрытием требуется меньший ток, чем для электродов с основным покрытием. Поэтому можно использовать менее мощный, а значит и более дешевый аппарат. Для электродов с целлюлозным покрытием требуется весьма дорогостоящий аппарат, они часто используются для сварки труб. Для большинства работ по низкоуглеродистой стали рутиловые электроды самые предпочтительные. При работе с ответственными конструкциями лучше использовать электроды с основным покрытием.

Из второй таблицы следует что для большинства работ не требуется большая толщина электродов. Самые удобные и позволяющие производить практически любую работу электроды 1,6 - 3,2 мм. 4 и 5 мм электроды используются уже в профессиональных приложениях и чтобы не только поджечь дугу, но и получить действительно качественный и прочный шов требуются большой дорогостоящий аппарат, а главное значительное умение.

Часто после покупке недорогого аппарата на 140-160 А в ценовой категории 2500 - 3500 руб. возникает вопрос: аппарат не варит. Конечно, трудно требовать от такого аппарата серьезных результатов.

Во-первых, аппарат не может сам варить - многое зависит от самого пользователя, от его умения.

Во-вторых, качество применяемых электродов оставляет желать лучшего. Часто применяют электроды позаимствованные на ближайшей стройплощадке, где абсолютно не соблюдаются условия хранения, но в силу того, что техника там применяется мощная - это компенсирует повышенную влажность электродов. Перед работой электроды необходимо прокаливать. В магазинах часто так же продают не совсем качественные электроды. Можно рекомендовать электроды Сычевского завода, Петербургского электродного завода, Ростовского, СТС, ЕСАБ-СВЭЛ, AWELCO и др. Не обязательно применять импортные электроды. Но, как и другие товары - электроды могут быть разного качества.

В-третьих, напряжение питания должно соответствовать указанному в паспорте - это касается любых электрических приборов. Но кроме напряжения существует еще и нагрузочная способность сети. Если подстанция слабая, к ней подключено много потребителей, то напряжение может быть и 220 В, но в момент подключения мощного потребителя (сварочный аппарат, компрессор, станок с мощным двигателем, пусковое устройство для автомобиля и т. д.) происходит просаживание напряжения до 150-170 В, что совершенно не достаточно для работы этих приборов. Компрессор, например, даже не запустится.

В-четвертых, необходимо ориентироваться на мощность аппарата. Как известно мощность это ток умноженный на напряжение. Если говорить о мощности дуги, то необходимо умножить ток дуги на напряжение дуги. В начальный момент, когда аппарат подключен к сети, но работа еще не производится, напряжение между массой и электродом соответствует напряжению холостого хода, которое указано в паспорте или каталоге (non load voltage). Для обычных трансформаторов это примерно 46-50 В для разных моделей. При поджиге дуги начинает течь ток между электродом и деталью. Ток течет установленный пользователем на аппарате, например 150 А, а напряжение дуги уменьшается примерно в 2 раза. Но в зависимости от мощности аппарата это уменьшение будет разным (ток один и тот же). Например у одного аппарата это будет 20В, а у другого 25В.

Соответственно в дугу будет выделяться мощность в первом случае 3 кВт, а во втором 3,75 кВт. Ток установлен один и тот же, а мощность разная - возможности аппаратов разные.

Учитывая все эти факторы необходимо рекомендовать аппарат как минимум с 30% запасом. И чем больше факторов влияет на работоспособность, тем больше этот запас должен быть. Например: нельзя рекомендовать аппарат стоимостью 2500 руб. с максимальным током 150А для уверенной работы электродом 3,2 мм. При достаточном напряжении в сети, качественных электродах и умении пользователя можно рекомендовать его для работы 2,5 мм, а если эти условия не выполняются, то 2 мм. Особенно трудно разжечь дугу при недостаточной мощности и умении - поэтому существует некоторое недовольство покупателей, которые не очень тщательно подошли к выбору аппарата.

Если говорить об инверторах, то в них все несколько проще. Они обеспечивают стабильность выходного тока при + 10% изменении питающего напряжения. Функция Hot Start существенно облегчает поджиг дуги даже при небольшой мощности аппарата. Функция Arc Force помогает стабильно держать дугу. Т.е. аппарат берет на себя часть функций человека. Поэтому для начинающего пользователя - это означает практически гарантированный успех, а для профессионала - повышение качества работ.

Для того чтобы получить стабильную, беспроблемную и длительную работу электродом 3,2 мм классический аппарат должен быть: цена не менее 200 USD, масса 30-35 кг, максимальная потребляемая мощность не менее 5 кВт.

Для тех же самых задач инвертор: 4-5 кг, максимальная потребляемая мощность не более 3,5 кВт. Стоимость для любительских приложений примерно 300 - 350 USD, для профессиональных 450 - 500 USD.

Самая часто используемая проволока для полуавтоматов - стальная омедненная. Но полуавтоматом можно варить нержавейку и алюминий. Для этого применяют соответствующую проволоку и соответствующий газ.

Для сварки алюминия - 100% аргон, стали - газовая смесь из аргона (80%) и двууглекислого газа (20%), железо - только двууглекислый газ.

Также на многих аппаратах возможно использование порошковой проволоки без использования защитного газа. Это очень удобно, но дороже. Хотя если подсчитать расходы на приобретение баллона, заправки его газом (только в специальном месте), транспортные расходы, то для эпизодических работ (особенно для хозяйственных нужд) необходимо рекомендовать использовать порошковую проволоку. Ее использование возможно, если на аппарате указано GAS / NO GAS. Обратите внимание, чтобы работать с газом или без газа необходимо переключить полярность горелки и массы. Изначально обычно установлено для работы порошковой проволокой (см. инструкцию).

Самая распространенная проволока 0,8 мм. Больший диаметр требуется редко и требует дорогостоящего профессионального аппарата и навыков работы для получения качественного сварного шва. 0,6 мм используется для более точных работ или при недостаточной мощности аппарата. Так же как и с электродами, качество проволоки и умение пользователя значительно влияют не только на качество производимых работ, но и на саму возможность их проведения.

Выбор сварочного аппарата.

Зависит во-первых от материала, который необходимо сваривать (переменный / постоянный ток, полуавтомат, аргонно-дуговая). Далее необходимо определиться с выходными параметрами. Чем больше выходной ток и напряжение, тем на большее способен сварочник, тем толще металл можно сваривать или быстрее работать. Но никогда нельзя выбирать аппарат исходя только из максимального значения выходного тока. Чем выше ток, тем больше нагреваются обмотки, тем раньше сработает термостат. Т.е. меньше цикл работы. Поэтому необходимо определиться на каком рабочем токе обычно необходимо варить и выбрать аппарат с запасом (мин. 20-30%).

Например: в основном необходимо работать электродами 2,5 и периодически 3,25 мм. Можно выбрать аппарат с максимальным током 140 А, но гораздо лучше подойдет следующая модель на 150 - 160 А, а чтобы чувствовать себя уверенно в работе лучший вариант - это ~ 180 А. Чтобы работать “четверкой” достаточно 150 А, но качественный шов получится при токе 180 - 220 А и достаточном умении. Также и с “пятеркой”, которую в быту применять нет никакой необходимости, а для профессиональной деятельности требуются совсем другие аппараты, для которых величина выходного тока не единственный важный параметр. Также необходимо обращать внимание на величину цикла работы. Одни производители стремятся снизить цену продукта и снижают цикл работы. Для импортных аппаратов цикл указывается в процентах от 10 мин (30% - значит 3 мин работа, 7 мин отдых при 20С), для отечественных от 5 мин Но для хобби приложений очень высокое значение цикла тоже не нужно, так как при этом сильно увеличивается масса или стоимость или и то и другое. Цикл 10% не очень хорошо. Оптимальное значение 15-20%. Для профессионалов необходимо, чтобы цикл был не менее 60% на рабочем токе. Чем меньше установленный ток, тем выше цикл работы.

Савельев Вячеслав

Дачнику, собственнику частного дома или гаража, вполне доступно выполнять сварочные работы самостоятельно. Выбор типа бытового сварочного аппарата зависит от того, что и как требуется надежно соединить.

Консультации и советы продавцов, конечно, помогут сориентироваться в многообразии коммерческих предложений. Однако личная осведомленность покупателя и самые элементарные знания помогут задать правильные вопросы и понять ответы на них.

В этой статье вы найдете для себя базовую информацию о том, что такое сварка и на чем основан принцип работы сварочного аппарата.

Что такое сварка?

Процесс неразъемного соединения нескольких деталей в единое целое посредством нагрева, деформирования и применения присадочных материалов (электродов) называется сваркой.

Материалы твердых соединяемых компонентов нагреваются до состояния, когда возникают межмолекулярные или межатомные связи в месте сварки. Аналогичного эффекта можно достичь, оказывая давление на поверхности в месте желаемого соединения.

Сочетание давления и нагрева позволяет оптимизировать и регулировать процесс сварки. Причем чем выше температура, тем меньшее требуется давление. При достижении температур плавления материалов соединяемых деталей потребность в давлении на них и вовсе исчезает.

Способ сварки, будучи зависимым от ряда факторов, влияет на выбор сварочного оборудования.

В этой статье мы говорим не о промышленных, а о бытовых сварочных аппаратах, которые можно купить в магазинах. Поэтому ограничимся описанием оборудования, в котором реализуется принцип электродуговой сварки, и сварочных полуавтоматов, для сварки которыми необходима газовая среда.

Принцип работы сварочного трансформатора

Сварочные аппараты этого типа работают на переменном токе, сила которого регулируется путем изменения напряжения с помощью понижающего трансформатора. В итоге обеспечивается надежное питание сварочной дуги, температура которой может составлять несколько тысяч градусов по Цельсию.

В большинстве конструкций понижение напряжения до требуемого для поддержки стабильности сварочной дуги уровня достигается за счет перемещения одной из обмоток по магнитопроводу-сердечнику. Полученное рабочее напряжение, как правило, не превышает 80В при исходных уровнях 220-380В. Индуктивное сопротивление обмоток изменяется и таким образом регулируется величина сварочного тока.

Кроме этой применяются также конструкции с подвижным магнитным шунтом или тиристорами.

Принцип работы сварочного инвертора

Сварочный инвертор преобразует напряжение и обычный переменный ток (частота 50 Гц, напряжение сети 220В) до значений, необходимых для возникновения и поддержания сварочной электродуги.

Схематично это происходит так:

• Сначала переменный ток трансформируется в постоянный с помощью первичного выпрямителя. Для понижения напряжения с 220В до необходимого уровня служит инверторный блок, в котором постоянный ток становится снова переменным, но высокочастотным, как и напряжение.
• В трансформаторе полученное высокочастотное напряжение понижается до оптимального значения. В результате этих преобразований сила тока значительно повышается.
• После оптимизации напряжения высокочастотный переменный ток во второй раз преобразуется в постоянный. Далее его сила регулируется до требуемых величин.

Таким образом, в сварочном инверторе ток и напряжение четко контролируются. Это позволяет плавно регулировать их уровни и выполнять широкий диапазон сварочных работ для соединения деталей даже из самых тугоплавких металлов и сплавов.

Принцип работы сварочного полуавтомата

Электроды тут не нужны. Потому что в сварочном полуавтомате применяется специальная сварочная проволка, которая плавится в газовой среде.

Для облегчения понимания, что такое сварочный полуавтомат, достаточно знать, что это – установка, в которую входят:

• Источник питания, которым может быть сварочный инвертор или сварочный выпрямитель
• Устройство подачи сварочной проволоки
• Сварочная горелка
• Система управления
• Соединительные кабели и шланги

Сварочная проволка через специальное устройство плавно и корректно поступает в сварочную горелку. В место сварки также подается чистый углекислый газ или его смесь с аргоном.

Так что к вышеперечисленным компонентам установки логично добавить и специальные газосодержащие емкости, а также катушки с намотанной сварочной проволокой.

Информация о том, на чем основан принцип работы сварочного аппарата, в зависимости от его типа, надеемся, поможет лучше разобраться в потребительских характеристиках этого необходимого в быту оборудования и сделать оптимальный выбор.

В мире сварки произошла настоящая техническая революция. И это отличный факт, потому что эта революция заключается в появлении на рынке огромного числа новых, удобных и безопасных устройств для сварки самого разного вида. Они позволяют эффективно работать даже новичкам: снизился порог вхождения в профессию. Это весьма позитивное явление.

Но всякая революция несет новые требования: нужно быть в курсе. Нужно знать и разбираться в новом оборудовании и гаджетах, понимать суть новых технологий, уметь выбирать лучшие модели аппаратов по важным для себя параметрам. Предлагаем разобраться со всеми сварочными аппаратами, существующими на сегодняшний день.

Классификация сварочных аппаратов.

Для начала уточним все известные аббревиатуры, связанные со сварочным делом, нам без них не обойтись в дальнейшем.

• AC и DC: это английская аббревиатура, обозначающая переменный и постоянный ток соответственно.
• TIG – сварка ручного типа с аргоном и вольфрамовым электродом.
• MIG и MAG – дуговая сварка полуавтоматического типа с плавящейся электродной проволокой с подачей инертного или активного газа.
• ПВ – русская аббревиатура «продолжительность включения», показывающая время, в течение которого аппарат будет работать не перегреваясь.
• MMA – дуговая сварка ручного типа со штучными электродами.

Виды сварочных аппаратов следующие:

• выпрямители;
• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине.

Трансформатор – ветеран пенсионного возраста

Многие мастера считают трансформаторы устаревшими аппаратами, место которым на заводах утилизации. Есть и другие точки зрения. Попробуем разобраться.

Это действительно самый старый профессиональный сварочный аппарат, применяемый в сварке. Одновременно и самый простой по своему устройству. Главная задача трансформатора – преобразование электрического тока, а если точнее – снижение напряжения до приемлемого уровня для сварки.

Конструкция трансформатора предельно проста: один из самых главных элементов – сердечник. На нем расположены две обмотки – первичная и вторичная. Одна из них работает как статичная, вторая двигается относительно первой, происходит движение одной обмотки на фоне неподвижности другой.

Этот процесс обеспечивает изменение тока в сторону понижения. На этом участке могут быть разные варианты механизма действия, но главное остается одним: снижение напряжения тока для того, чтобы подача тока на дугу была устойчивой.

Сварочный трансформатор.

Особенность трансформаторов – только переменный ток на выходе. Этот факт говорит не в пользу качества сварочного шва. Дело в том, что при переменном токе металл имеет свойство разбрызгиваться в разные стороны. Варить нужно с использованием рутиловых или фтористо-кальциевых электродов, диаметр самых оптимальных сечений – около 1,5 – 2,5 мм.

Электроды нужно выбирать, исходя из максимальной силы тока и напряжения в устройстве.

Как у любого другого технического устройства, у трансформаторов есть свои преимущества и недостатки.

Положительные свойства сварочного трансформатора следующие:

• Они просты в конструкции, и, следовательно, удобны в обслуживании.
• Чрезвычайно высокая надежность.
• Недорогие по стоимости.
• У них довольно высокая производительность – до 90% коэффициента полезного действия.

Теперь сравним их с недостатками трансформатора:

• Массивность: большой вес и крупные габариты.
• Высокий расход электроэнергии, так как много нужно на предварительный разогрев самого аппарата. Охлаждение вентилятором тоже требует немалой энергии.
• Высокая зависимость от сетевого напряжения: при его понижении качество выходного сварочного тока снижается в значительной степени.

И еще один важный фактор. Для того, чтобы варить с использованием трансформаторов, нужны довольно серьезные навыки. Для новичков это непросто, у них часто возникают трудности с удержанием качественной дуги.

Итак, что у нас вышло по трансформаторам: серьезные габариты, высокий расход энергии, нужны предварительные навыки сварки. Стабильность дуги и качество швов не всегда идеальные. Зато дешевые по стоимости. Имеют перспективы? Да, конечно, эти перспективы со временем тают.

Самым подходящим определением будет «уходящие аппараты». Трансформаторы подходят тем, для кого больше всего важны критерии низкой цены, долговечности и надежности.

Выпрямитель – настоящий компромисс

Выпрямитель для сварки.

Этот вид аппаратов является чистой воды техническим компромиссом. Они бывают двух типов – кремниевые и селеновые. По своей конструкции и принципу работы он находится ровно посередине между ветераном сварочного движения трансформатором и устройством нового поколения в виде инвертора.

В основе конструкции выпрямителя все тот же трансформатор. Но он сопровождается дополнительными элементами: выпрямительным блоком, который может быть или тиристорным, или диодным. Главное то, что выпрямитель помогает получить постоянный ток, в отличие от трансформатора.

Постоянный ток проходит по вторичной обмотке в направлении к выпрямительному блоку. Если агрегат оснащен еще и дросселем, сварочный ток и другие показатели могут регулироваться.

Все дополнительные причиндалы, которые оснащают выпрямитель, направлены лишь на одно: повышение стабильности и непрерывности электрической дуги. Ведь хорошая дуга в качестве конечного результата дает качественный шов.

И еще одно весьма немаловажное преимущество выпрямителя из-за простоты в эксплуатации: на нем могут работать новички без особого опыта.

Теперь преимущества выпрямителя по пунктам:

• Возможность работать на аппарате новичкам.
• Высокое качество сварочного шва в итоге.
• Возможность варить чугун и цветные металлы, если использовать подходящие электроды.
• Можно варить нержавейку и низколегированные стали со специальными электродами.
• Стабильная и непрерывная дуга.
• Широкие функциональные возможности, которые позволяют использовать выпрямители в том числе и для домашней сварки в хозяйстве.
• Относительная дешевизна.

Недостатки выпрямителей почти такие же, как у трансформаторов: большие габариты, просадка сетевого напряжения и высокая зависимость от него. Следует заметить, что многие производители бытового электрооборудования потихоньку сокращают производство выпрямителей. Так что можно говорить о тихом уходе и этих аппаратов в дальнейшей перспективе.

Там, где полуавтомат, там и аргон

Полуавтомат для сварки.

Полуавтоматы – это специализированные типы сварочных аппаратов для электродуговой сварки под защитой инертных газов. В основном это аргон, конечно. Дополнительная опция использования полуавтоматов – это сварка с проволокой: такая технология не нуждается в газовой защите.

Суть процесса – выход проволоки из шланга в держателе с одновременным выходом газовой смеси. Во время сварки проволока находится в среде защитного газа, она плавится под действием электрической дуги. Ток и скорость подачи проволоки регулируются.

По своему устройству полуавтоматы сложнее трансформаторов или выпрямителей. Зато они удобнее в пользовании. Это любимые аппараты мастеров в автомастерских, особенно в ремонте кузовов. Среди самодеятельных и кустарных сварщиков полуавтоматы также весьма популярны.

Вот какие части составляют конструкцию полуавтомата:

• Наш старый знакомый трансформатор.
• Еще один старый знакомый – выпрямитель.
• Специальный привод для подачи проволоки.
• Баллон с инертным газом.
• Газовая горелка с рукавом.

Мы уже писали выше, что полуавтомат способен к сварке без защиты газа. В этом случае защитную роль выполняет флюсовая проволока. В принципе это та же проволока для плавления, но благодаря флюсовому компоненту она горит с выделением облака защитного газа. Это облако защищает сварную ванну от окисления воздухом ничуть не хуже, чем внешний аргон или другой инертный газ.

На этом функции флюсового компонента сварочной проволоки не заканчиваются. В нем имеются элементы, добавляющие стабильность электрической дуге. С этой чудесной «флюсовостью» не нужен газовый баллон. Но стоит флюсовая проволока значительно дороже обычной.

Выбор газа зависит от природы свариваемого металла. Железо хорошо вариться с углекислым газом. Сталь предпочитает газовую смесь аргона с углекислотой. Ну а с алюминием лучше всего работать под защитой чистого аргона.

Важным фактором является «легитимность» газовых баллонов: приобретать нужно только проверенные и надежные экземпляры. Даже речи быть не может об экономии денег на качестве газа и газовых смесей для сварки. На чем угодно, только не на газе.

Полуавтомат с газовым баллоном.

Преимуществе полуавтоматов:

• Металл во время сварки практически не разбрызгивается.
• Как следствие – высокое качества сварочного шва.
• Аппарат довольно эффективен – у него высокий КПД.
• Возможность варить тонколистовой металл.

Ну а недостатков намного меньше:

• Высокий расход материалов: проволоки, газовых смесей.
• Немалая стоимость, особенно флюсовой проволоки.

И другие «мелкие» группы

В большом массиве самых популярных видов и типов сварочных агрегатов встречаются узко специализированные и поэтому достаточно малочисленные виды аппаратов, которые обязательно нужно упомянуть, иначе наш обзор не сможет считаться полным и всеобъемлющим.

Устройства для точечной сварки

Точечная сварка – это очень специальный процесс, который относится к контактным технологиям термомеханического класса. Он состоит из нескольких этапов. Первым делом металлические заготовки складывают между электродами, чтобы начать одновременный нагрев с деформацией через давление.

В чем точечность? В мгновенности, ответим мы. Разогрев происходит мгновенным импульсом тока, который нагревает металл до точки плавления. Таким образом формируется жидкая зона металла – общая для обеих заготовок. Подача тока прекращается, а эта зона начинает остывать и отвердевать при продолжающемся давлении. Это давление длится вплоть до полной кристаллизации металла заготовок.

Сварка электродом.

Преимущества точечной сварки заключаются в прочности шва, экономичности и простоте исполнения. Есть только одно отличающее свойство точечного шва: он никак не обладает герметичностью. Поэтому применение точечной технологии ограничено.

Аппараты для газовой резки и сварки

Ацетилен, водород, природный газ – вот главные горючие герои этого метода. Они отлично горят в воздухе. С их помощью металлические заготовки разогреваются до температуры плавления. Если вы почувствуете запах карбида рядом со сварщиком, значит перед вами метод работы с ацетиленом: его получают из карбида кальция и воды. Это газ самый популярный в использовании.

Этот метод несложный для исполнения, не требует дорогого оборудования и, самое главное, обходится без сетевого электричества. Но и недостатки тоже есть: о точности нет речи, производительность работы тоже оставляет желать лучшего: этот способ исключительно ручной.

Устройства для плазменной сварки

Это больше резка, чем сварка. Но принцип процесса – расплавление металла с помощью потока плазмы. Дело в том, что плазма по своей сути – это газ из заряженных частиц, которые работают отличными проводниками тока. Плазма нагревается дугой, что приводит к повышению ее ионизации.

Температура в итоге достигает сумасшедших значений – это десятки тысяч градусов. Резка металла происходит и за счет плавления металла, и за счет вымывания металла из рабочего участка ионизированным потоком высочайшей скорости.

Инвертор со своими фишками

Самая продвинутая и популярная модель аппаратов, в основном благодаря которой произошла революция в сварке. Еще несколько лет назад они расценивались как техническая дорогая и не очень удобная экзотика. Совсем не то сегодня: доступность и простота в использовании – вот главные качества многочисленной группы современных инверторов.

Остальные характеристики также значительно улучшены: уменьшение размеров, отличная дуга, оптимизация энергоемкости и скорости процесса, минимальное разбрызгивание металла и т.д.

Весьма немаловажный «энергетический» нюанс: в сравнении со своими сварочными предшественниками трансформатором и выпрямителем инверторный аппарат потребляет электроэнергии на порядок меньше. Благодаря компактности и легкому весу нет необходимости тратить энергию на нагревание массивных металлических деталей.

Дополнительная экономия происходит за счет быстрого поджигания и ровного стабильного горения электрической дуги.

Инвертор называют импульсным устройством. Он состоит из силового трансформатора для снижения сетевого напряжения, стабилизатора для преобразования тока и комплекта электрических схем. Сетевое напряжение подается на выпрямитель, после которого постоянный ток преобразуется в переменный с высокой частотой.

В дальнейшем этот высокочастотный переменный ток идет на трансформатор, где он снова превращается и идет на дугу с теми характеристиками, которые идеально подходят для сварки здесь и сейчас.

Принципиальная новизна инверторной технологии заключается в достаточно сложной конструкции самого аппарата, которая дает возможность для последовательных процессов преобразования тока следующим образом:

• Из обычной электрической сети поступает переменный ток, который сразу же трансформируется в переменный в выпрямителе. Выпрямитель работает на основе диодного моста.
• Полученный в выпрямителе постоянный ток направляется к инверторной части, играющей роль генератора электрических импульсов высокой частоты. На этом участке силовые транзисторы превращают постоянный ток снова в переменный, но уже с совсем другой частотой – намного выше, чем в первоначальном сетевом варианте.
• Теперь уже высокочастотный переменный ток идет к трансформатору для того, чтобы понизить напряжение и одновременно повысить силу тока. В итоге получается высокочастотный ток с силой, которая отлично регулируется.
• Финишным пунктом для переменного тока является выпрямитель, который в конце концов превращает высокочастотный переменный ток в постоянный. Именно он используется для сварки.

Классификация инверторов

Инверторы подразделяются на виды в зависимости от разных критериев.

Если первой характеристикой сварочных аппаратов является технология сварочного процесса, то классификация следующая:

• инверторы MMA для работы в ручном режиме;
• для полуавтоматической сварки MIG/MAG;
• в среде с защитным инертным газом TIG;
• для плазменной сварки CUT.

Инверторы MMA

MMA сварка.

Предназначены для ручной сварки с помощью покрытых электродов. На эти устройства любо-дорого смотреть, а работать еще приятнее: компактные, небольшого веса, надежные и простые в сервисном обслуживании. Швы в результате получаются аккуратными и самого высокого качества во всех отношениях.

Возможности аппаратов MMA самые широкие, во всяком случае их вполне достаточно для кустарных и домашних нужд – все несложные работы такому аппарату по полечу. Поэтому инверторные устройства типа MMA – самые любимые и популярные для работ дома или на небольшом производственном участке. Это, безусловно, надежный сварочный инвертор и технологический выбор номер один «домашних» задач.

Инверторы – полуавтоматы

Устройство аппаратов полуавтоматического вида посложнее. Они намного мощнее и, соответственно, обладают большим габаритами, причем это касается как веса, так и размеров. Оно и понятно, полуавтоматы используются на производствах, это вовсе не домашние агрегаты – дома работать с ними будет довольно проблематично.

Главная фишка полуавтоматов инверторного типа такая же, как и обычный полуавтомат. Это сварка при помощи проволоки, которая подается на определенной скорости специальным приспособлением в зону формирования шва.

В инертном облаке

Что же касается сварки под защитой инертного газа, то она проводится с помощью инверторов – полуавтоматов еще более сложного типа. Они весьма недешевые по стоимости и также предназначены для промышленного производства, это профессиональные сварочные аппараты.

Как мы уже знаем, полуавтоматы требуют дополнительных материалов и оборудования. Электроды в данной технологии могут быть двух видов: плавящиеся и неплавящиеся из вольфрама.

Инверторы для плазменной сварки и резки

Несмотря на то, что этот аппарат для сварки находится по классификации на этом месте, он совершенно не предназначен для классических сварочных работ – им попросту варить нельзя. Эти инверторы используются на производствах. Главная особенность – это буквально аптекарская точность резки металлических деталей вне зависимости от толщины, они могут резать очень толстые заготовки.

Как инверторы разделяются по своим функциям

Схема сварки в среде аргона.

Классификация сварочного оборудования может проводиться по самым разным критериям. Это относится и к инверторам. Функциональность – самый, пожалуй, удобный критерий для разделения огромного числа моделей на понятные группы.

Для быта

Домашний сварочный аппарат должен обладать определенными характеристиками: компактный, недорогой, с широкими функциями. Среди инверторов таких – великое множество. В основном все они китайского производства, к которым нужно относиться осторожно и грамотно. В чем заключается такой подход: покупать в приличных торговых сетях, внимательно читать спецификации.

Даже если вы купите китайский инвертор приличного, как вам кажется, качества, будьте готовы к тому, что дешевизна любого устройства ведет к его недолговечности. Это классическое правило распространяется не только на китайские товары.

Профессиональные инверторы

И стоят дороже, и делают больше. Эти аппараты предназначены для операций разной сложности, они мощные, с регулированием характеристик сварочного тока, долговечные и надежные. Все они предназначены для работ в промышленных масштабах.

Специализированные инверторы

Само название говорит за себя. Мы уже упоминали устройства для точечной сварки или лазерной технологии. Их также отличают очень высокие качественные характеристики, и они также предназначены для производственных операций.

Главные характеристики инверторных аппаратов

В этих характеристиках нужно хорошо разбираться. Они помогут вам и в работе с инвертором, и в выборе аппарата при его покупке с учетом вашего опыта, рабочих планов и толщины вашего кошелька.

Характеристики инвертора.

Параметры для сварочного аппарата инверторного типа следующие:

• Сетевое напряжение от стандартной электрической сети, на котором может функционировать инвертор. Обычно это два значения: 380В и 220В. Для дома выбирают аппараты, работающие с напряжением в 220В.
• Тип тока, получаемый на выходе инвертора.
• Параметры тока на старте. От этих величин зависит качество и спецификации электродов. Если точнее, то диаметр электродов.
• Мощность аппарата, от которой будет зависеть сила сварочного тока на выходе для сварочной дуги.
• Легкость розжига сварочной дуги, которая зависит от показателя напряжения холостого хода.
• Диаметры электродов, которые должны использоваться на конкретном инверторе.
• Нижний и верхний уровень силы тока, получаемого на выходе устройства.
• Габариты аппарата – размеры и вес. Помним правило: чем меньше габариты, тем меньше мощность устройства, тем ниже будет сила тока на выходе. Если вас интересует инвертор с широкими функциональными возможностями, уберите критерий «компактность» из числа самых первых.

Инверторы – очень современные устройства. Они обладают целым рядом специальных опций, которые предназначены для облегчения работы сварщика. А удобство в работе всегда ведет к повышению качества конечного продукта, чем в нашем случае является сварочный шов.

Именно такие новые функции делают возможной сварку высокой сложности людьми без особого профессионального опыта.

• «Горячий старт» – это подача дополнительного электрического заряда на электрод, что в значительной степени облегчает поджиг сварочной дуги.
• «Антизалипание» – важнейшая функция в особенности для новичков в сварочном деле. При малейших признаках залипания электрода подача тока на него автоматически понижается.
• «Форсаж дуги» – автоматическая подача тока большей силы, если электродный конец находится в нежелательной близости с поверхностями свариваемых металлических заготовок.

Особенности работы инверторов

Высокая надежность в использовании не исключает технических нюансов или сбоев, о которых нужно знать и помнить.

Сварочный аппарат.

Неисправности, встречающиеся во время работы с инвертором, следующие:

• электрическая дуга может потерять стабильность горения;
• электрическая дуга может попросту исчезнуть;
• может начаться сильное разбрызгивание металла во время сварки;
• электрод может прилипнуть к поверхности соединяемых металлических заготовок;
• электропитание прибора может самопроизвольно отключиться;
• аппарат может внезапно сильно нагреться.

Причинами таких сварочных неприятностей могут быть разные факторы. Чаще всего встречаются следующие:

• Вы выбрали «неправильный» электрод: его диаметр не подходит силе получаемого сварочного тока. В результате страдает стабильность дуги.
• Если вы неверно рассчитали силу сварочного тока, металл начнет разбрызгиваться со страшной силой. Уменьшить силу тока, взять электроды с меньшим диаметром – вот что надо сделать для решения проблемы, все просто.
• Распространенная беда – низкое сетевое напряжение, в результате чего даже у опытных мастеров может возникнуть очень нежелательное явление в виде прилипания электродов. Эту же картину дадут слишком длинные электрические провода, которые в силу протяженности обязательно начнут перегреваться. Старайтесь контролировать и длину проводов, и диаметр их сечения – он должен составлять не меньше 2,5 мм².
• Обрыв кабеля – примитивная ошибка, тем не менее встречается довольно часто. Неполный контакт между поверхностями электрода и зажимного устройства относится к этой же группе причин исчезновения сварочной дуги.
• Избыточный перегрев аппарата может возникнуть из-за долгого использования инвертора без перерыва. Такая ситуация закономерна. Если же перегрев происходит после короткого периода работы, нужно проверить и заменить обмотку – скорее всего, она износилась.

Как выбрать сварочный аппарат для дома

Универсальность, компактность, легкий вес, простота в использовании, недорогая цена – вот какой сварочный аппарат хочется иметь дома в качестве собственного агрегата. Большинство покупателей сварочных аппаратов в дом останавливают свой выбор на инверторных моделях.

Это факт вовсе не означает, что трансформаторы или выпрямители перестали покупать. И тому есть причины. Давайте разбираться, какой сварочный аппарат лучше для вас «здесь и сейчас». Виды сварочного оборудования чрезвычайно разнообразные, поэтому делаем выбор с учетом всех персональных потребностей.

Выбираем домой трансформатор:

• Самое главное, на что нужно обращать внимание при выборе сварочного трансформатора для домашней работы, это рабочее напряжение понижающего трансформатора. Они в состоянии работать от сети с двумя характеристиками: или трехфазной, или однофазной со значениями 380/220В. Есть модели универсального пользования, которые могут подключаться к любому виду сети: на 220В, на трехфазную сеть, на фазное напряжение между двумя фазами.
• Следующий по важности параметр – это мощность трансформатора. В этом отношении оптимальными являются аппараты, работающие от сети с напряжением в 380В, они значительно мощнее и почти не вызывают перекосов напряжения в сети. Но далеко не у всех потребителей домашних сварочных аппаратов имеется возможность подключения к трехфазной сети. Следует помнить, что мощность трансформатора не может быть выше предельно допустимой мощности в вашей домашней сети.
• Третий критерий выбора трансформатора – параметры рабочих токов и диаметр требуемых электродов. Если вы собираетесь варить углеродистую сталь, вам вполне будет достаточно диапазона от 80А до 160А, выбирайте электроды от 1 до 6 мм. Конечный выбор электрода зависит от толщины краев металлических заготовок.
• Ну и габариты агрегата. Они, как мы знаем, у трансформаторов весьма внушительные. Но эта внушительность должна вас волновать только в случае, если вы собираетесь перемещаться для проведения сварочных работ. Вы уверены, что будете это делать дома?

Если нужен выпрямитель:

• Для сварочных выпрямителей нужен импульсный выпрямленный ток, тогда они дают возможность варить при устойчивой дуги и без разбрызгивания металла. Помимо этого, при правильном использовании они экономят расходование дорогих электродов. Выпрямленный ток способствует формированию ровного и тонкого сварочного шва.
• Требования и пожелания по сетевому току и напряжению практически такие же, как и с трансформаторами. Они могут работать при обоих вариантах переменного тока, их включают хоть по однофазной мостовой схеме, хоть по трехфазной. Трехфазная схема при использовании выпрямителя предпочтительнее: при ней дуга устойчивее и мощность выше. Поэтому следует ориентироваться на подключение к трехфазной сети в 380В.
• Проверяем и оцениваем принцип регулировки режимов сварки, диаметр требуемых электродов, верхний и нижний уровни сварочных токов.

Или все-таки инвертор?

Конечно, в нем собраны все пожелания домашнего мастера по сварке: широчайшие функциональные возможности, разнообразные режимы сварки – все для счастья человека. Популярности среди широких масс населения этому типу сварочного оборудования не занимать. Цена, правда, высоковата. Но по мнению многих, эта овчинка по-настоящему стоит выделки.

На что обращаем внимание при его выборе домой?

• Главный критерий – также напряжение электрической сети, это те же 220В и 380В. И так же, как в предыдущих случаях, трехфазные модели инверторов являются более мощными. А от мощности устройства зависит его долговечность и срок использования. Ведь чем больше мощность, тем меньше перегревается аппарат.
• Следующий критерий – характеристики токов и режимы сварки. Их выбор будет зависеть только от одного – толщины свариваемых металлических заготовок. В интернете вы сможете найти множество данных о зависимости диаметра сварочных электродов в миллиметрах от значения сварочного тока в амперах. Обычно для домашнего инвертора вполне хватает силы тока от 60А до 160А. К тому же имеющаяся возможность плавно регулировать величину тока позволит вам еще больше повысить качество сварочного шва.
• Еще один важнейший фактор, который нужно учитывать при выборе инвертора в обязательном порядке. Это продолжительность включения ПВ, которая показывает время работы аппарат без перерыва при максимальных значениях тока. Иногда этот показатель называют ПН – продолжительностью нагрузки. Чем выше продолжительность включения, тем дольше инвертор сможет функционировать без перегрева. Вообще-то ПВ можно рассчитать, исходя из чистого времени сварки по отношению к паузам для смены электрода или подготовки материалов. Если, к примеру, в спецификации инвертора указана ПВ в 80%, то чистое время сварочного процесса будет длиться ровно 4 минуты. Затем вам придется сделать паузу длительностью в 1 минуту.
• Следующий критерий всегда указан в паспорте устройства – мощность инвертора. В этой строчке называется уровень номинального сварочного тока, при использовании которого инвертор не будет самопроизвольно выключаться из-за перегрева. Мощность лучше выбирать с запасом: если потребность в номинальном токе составляет 120А, выбирайте аппарат с показателем в 180А. Такой запас позволит вам использовать длинные электрические кабели и, самое главное, вы сможете работать при скачках напряжения с общей сети.
• ДПН расшифровывается как «диапазон питающего напряжения». Этот параметр делает безболезненными перепады напряжения в 20 – 30%, которые встречаются сплошь и рядом в сельской местности.
• Лучшие сварочные инверторы снабжены фирменными дополнительными опциями, которые облегчают работу сварщика – новичка, должны быть особенно важны для вас, если вы – тот самый новичок в сварочном деле. Речь о АП – антиприлипании, ГС – горячем старте, ФД – форсаже дуги. Значимы ли они для вас с вашим текущим опытом – решать вам и только вам.

В качестве резюме пройдемся по главным идеям нашего обзора. Классификация сварочных аппаратов – стройная и понятная система, которая отлично поможет принять решение, какой сварочный аппарат будет самым оптимальным для ваших работ в домашних условиях.

Критериев, определяющих выбор, немного. Если вы учтете их, у вас все получится: вы найдете устройство, которое будет устраивать вас и по сложности конструкции, и по широте функций, и по стоимости.

Желаем дельного похода в магазин, грамотного продавца и хороших помощников рядом.