Изучаем принцип работы сварочного инвертора. Работа сварочным аппаратом
Принцип работы сварочного аппарата
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.
semidelov.ru
Работа сварочным аппаратом
Главная страница » работа сварочным аппаратом
На данной странице вы найдете сведения по теме “работа сварочным аппаратом”, а также ссылки на другие страницы нашего сайта, которые связаны с данной темой. Читайте подробную информацию ниже, чтобы узнать больше, переходите, пожалуйста, по интересующим вас ссылкам, в конце страницы дан список страниц с этой меткой.
Работа сварочным аппаратом является сложным и трудоемким процессом. Научиться этому не каждому будет просто. Вот несколько советов новичку, которые должны помочь в работе.
При использовании бытового сварочного аппарата лучше применять электрод, соответствующий мощности аппарата, так как с большим диаметром аппарат может не потянуть.
Перед началом процесса сварки надо провести электродом пару сантиметров по ровной поверхности, при этом неизбежны брызги искр и вспышки металла. Для качественной работы важно научиться держать дугу. Дуга – заполняет расстояние между свариваемой поверхностью и электродом. Для того, чтобы не было дефектов, необходимо сбить шлак острым специально приспособленным железным молотком сварщика после того, как будет разорвана дуга.
Существует простой способ для ведения шва – это вырисовывать восьмерку – начать снизу вверх и сваривать шов.
Для того чтобы качественно сварить, к примеру, столб, необходимо вначале его “прихватить” в двух местах и только потом доварить весь стык, начиная сварку снизу и вести цифру восемь, не забывая вовремя сбивать шлак.
После этого посмотреть шов на наличие пустот, которые надо проварить второй раз.
Страница 1 из 3123» kovka-svarka.net
Устройство и принцип работы аппаратов для сварки, как выбрать сварочный аппарат
Сварка представляет собой способ соединения и разъединения металлов посредством электротока и основывается на образовании дуги между участком обработки — первый электрод, и подводимой к участку рукоятки — второй электрод, соединенный с соответствующим полюсом электротока. Таким способом выполняется соединение частей, разъединение металлов или разрезание их, сверление и проделывание полостей и отверстий, наплавление слоями.
Дуговая сварка широко применяется, ведь благодаря этой технологии появилась возможность делать неразъемное соединение металлических деталей, а прочность шва при этом такая же, как и у массива материала. Это обстоятельство обусловлено непрерывностью образованных структур и молекулярными сцеплениями между деталями.
Электрическая дуга
Температуру в тысячи градусов Цельсия обеспечивает электрическая дуга, по сути являющаяся коротким замыканием между двумя электродами, расположенными достаточно близко друг от друга. Напряжение, которое подается на электроды, увеличивается, пока не будет пробоя воздуха, являющегося изолятором.
Пробой — эмиссия электронов катода. Разогреваемые током электроны выходят и направляются к ионизированным атомам анода. Затем появляется разряд, ионизируется воздух зазора, образовывается плазма, снижается сопротивление воздушной прослойки, ток усиливается, дуга разогревается, и став проводником замыкает цепь. Процесс получил название «розжиг» дуги. Стабилизируется дуга путем установления требуемого расстояния между электродами и поддержанием характеристик энергоснабжения.
Сваривание металлов
Выбор хорошего электрода и способа сварки крайне важен, так как от него зависит, будут ли его механические свойства аналогичны свойствам основного металла.
Сварочная ванна должна быть защищенной от воздействия воздуха для исключения окисления металла. С этой целью в рабочей зоне создается особая среда, что достигается двумя способами:
- Технология MIG-MAG, когда аргон, гелий или CO2 подается из специального баллона.
- Сжигание обмазки электрода и образование при этом защитного шлакового или шлакогазового «купола».
В процессе горения электродные покрытия связывают и выводят из шва кислород. Вдобавок вещества, содержащиеся в них, помогают ионизировать дугу, рафинируют и легируют металл шва.
В плане стабильности электроснабжения сварка — процесс довольно капризный, ведь требуемый температурный режим находится в прямой зависимости от параметров тока. Должна быть обеспечена устойчивость электрической дуги. Лишь стабильная дуга предотвратит появления дефектов шва, особенно при розжиге и затухании.
Чем свариваемые детали массивнее, тем более глубоким должно быть плавление, большего диаметра применяется электрод, больше силы и мощности требуется для работы. Определить силу тока оператор зачастую может лишь опытным путем, порой ее регулируют в процессе сварки, а иногда жестко фиксируют. Горение дуги от источника постоянного тока стабильнее, без прерываний.
При потреблении постоянного тока отсутствует полярность, образуется меньшее количество брызг металла, а шов получается качественнее. Сварка с переменным током несколько сложнее, потому что для поддержания дуги рабочий должен иметь серьезные навыки, высокого качества сварки в этом случае добиться сложно. Переменным током рекомендуется варить алюминий и его сплавы.
Разные виды аппаратов для сварки имеют разные технические особенности, свои плюсы и минусы.
Инверторы: минусы и плюсы
Это самые молодые сварочные аппараты, их серийное производство было налажено лишь в 1980-х годах. Выпрямители с транзисторным инвертором. В этих источниках электричество многократно меняет характеристики. Когда ток пропускается через полупроводник, то выпрямляется, а потом специальный фильтр сглаживает его. Постоянный стандартной сетевой частоты 50 Гц преобразуется в переменный опять, но уже с частотой в десятки килогерц.
После частотного инвертирования ток идет на миниатюрный трансформатор, где уменьшается его напряжение и увеличивается сила. Затем свою работу начинает выполнять высокочастотный фильтр и выпрямитель — постоянный ток подается на электроды для образования дуги.
Увеличение частоты тока — главное достижение инвертора. К плюсам относится также:
- Высокий КПД (85—95%).
- Возможность питания от обычной розетки.
- Большой период непрерывной работы.
- Широкий диапазон значений силы тока.
- Плавная регулировка тока и напряжения.
- Режим работы контролируется микропроцессорами и управляющими схемами.
- Защита от перепадов напряжения.
- Качественный сварной шов.
- Возможность соединения материалов, с трудом поддающихся сварке.
- Повышенная электрическая безопасность.
Недостатки инверторов:
- Высокая стоимость.
- Плохая реакция на проникновение пыли в корпус.
- Электроника чувствительна к влаге и холоду, что может привести к появлению конденсата.
- Вероятность появления в основной сети помех.
Сварочные трансформаторы
На сегодня это самые распространенные сварочные аппараты, относительно недорогие и простые по конструкции, надежные. Преобразование электроэнергии осуществляется силовым трансформатором стандартной частоты 50 Гц. Ток настраивается механической регулировкой магнитного потока в составном сердечнике. От сети питается первичная обмотка, намагничивается сердечник, и на вторичной обмотке индуцируется переменный ток меньшего напряжения (50—90 В) и большей силы (100—200 А), он формирует дугу. Чем меньше витков на катушках вторичной обмотки, тем меньше напряжение и больше сила тока.
Достоинства:
- Низкая стоимость (в два-три раза дешевле инверторов).
- Простота конструкции.
- Ремонтопригодность.
- Надежность.
Недостатки:
- Большой вес и габариты.
- Из-за переменного тока сложно получить высококачественный шов.
- Трудность удерживания дуги.
- Сравнительно невысокий КПД (не более 80%).
- Невозможность подключения к внутридомовой сети.
Сварочные выпрямители
Сетевой ток в этих аппаратах не меняет частоты и индуцируется на обмотках с понижением напряжения. После преобразования проходит еще через блок селеновых или кремниевых выпрямителей. На электроды идет постоянный ток. Благодаря этому электрическая дуга очень устойчива, без существенных прерываний и скачков.
В большинстве случаев требуется охлаждение вентиляторами. Часто устройства имеют дополнительные дроссели, позволяющие улучшить характеристики исходящего тока, который сглаживается и фильтруется. В комплекте с выпрямителями может быть защитная, измерительная и пускорегулирующая аппаратура. Тут важна стабильность температуры и тока, поэтому устанавливаются ветровые реле, термостаты, плавкие предохранители, автоматы. Наиболее распространены выпрямители на три фазы.
Достоинства сварочных выпрямителей:
- Высококачественный шов.
- Легкость поддержания дуги.
- Минимальное разбрызгивание материала присадки.
- Большая глубина плавления.
- Меньшие габариты и вес в сравнении с трансформаторами переменного тока.
- Возможность сваривания чугуна, цветных металлов, теплоустойчивой стали.
Недостатки:
- Высокая стоимость.
- Необходимость внимательного наблюдения за состоянием системы охлаждения.
- Отсутствие в большинстве случаев возможности питания от бытовой сети.
- КПД меньше, чем у инвертора.
- Относительно сложная конструкция.
Полуавтоматы: характеристика
Сварочная проволока при помощи специального механизма подается в рабочую зону, где в активном газе расплавляется и направляется в сварочную ванну. Газ вытесняет воздух около сварочной ванны, защищает шов от кислорода. Применяется с этой целью углекислый газ, аргон, гелий, комбинации этих газов. С использованием флюсовой проволоки газ можно не подавать в рабочую зону.
Плюсы:
- Легкость сваривания тонколистовых деталей.
- Качество шва, возможность получения «короткого шва».
- Широкий спектр свариваемых материалов.
- Высокая производительность.
- Большой разброс настроек и регулировок.
Минусы:
- Высокая цена.
- Высокая стоимость расходных материалов.
- Необходимо применения баллонов или подключения к специальной сети.
- Трудность работы на улице, где газовую среду нужно защищать от сдувания.
Выбор модели
Напряжение сети. Бывает одно- или трехфазным. Для непромышленного применения рекомендуется аппарат на 220 В или универсальная машина «220/380». Большинство аппаратов могут выйти из строя или перестать варить из-за перепадов напряжения. В связи с этим инверторы комплектуются защитой от скачков напряжения. У бытовых агрегатов диапазон шире на 10—15%, а профессиональным моделям нужно напряжение 165—270 В.
Напряжение холостого хода. Эта характеристика определяет способность аппарата разжигать электрическую дугу и поддерживать ее горение. Чтобы дуга возбудилась, напряжение должно быть примерно в 1,5—2,5 раза больше напряжения стабильного горения электрической дуги.
Мощность. В паспортах часто указывается максимальная мощность источника питания сварочного аппарата, соответствующая максимальным нагрузкам на сеть. Если единицы измерения кВт, значит, говорится об активной мощности, если кВА — о полной мощности, которая обычно выше из-за поправочного коэффициента.
Реальная мощность определяется силой тока, которую способен выдать аппарат. Этот показатель и определяет толщину свариваемого металла и максимальный диаметр электрода.
Класс защиты. В паспорте должен быть 2-циферный код I. P. Индекс среднестатистических источников питания для сварки — IP21-IP23. Двойка говорит, что внутрь корпуса не проникнут предметы толщиной больше 12 мм. Вторая цифра говорит о защите от влаги — 1 — означает, что капли воды, вертикально падающие на кожух, вреда не нанесут; 3 означает, что даже под углом 60 ° вода в корпус аппарата не проникнет. Но варить под дождем запрещено!
Диапазон температур. Согласно ГОСТ, ручная сварка может осуществляться при температуре -40—40 ° C. Однако не все сварочные аппараты удается пустить в работу при температуре ниже нуля градусов. Чаще всего проблемы появляются с инверторами, в которых при минусовой температуре просто загорается сигнализатор перегрузки, и сварочный аппарат выключается.
Работа от генератора. Эта функция пригождается для работы в полевых условиях. Не все аппараты могут питаться от бытовых генераторов с ДВС.
Многие источники питания облегчают удержание дуги: «Антиприлипание на выключении», «Горячий старт», «Форсирование дуги», «Розжиг на подъёме». Полезно обратить внимание на индикацию параметров, функциональность, широту рабочих регулировок, защиту от перегрузок, качество маркировки, электробезопасность, комплектность, эргономику, ремонтопригодность. Рекомендуется приобрести аппарат с максимумом технических характеристик в паспорте, а паспорт рекомендуется купить на русском языке.
tokar.guru
Устройство и принцип работы сварочного аппарата инверторного и трансформаторно типа
Трудно недооценить необходимость сварочных аппаратов в домашнем или дачном хозяйстве. Простота конструкции устройства позволяет производить их сборку самостоятельно.
Однако качество выполняемых работ зависит не только от умений, но и внутреннего устройства изделия. Данная статья посвящена устройству и принципам работы этих аппаратов.
Назначение
Сварочный аппарат относится к классу электрических устройств, предназначенных для формирования напряжения питания сварочной дуги. Принцип работы сварочного аппарата основан на преобразовании напряжения сети в сварочную дугу. Поскольку в дуге присутствуют большие токи (до 250 А), то чтобы их получить используют подход понижения напряжения питания дуги. Основная задача конструкции обеспечить устойчивую дугу, температура горения которой может доходить до нескольких тысяч градусов.
Типы сварочных аппаратов
Существует большое количество классификационных признаков, но в конструктивном плане электрические сварочные аппараты подразделяются на:
- трансформаторные;
- выпрямительные;
- инверторные.
Устройство и принцип работы инверторной сварки
Устройство и принцип работы сварочного аппарата трансформаторного типа предполагают, что поддержание стабильности дуги при сварке происходит путём изменения индуктивного сопротивления вторичной (нагрузочной) обмотки. Это достигается введением реактивной катушки, а в мощных версиях – специальными магнитными шунтами.
Популярное решение состоит в раздвижении катушек, что приводит к изменению магнитного потока, в, свою очередь, к регулированию тока. Выпрямительная схема – самая простая. Регулировку выходного тока организуют с помощью тиристоров. Лучшими нагрузочными характеристиками обладает трёхфазная схема выпрямления.
В сварочном аппарате инверторного типа используется принцип двукратного преобразования переменного в постоянное напряжение. Сложность конструкции оправдывается достижимыми техническими характеристиками, влияющими на конечные характеристики сварочной дуги.
Характеристики
К основным техническим показателям агрегата относятся:
- мощность;
- напряжение питания;
- характеристика холостого хода;
- диапазон тока сварки;
- диаметр поддерживаемых электродов;
- защита от перегрева.
Преимущества сварки постоянным током
Сварочные конструкции, работающие на постоянном токе, более предпочтительны по сравнению с их "переменнотоковыми собратьями". К ним относятся:
- мягкость поджига дуги;
- возможность работы с тонкостенными предметами;
- меньшее разбрызгивание металла;
- создание аккуратно проваренного шва;
- отсутствие неприятного, раздражающего треска.
Эти преимущества достигаются исключением прерывистости при горении дуги, которая объясняется синусоидальным характером выходного тока: дуга пропадает при прохождении нулевого уровня.
Сварочный аппарат инверторного типа – эффективное решение
Принцип работы сварочного аппарата инверторного типа использует преобразование сетевого напряжения в постоянное. Далее происходит преобразование выпрямленного напряжения в высокочастотное.
Именно эту операцию реализует инвертор. Используя широтно-импульсное модулирование (ШИМ) происходит регулирование выходного тока. Этот принцип регулирования основан на изменении длительности выходных импульсов.
Этот агрегат вмещает:
- питание силовой части;
- непосредственно силовую часть;
- ШИМ-регулятор;
- питание слаботочной части;
- управление, защита, индикация.
Достоинства
Инверторный тип сварки обладает рядом преимуществ, благодаря которым он заслужил доверие пользователей и популярность. Вот они:
- малые габариты и масса конечного изделия за счёт отсутствия силового трансформатора;
- плавность регулировки выходного тока, реализованная на основе ШИМ-контроллера, позволяет делать ровный шов;
- возможность запоминания часто используемых режимов из-за наличия устройств памяти;
- широкий спектр нагрузочных характеристик вплоть до плазменной резки.
Недостатками изделия считаются сложность и стоимость конструкции.
Таким образом, учитывая все достоинства и недостатки сварочника выполнение "тонких" сварочных работ следует доверить аппаратам инверторного типа. Но, как всегда, главный выбор за пользователем.
Видео:
Loading ... | Понравилась статья? Нажимай |
rmnt.net
Работа сварочным аппаратом, часть 1
Здравствуйте, уважаемые читатели блога ForgeMika.com
Электродуговая сварка – это, пожалуй, самый распространённый метод получения неразъёмных соединений в изготовлении металлоконструкций. Состоит в быстром и точном расплавлении кромок соединяемых элементов конструкции при воздействии на них электрической дуги. Сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, благодаря которому и происходит плавление металла. Используется для соединения почти всех известных на сегодняшний день металлических конструкционных материалов. В данной статье мы рассмотрим технологию сварки чёрного металла – стали – так как, это наиболее распространённый металл во всех отраслях техники. Сварка чугуна, цветных металлов, несмотря на то, что использует тот же дуговой принцип, сильно отличается от сварки стали и имеет множество особенностей, поэтому данные разновидности производства стоит рассмотреть отдельно.
Сварочная дуга
От источника электрического тока, которым является сварочный аппарат, на соединяемые элементы и сварочный электрод подаётся напряжение. При этом, соединяемая деталь и держатель сварочного аппарата выполняют функции положительного и отрицательного контактов. Какой из них которым контактом в каждом конкретном случае является, мы рассматриваем в специальной статье, посвящённой прямой и обратной полярности при проведении сварочных работ. В результате и происходит возгорание сварочной дуги, обеспечивающей плавку участвующих в создании соединения металлических изделий.
Благодаря высокой температуре дуги (а величина термического излучения возле неё составляет 4,5 – 6 тыс. °С) происходит плавление кромок соединяемых деталей, а также электрода (совместно с его покрытием). Вся эта масса расплавленного металла и составляет сварочную ванну, в которой происходит образование сварочного шва. Большое значение имеет расплавленное покрытие электрода. Образовывающийся при его плавлении газ создаёт изолирующую газовую среду, предотвращающую соприкосновение расплавленного металла с кислородом и азотом из атмосферного воздуха. Вследствие чего, качество металла, образующего сварной шов будет выше. При сварке полуавтоматом аналогичные защитные функции выполняет углекислота, подаваемая централизованным способом в область горения дуги.
Жидкий металл заполняет собой сварочную ванну, а расплавленный шлак накапливается и кристаллизуется поверх шва. После полного застывания, шлаковую корку надлежит удалить с помощью металлических щёток, молотков или шлифовальной машинки.
Сварные соединения, их виды и типы
Несмотря на то, что с помощью сварки можно получать неразъёмные соединения для самых различных деталей и металлоконструкций, их условно можно разделить на несколько групп. Выделяют пять основных групп сварных соединений:
При стыковом соединении рекомендована разделка кромок соединяемых элементов. Особенно она актуальна в тех случаях, если толщина стенок соединяемых деталей 3 мм и более. Разделка возможна двусторонняя, в тех случаях, если провариваться шов будет с двух сторон. В этом случае глубина разделки рекомендуется в районе половины толщины стенки детали. В том же случае, если двусторонняя проварка невозможна, или трудновыполнима технологически, вполне приемлема разделка кромок на большую глубину и проварка с одной стороны, но в несколько проходов (в тех случаях, если деталь толстостенная и за один проход не удаётся сварной шов вывести выше контура детали).
Разделка также необходима для угловых и тавровых соединений, так как, позволяет увеличить катет шва, сделав соединение более качественным и прочным. Нецелесообразна разделка только при соединении внахлёст, поскольку толщина стенки наложенного элемента соединения и так позволяет выдержать нужный катет шва. И бывают на практике случаи, когда разделка технически невыполнима, в этих случаях для увеличения глубины проварки имеет смысл увеличивать величину сварочного тока.
Сборочные работы, предваряющие сварку
Сварные соединения, вследствие больших термических нагрузок подвержены деформационным явлениям, возникающим из-за перепадов температуры. Известно, что после остывания полученные конструкции может «повести». В результате чего могут изменяться углы соединения, плоскостные характеристики, до полного несоответствия может изменяться конфигурация изделия, и могут происходить прочие неприятности. Для того, чтобы избежать этих явлений, при монтаже металлоконструкций используют различные крепёжно-стягивающие приспособления. Это могут быть струбцины, ручные тиски, сварочные плоскогубцы, зажимы и прочее.
Такие устройства заметно облегчают процесс сборки изделия из металла, а также способствуют тому, что возникающие в результате термического воздействия напряжения не «тянут» металл после охлаждения. Также эффективны такие предварительные мероприятия, как прихватка соединяемых деталей точечными швами. Правильное и симметричное расположение точечных соединений позволяет собрать конструкцию, избежав изначальных нежелательных натяжений и последующих перекосов после обваривания.
Сварка электродами с покрытием
Сварные работы являются той разновидностью технической деятельности, в которой любые теоретические познания никогда не заменят практических действий. И квалификация мастера напрямую зависит, в первую очередь, исключительно от его практического багажа. Однако, перед тем как установить электрод в держатель и приступить к работе, некоторые вещи стоит изучить в теории. Например, то,
Как поджечь дугу
Сварочная дуга, как и любая электрическая дуга, может возникнуть, то ли в случае соприкосновения электрических контактов (электрод – деталь), то ли при сведении контактов без непосредственного соприкосновения. Второй способ менее распространён, вследствие особых требований к применяемому для его использования напряжения. Его величина, необходимая для того чтобы произошёл розжиг на расстоянии между электродом и деталью в 1 мм, должна быть порядка 1000 V, а для того чтобы состоялся пробой дуги при расстоянии в 10 мм, напряжение должно быть 3000 V, а частота тока 150-250 кГц. Однако, несмотря на все эти условия, такой способ розжига всё же нередко используется сварщиками, хотя и не получил особого распространения.
В первом случае электрод нужно отводить от детали, выдерживая дугу в «рабочем» состоянии. Такой способ розжига является наиболее распространённым, так как позволяет использовать напряжение электрического тока в интервале 40-60 V. При получении определённых навыков, дуга формируется стабильная и образовывающийся газовый промежуток (между концом электрода и точкой соприкосновения с деталью) быстро ионизируется, давая устойчивый поток электронов между точками контакта.
Как правильно зажигать электрод. Видео на канале «Всё о сварке и самоделках»
Скорость, с которой разжигается дуга, зависит от нескольких факторов:
– силы сварочного тока;
– от длины промежутка времени, в течение которого происходит соприкосновение;
– от диаметра электрода;
– от состава газового промежутка.
Важнейшим показателем в данном случае является величина сварочного тока. Чем выше этот показатель, тем больший размер у катодного пятна, больший ток в начале розжига, тем быстрее будет происходить ионизация и ускоряется возможность перехода к стабильному горению дуги. Меньше времени также нужно для перехода к устойчивому горению дуги нужно при уменьшении диаметра сечения электрода.
Любое последующее поджигание дуги заметно будет упрощаться вследствие нагрева кончика электрода. А самым надёжным и удобным способом розжига является резкое скользящее соприкосновение электрода с деталью (похожее на чирканье). «Чиркать» желательно в области шва (чтобы не оставлять на поверхности металла излишних брызг и следов) и скольжение конца электрода направлять в сторону начала шва, с тем чтобы оттуда начать его планомерное формирование.
В следующей статье «Работа сварочным аппаратом, часть 2» мы рассмотрим такие темы:
- Подбор необходимого диаметра электрода и силы сварочного тока.
- Как располагать электрод при сварочных работах.
- Сварочная ванна.
- Выдерживание необходимого зазора между сварочным электродом и кромками деталей.
- Формирование шва.
- Особенности сварных швов.
- Сварочные операции с листовым металлом и прочими тонкостенными заготовками.
До встречи на страницах блога!
forgemika.com
Работа сварочным аппаратом, часть 2
Подбор необходимого диаметра электрода и силы сварочного тока
Для того чтобы подобрать эти параметры сварочных работ существует ниже приведённая таблица:
Рекомендуемая сила тока для сварки электродом указывается на упаковке. Однако, есть ещё некоторые дополнительные рекомендации. Например: при сварке вертикальных или потолочных горизонтальных поверхностей рекомендуются электроды с диаметром сечения не менее 4 мм. В том случае, если кромки шва разделаны, то для создания корневого шва можно применять электроды меньшего диаметра (2,5 – 3 мм).
Ориентировочную величину сварочного тока рассчитывают по формуле:
I = k•D, где I – сила тока, D – диаметр сечения электрода, k – специальный коэффициент, который подбирают из следующей таблицы:
С помощью этой схемы расчёта рассчитывают показатели для сварочного корневого шва при сварке постоянным током. Но существуют некоторые случаи, когда в расчёты нужно вносить коррективы:
а) при создании вертикального шва, указанная выше формула приобретает следующий вид: I = 0,9•k•D;
b) при создании потолочных швов, дополнительный коэффициент в формулу берут 0,8. И пользуются уже формулой в виде: I = 0,8•k•D. Уменьшение сварочного тока позволяет уменьшить количество расплавляемого металла и ускорить его кристаллизацию;
с) при работе на переменном токе величину полученной по формуле силы тока рекомендуется увеличить на 10-15 А.
Позволим себе ещё некоторые практические рекомендации, полученные эмпирическими методами. При создании сварного шва вертикального расположения сверху вниз, силу тока стоит установить на величину на 5-10 А выше, нежели при сварке снизу вверх. Тип сварочного соединения также оказывает влияние на выставляемую величину сварочного тока. Так, при соединении внахлёст сила тока нужна несколько большая, чем при сварке встык. А также тавровые соединения требуют силы тока большей, относительно используемой для получения стыковых соединений.
Нелишним будет перед началом сварочных работ поинтересоваться теплопроводностью свариваемых материалов. Чем ниже теплопроводность, тем медленнее охлаждается материал в зоне дуги, значит, для того чтобы нагреть металл можно воспользоваться более низкой силой тока. А при обработке заготовок с разными толщинами на разных участках, величина силы тока подбирается по наиболее толстому участку, по его нижнему пределу.
Как располагать электрод при сварочных работах
Электрод рекомендуется держать под углом от 30 до 90 град. к горизонтальной плоскости навстречу шву, или от него. Каждый конкретный случай сварных работ предусматривает отдельное положение электрода, но некоторые рекомендации можно считать общими. Когда электрод удерживают под более крутым углом, то всегда есть риск, что верхний уровень шва может уйти заподлицо материала. Так как, в этом случае металл прогревается глубже, и сварочная ванна может заставить металл растекаться больше. Электрод же в более пологом положении на ванну давит меньше, прогрев менее глубок и шов получается выпуклым. Но с этим тоже важно не переусердствовать, поскольку, сильно наклонённый электрод совсем слабо прогревает материал, и шов получается слишком выпуклым.
Сварочная ванна
Данный компонент сварного соединения необходимо формировать с помощью простых, но важных манипуляций с электродом. Как бы «обходя» концом электрода точку начала сварки после розжига дуги пару-тройку раз круговыми движениями. Также при этом формируется защитное газовое облако вокруг сварочной ванны.
Выдерживание необходимого зазора между сварочным электродом и кромками деталей
Собственно говоря, умение постоянно выдерживать нужную для поддержания горения дуги дистанцию между кончиком электрода и металлом, и есть основной фактор, определяющий уровень квалификации мастера. Заметьте, что все усложняется тем, что электрод постоянно «тает», и движение им должно происходить по линии сварного шва совместно с непрерывным «приближением» держателя к кромкам деталей. И от способности идеально точно выдерживать этот зазор зависит качество получаемого соединения. Притом, что, если зазор меньше, то шов получается выпуклым и не проваренным в глубину, а если зазор будет больше необходимого, то шов будет прерывистым, некачественным и неоднородным.
Формирование шва
Формирование шва происходит в результате заполнения сварочной ванны расплавленным металлом. Как нетрудно догадаться, ванна должна будет заполняться равномерно без вогнутостей в структуре шва, следовательно, подача электрода в область дуги должна производиться равномерно и таким образом, чтобы поступающий металл равномерно плавился и заполнял все свободные участки пространства ванны.
Для этого движение концом электрода сварщиками выполняется по зигзагообразной траектории, описывая зигзаги того или иного вида. Скорость движения конца электрода определяет силу сварочного тока. Большая величина силы тока позволяет более глубокий прогрев и более высокую скорость плавления металла, и, соответственно, большую скорость движения электрода вдоль шва. Когда электрод ведут со скоростью, идеально соответствующей выставленной силе тока, шов получается ровный с аккуратными краями и без дефектов. Но и это достигается только посредством большого количества практики.
Особенности сварных швов
Вертикальные швы
Их формируют двумя методами: двигаясь снизу вверх, и наоборот, сверху вниз. Возможно использование обоих методов, но есть некоторые нюансы. При движении сверху вниз нужно выставлять ток несколько выше, чем в том случае, если двигаетесь в противоположном направлении. Это обусловлено тем, что тепло от дуги в силу законов физики движется вверх, поэтому для эффективного прогрева нижних участков соединения, нужно повышать ток на 5-10А.
Для предотвращения вытекания сварочной ванны, можно варьировать угол наклона электрода. Понижая его, можно сдерживать её содержимое от падения. Если этот метод эффекта не приносит, то можно увеличить скорость движения электрода вдоль шва, при этом несколько повысив силу тока, с тем чтобы интенсифицировать прогрев. И расширить амплитуду зигзагообразных движений, чтобы ванна расширилась.
Горизонтальные швы
Для их формирования направление движения также не имеет принципиального значения. Двигаться можно справа налево или в противоположную сторону. Можем лишь порекомендовать чуть ускорить движение электрода, в том случае если шов и расплавленный металл уходят вниз слишком глубоко. И порекомендуем новичкам в сварном деле не стремиться сделать шов сразу сильно широким за один проход. С первого захода его можно сделать узким, а со второго захода расширить шов.
Потолочные швы
В этом случае исполнителю требуется достаточно высокая квалификация, причём, заметно выше, нежели для горизонтальных или вертикальных швов. Электрод при таких сварочных работах надлежит держать строго вертикально, дугу выдерживать более короткую, а скорость, с которой скользит электрод, стабильной без рывков и задержек. Можно добавить круговых движений при сварке для того чтобы шов расширить, и увеличить сварочную ванну.
Сварочные операции с листовым металлом и тонкостенными материалами
Ток, применяемый для таких работ, должен быть минимальным, при подключении напряжения рекомендуется обратная полярность. Во избежание деформации заготовок следует применять прерывистые, точечные швы и «прихватывать» листовые элементы, не двигаясь в одном направлении, например, справа налево, а вначале закрепить концы соединения, далее посередине, потом располагать точечные швы поочерёдно симметрично относительно центра и так далее.
Если металл очень тонок, то воздействие дугой необходимо минимизировать по времени горения. Розжиг и создание шва должны быть очень короткими, далее электрод отдергивается, и дуга разжигается снова в другой точке. При создании соединения внахлёст обязательно использование прижимных приспособлений для получения максимально плотного прилегания соединяемых элементов. Стыковые швы тонкостенных материалов обязательно предусматривают минимальный зазор между листами (в идеале его не должно быть вообще), и полезно для этих случаев использовать широкую медную подкладочную пластину. Которая обеспечит ровную фиксацию свариваемых элементов и быстрый отвод лишнего тепла (у меди очень высокая теплопроводность!) во избежание прогорания листа.
forgemika.com
Принцип работы инверторного сварочного аппарата
Март 27, 2017
Сварочные аппараты, обладающие громоздкой конструкцией, постепенно уходят в прошлое. Сегодня вместо огромных трансформаторных устройств, которые к тому же значительно понижали напряжение в электрической сети, можно приобрести сварочный инвертор небольших размеров для работы от генератора. Им будет весьма удобно пользоваться там, где нет свободного доступа к обычной электросети.
Использовать данное оборудование будет легко даже начинающим сварщикам. Однако для того, чтобы полностью разобраться в подобной конструкции, следует тщательно изучить принцип работы сварочного аппарата.
Основные сведения, касающиеся устройства изделия
Прежде всего необходимо учитывать, что в инверторном сварочном аппарате электрический ток преобразуется несколько иначе по сравнению с трансформаторной конструкцией. Если в последней все напряжение подается сразу на трансформатор довольно крупных размеров, то здесь ток меняется в ходе нескольких основных этапов.
В роли ключевого преобразователя все равно выступает трансформатор, однако его габариты значительно меньше – по величине он не больше сигаретной пачки.
Еще одним существенным отличием является система управления электронного типа. Благодаря ее использованию удается сделать сам сварочный процесс значительно легче, а швы получаются ровными и аккуратными. За счет этих двух ключевых характеристик инвертор получает положительные отзывы.
Основы функционирования инверторного аппарата для сварки
Принцип работы сварочного инвертора заключается в следующем: входное электрическое напряжение 220 В с частотой порядка 25 Гц поступает в устройство и проходит через выпрямитель, становясь из переменного постоянным. Амплитуда тока одновременно с этим сглаживается за счет установки специального фильтра.
В некоторых случаях его не устанавливают, а вместо него пользуются стандартной схемой на базе конденсаторов из электролитов. Когда электрический ток прошел через это, он подается на манипулятор полупроводникового типа, где вновь становится переменным, однако с более высокой частотой.
Каждая модель имеет собственный показатель работы этого элемента, однако он никогда не будет превышать 100 кГц. Затем напряжение вновь проходит через выпрямитель, доходя до того, чтобы можно было сваривать металлические элементы.
Работа сварочного инвертора базируется на преобразователях высокочастотного типа. Сварочным аппаратом, имеющим подобные устройства в своей конструкции, можно получить ток, сила которого будет достигать 160 А, причем для этого понадобится трансформатор, максимальная масса которого будет составлять всего лишь 250 г. Для сравнения: классический сварочный аппарат для кузовных работ трансформаторного типа весил бы порядка 18 кг, а это не слишком удобно, если от него будет требоваться определенная мобильность.
Основы работы ключевой электронной схемы устройства
Работа с помощью инверторного аппарата для проведения сварных работ подразумевает установку нескольких диодных мостов. С их помощью осуществляется сглаживание импульсов переменного тока, как правило, этого удается добиться благодаря использованию специальных конденсаторов электролитического типа. Напряжение, проходящее через диодный мост в процессе работы устройства, вызывает довольно сильный нагрев этого элемента, потому он располагается на специальных охлаждающих конденсаторах.
Инверторный сварочный аппарат имеет также специальный термопредохранитель, который включается в работу только в том случае, когда диодные мосты разогреваются до температуры минимум 90 градусов.
В непосредственной близости от выпрямительного моста устанавливаются электролитические конденсаторы, чья емкость может находиться в пределах от 140 до 800 мкФ. Еще одним немаловажным элементом является фильтр, отсекающий разного рода радиопомехи.
В большинстве случаев сварочный инвертор для работы от генератора или же от обыкновенной электрической сети предусматривает наличие двух довольно мощных транзисторов. Они позволяют сформировать переменный ток большой частоты, которая может составлять порядка нескольких десятков кГц.
Чтобы не допустить выбросов напряжения, в инверторе располагают защитные цепи, в которых находятся резисторы и конденсаторы. Подготовка сварочного аппарата к работе подразумевает подключение его к электросети и проверку наличия напряжения на выходе.
Стоит отметить, что конструкция потребляет много электрического тока, поэтому следует предварительно позаботиться, чтобы во время работы она была подключена к источнику питания, снабженного заземлением, – это необходимо для соблюдения техники безопасности.
Возможности инверторного сварочного аппарата
Главным положительным качеством является то, что сварщику не придется прилагать много усилий, чтобы переместить инвертор с одного места на другое. Однако на этом положительные характеристики аппарата не заканчиваются. При необходимости в работе с ними можно пользоваться электродами, разработанными и для постоянного, и для переменного тока.
Этот момент является очень важным, когда возникает необходимость соединить между собой чугунные, стальные заготовки и конструкции, выполненные из цветных металлов. Почти все модели оснащены дополнительными опциями, которые позволяют сделать работу гораздо более удобной и простой. В частности, они помогут освоиться со сваркой человеку, который только начинает постигать ее азы.
- Горячий старт предназначен для того, чтобы для формирования дуги получить наиболее качественные параметры.
- Антизалипание подразумевает, что в случае возникновения короткого замыкания или вследствие каких-либо иных причин свариваемый ток, подающийся на электрод, резко снижается до минимального значения, что позволяет не допустить прилипания электрода к заготовке.
- Система, дающая оптимальную силу тока и напряжение в момент, когда металл уходит от электрода, то есть происходит погашение сварочной дуги. Это позволяет не допустить возникновения слишком сильного разбрызгивания металла.
Дуга в сварочном аппарате инверторного типа зажигается гораздо лучше по сравнению с другими аналогичными устройствами во многом за счет того, что выходное напряжение почти не зависит от входного, как это наблюдается в традиционных аппаратах.
При использовании трансформаторной конструкции слишком слабый ток приведет к тому, что электрод будет постоянно прилипать. Настройка на сильный ток в этом случае способна вызвать пережиг заготовок. Работая с инвертором, подобных дефектов аппарата вы наблюдать не будете, однако сварные соединения получатся довольно прочными. В них не будет трещин, раковин, шлаковых скоплений и так далее.
Немаловажной особенностью аппарата инверторного типа является необязательность соблюдения единой длины дуги на протяжении формирования всего сварного шва. В традиционном трансформаторном оборудовании расстояние от электрода до соединения должно быть приблизительно одинаковым – около двух диаметров электрода, в противном случае это приведет к изменению силы тока, что в конечном счете станет причиной получения шва более низкого качества.
В инверторных аппаратах напряжение и сила тока всегда находятся в строго определенных рамках. Еще одним положительным качеством является то, что у инверторов ток постоянный. Длина дуги здесь играет не слишком серьезную роль, что очень важно при проведении работ, особенно если этим занимается сварщик, который только открывает для себя все премудрости сварки.
На сегодняшний день инверторы довольно активно используются как в промышленном производстве, так и в бытовых условиях. Их небольшие размеры и способность работы от генератора позволяют получить качественные соединения даже в довольно труднодоступных местах, где может полностью отсутствовать электроснабжение.
electrod.biz
