Сварочные аппараты — основные виды сварочников, принцип работы, преимущества и недостатки различных моделей, критерии выбора

Занимаясь решением вопроса, как выбрать сварочный аппарат, главная задача пользователя – определить предполагаемый уровень нагрузки, который будет регулярно подаваться на устройство. Для более простых задач подойдут бытовые исполнения техники, для сварки сложных конструкций и металла большой толщины при длительной эксплуатации без отключений рекомендуется приобрести полупрофессиональный или профессиональный агрегат.

Что такое сварка?

Сварка — это технология соединения материалов путём локального нагрева, приводящего к расплаву и смешиванию жидких участков между собой. С помощью этой методики соединяются металлические детали или конструкции, но существуют и технологии сварки полимерных материалов, пластмасс. Истоки этой методики относятся ко времени начала пользования металлом. Первые виды сварки были отработаны во время кузнечных работ, практически единственного в те времена способа обработки металлов. Электродуговая сварка, использующаяся и по сей день, была изобретена в 1881–1882 гг. русскими учёными Бенардосом и Славяновым. С того времени процесс активно изучался и совершенствовался, постепенно достигнув сегодняшнего уровня.

Существуют разные классы и виды сварки, определяемые соответственно формой и видом энергии, затраченной на проведение процесса.

Большинство видов сварки выполняются с помощью специализированного оборудования и используются в ограниченных технологических процессах

Основное распространение получила электродуговая сварка, наиболее простая, применимая практически ко всем металлам, сплавам и соединениям. Принцип действия несложен — между соединяемыми деталями образуется дуга электрического разряда, температура которой настолько высока, что материал плавится. Металл в нагретых участках становится жидким и перемешивается, вследствие чего образуется монолитное соединение на молекулярном уровне. Имеется множество технологических вариантов проведения сварочных работ, но общий принцип не меняется. Достоинства сварных соединений:

• простота, высокая скорость выполнения соединений;
• отсутствие увеличения массы объединяемых конструкций;
• независимость от формы или конфигурации деталей;
• возможность создания герметичного шва;
• процесс происходит почти бесшумно;
• существует возможность механизации и автоматизации процесса;
• стоимость сварки ниже, чем у других способов соединения.

К недостаткам принято относить:

• сварной шов и материал, окружающий его, приобретают значительные остаточные напряжения.
• детали под действием высоких температур изменяют форму и линейные размеры, нарушается плоскость.
• при вибрации или значительных механических (ударных) нагрузках надёжность швов часто оказывается недостаточной.
• качество шва при ручной сварке в значительной степени зависит от уровня квалификации работника.

Альтернативой сварке являются болтовые или заклёпочные соединения, имеющие большую трудоёмкость выполнения и требующие определённой конфигурации деталей. Высокая популярность сварки основана на отсутствии этих недостатков.

Правильно выполненный шов имеет ровную и равномерную форму без лишних брызг и выпуклостей

Качество шва определяется по его форме, отсутствии пропусков, аккуратности.

Шов с пропусками, дефектами и выпуклостями делает поверхность детали неаккуратной и зачастую непригодной к дальнейшему использованию

Область применения

О том, как выбрать сварочный аппарат, задумывается каждый пользователь перед покупкой. На производительность подобной техники в большей мере влияет величина рабочего тока. Существуют бытовые, полупрофессиональные и профессиональные устройства. В первом случае речь идет об агрегатах силой тока не более 200 А, во втором случае значение данного параметра находится в диапазоне от 200 до 300 А.

Сложнее всего решить вопрос, как выбрать профессиональный сварочный аппарат, так как рабочий ток в этом случае может сильно варьироваться в диапазоне с минимальной границей 300 А. Дополнительно к этому важно подобрать исполнение, другие параметры которого также соответствуют подаваемой нагрузке. Область применения полнофункциональных устройств весьма широка: строительство, различные отрасли промышленности, сельское хозяйство и прочее.

Учитывая высокую популярность и огромный ассортимент моделей, не так легко разобраться, как выбрать сварочный аппарат. Ведь сегодня сварочный шов, как наиболее надежное соединение металлических конструкций, используется повсеместно: в быту, на производстве, в космосе и даже под водой.

Трансформаторы

Трансформатор является наиболее традиционным видом электрического сварочного аппарата. Одновременно он один из самых простых по конструкции. Основным элементом конструкции этого типа сварочников служит понижающий трансформатор, преобразующий напряжение электросети до значения, необходимого для сварки. Сила тока при этом изменяется с помощью разных методик, наиболее известный — смещение одной обмотки относительно второй. По мере изменения промежутка между обмотками меняется ток.

Особенностью сварочных трансформаторов считается переменный ток на выходе, что приводит к заметному разбрызгиванию металла и ухудшению качества швов. Чтобы проводить сварку цветных металлов, повысить качество горения дуги, в структуру аппарата нужно добавлять достаточно массивные и громоздкие компоненты. Основной элемент — трансформатор — также не отличается компактностью и малым весом. При использовании аппарата для производства серьёзных работ необходимы специфические (для переменного тока) электроды и немалый опыт сварщика.

КПД прибора достаточно высокий, достигает 90%, однако часть энергии тратится на нагрев. Охлаждение осуществляется при помощи вентиляторов разной мощности, поскольку требуется охлаждать агрегат весом в несколько десятков, а иногда и сотен килограммов. Применение этого вида сварочных аппаратов сегодня сокращается, но они всё же пользуются спросом, из-за низкой стоимости, надёжности и долговечности. Используются трансформаторы для сварки низколегированных типов стали.

Сварочные трансформаторы переменного тока

Это самые простые сварочные аппараты. Основным элементом их конструкции является понижающий трансформатор, который доводит напряжение в сети до значения, необходимого для производства сварочных работ. Общей характеристикой любого сварочного трансформаторного аппарата этого типа является наличие на выходе переменного тока.

При работе с такими трансформаторами используются плавящиеся электроды диаметром от 1,5 до 2,5 мм с фтористо-кальциевым или рутиловым покрытием. Выбор точного диаметра электродов зависит от характеристик самого аппарата – его максимального тока и напряжения.

Чаще всего такие аппараты применяются для сварки черных металлов с соединением отдельных деталей внахлест или встык. Для того чтобы произвести сварку изделий из цветных металлов, необходимо использовать дополнительное оборудование.

Большое распространение сварочные трансформаторы переменного тока получили не только из-за простоты их конструкции и эксплуатации, но и благодаря высокому КПД, доходящему до 90%. Но здесь необходимо учесть и тот факт, что некоторое количество энергии, потребляемой аппаратом, уходит не на сам процесс сварки, а на нагрев. Избежать перегрева аппарата помогает включение в конструкцию вентилятора, который увеличивает вес и без того довольно тяжелого аппарата. А кроме большого веса, к отрицательным характеристикам такого оборудования относят его «чуткость» к напряжению в сети – если напряжение во время работы понижается, то и выходные значения тока могут существенно отличаться от заданных.

Но несмотря на все эти «недочеты» сварочные трансформаторы переменного тока все же пользуются сегодня большим спросом, особенно у домашних мастеров, для большинства из которых определяющими факторами при выборе аппарата становятся его доступная цена и долгий срок службы.

Сварочные аппараты: виды и характеристика

На сегодняшний день промышленность выпускает три основных вида оборудования, предназначенного для соединения металлов — трансформаторы, инверторы и выпрямители. Среди них наибольшее распространение получили сварочные трансформаторы, которые обладают такими достоинствами, как доступная цена, простая конструкция и высокая надежность в эксплуатации. Они не имеют электронных узлов, поэтому любой собственник может отремонтировать их самостоятельно.

Но при всех своих достоинствах трансформаторы имеют и ряд недостатков, которые, к сожалению, перевешивают их плюсы. Наиболее ярко они проявляют себя при использовании трансформаторов на даче или в частном доме.

• Имеют большие размеры и значительный вес.
• Демонстрируемый КПД недостаточно высокий и чаще всего не превышает 80%.
• Серьезной проблемой для владельцев при пользовании такими агрегатами становится невозможность их подключения к бытовой электросети, так как для работы им требуется очень много энергии.

Специалисты выделяют еще один немаловажный недостаток сварочных трансформаторов. Если с таким устройством будет работать мастер, не обладающий достаточным опытом, то он не сможет эффективно его использовать. Вряд ли начинающему сварщику удастся выполнить качественный шов, поскольку удержать сварочную дугу, не обладая необходимыми навыками, будет достаточно сложно.

Связано же это преимущественно с тем, что этот агрегат работает на переменном токе. Для изменения силы тока в таких агрегатах предназначена вторичная обмотка на сердечнике, которую передвигают механическим путем. Но любитель вряд ли сможет установить необходимое значение рабочего тока, если ему раньше не приходилось работать с подобного рода устройствами.

Куда более простыми в эксплуатации являются сварочные выпрямители, которые в процессе работы обеспечивают более стабильную дугу, работающую без прерываний и скачков. В целом они функционируют по тому же принципу, что и сварочные трансформаторы. Правда, в отличие от последних позволяют подавать постоянный ток на сварочный стержень. Такую возможность они получили за счёт добавления в конструкцию выпрямителей селеновых или кремниевых блоков.

Из достоинств, которыми обладают сварочные выпрямители, можно выделить:

• Возможность работы со сварочным оборудованием даже без наличия специальных навыков.
• Возможность выполнять качественный сварной шов при работе с изделиями из цветных металлов, а также обладающими повышенной теплоустойчивостью металлических сплавов и чугуна.
• Обеспечение надежного сварного соединения.
• Образование малого количества брызг металла, возникающего при использовании присадки.

Помимо вышесказанного, сварочные выпрямители отличаются от трансформаторов и весом. В целом именно выпрямители более предпочтительны для использования на даче, нежели сварочные трансформаторы. Однако и у них можно выделить ряд недостатков, которые не позволяют их использовать эффективно для дома. Основными среди них являются:

• Невысокий КПД (около 80%).
• Проблемы с подключением к бытовой электросети. Качественная и стабильная работа установки возможна только при подключении к сети, поддерживающей напряжение 380 В.
• Высокая цена.

Есть ещё одна проблема, о которой необходимо упомянуть. Сварочные выпрямители имеют довольно сложную конструкцию. Помимо стандартных рабочих узлов, они содержат и дополнительные элементы в виде измерительных и предохраняющих узлов, термостатов, различных дросселей, пускорегулирующих механизмов, что значительно усложняет ремонт этих устройств в домашних условиях.

Полуавтоматы

Полуавтоматические сварочные аппараты в среде инертных или активных газов, или просто полуавтоматы — устройства более сложные, нежели трансформаторы или выпрямители. Однако в использовании более удобны. Часто применяются при кузовном ремонте автомобилей, достаточно широко используются в быту, частном домохозяйстве.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

• трансформатора;
• выпрямителя;
• привода, подающего проволоку;
• газового баллона;
• рукава с горелкой.

Сваривание деталей осуществляется плавящейся в электрической дуге проволокой, которая в процессе расположена в среде защитного газа. Регулировка тока осуществляется чаще всего ступенчато, подвержена изменению также скорость подачи проволоки. Соотношением этих параметров устанавливается необходимый режим работ.

Различные модели полуавтоматов работают:

• только с газом;
• с газом или без газа (переключается);
• только без газа.

Если работа производится без газа, применяется специальная проволока (флюсовая). Отличается от обычной флюсовая проволока тем, что в её состав, кроме металла, включается флюс. При горении составляющих флюса образуется облако защитного газа, который предотвращает окисление сварной ванны воздухом. Кроме того, активные элементы состава флюса придают металлу нужные параметры, дуга становится более стабильной. При этом не нужен газовый баллон, что удобно, однако сама проволока существенно дороже.

При работе с различными металлами используют разный газ — углекислый при сварке железа, смесь аргона и углекислоты, если работают со сталью, при сварке алюминия — аргон. Газовые баллоны следует применять промышленные либо фирменные.

Полуавтоматы отличаются высокой производительностью, дают прекрасный качественный шов на различных металлах. Недостатками можно отметить разбрызгивание металла и большой расход материалов на угар.

Правила безопасности при работе

Правила безопасности, относящиеся к особенностям и конструкции конкретной модели сварочного аппарата, подробно изложены в инструкции. Однако, имеются и общие требования безопасности, действительные для всех подобных случаев:

• при выполнении сварочных работ следует одевать закрытую плотную одежду (оптимально — спецкостюм сварщика), не имеющую накладных карманов;
• во время работы обязательно надо пользоваться маской;
• запрещается работать в дождь или сырую погоду;
• следует избегать прикосновений к токонесущим частям;
• нельзя работать, находясь внутри ёмкостей, содержащих пары или остатки легковоспламеняемых жидкостей;
• периодически следует проверять состояние кабеля, а также сопротивление изоляции между корпусом аппарата и обмотками.

Полный перечень правил безопасности широк, но выполнение всех требований обязательно. От этого зависит здоровье и даже жизнь сварщика, а также окружающих его людей.

Рейтинг лучших моделей

Чтобы сделать выбор устройства более простым, рекомендуется ознакомиться с наиболее популярными у пользователей моделями сварочных аппаратов.

Опытные сварщики предпочитают устройства от проверенных производителей

Таблица показывает, что есть дорогие варианты и вполне доступные, основными факторами становятся назначение прибора и предстоящие объёмы работ.

Выбор сварочного аппарата производится по различным критериям, охватывающим все стороны эксплуатации устройства, зависит от объёмов работы и прочих условий. Для неподготовленного человека бывает сложно учесть все важные факторы и качества устройства. В случае возникновения затруднений можно обратиться к продавцу-консультанту, а лучше всего — пригласить с собой в магазин опытного сварщика, который поможет определиться с выбором наиболее подходящей модели сварочного аппарата.

• Автор: Anycaster
• Распечатать

:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)

Аргонодуговой сварочный аппарат

Этот вид оборудования для сварки использует специальные неплавящиеся электроды из вольфрама, газом для защиты служит гелий или аргон.

Аргонодуговой аппарат с использованием вольфрамового электрода содержит следующие компоненты:

• источник, обеспечивающий получение постоянного или переменного сварочного тока;
• приспособление регуляции для работы с током;
• комплект горелок для применения с различными напряжениями;
• управляющая схема, обеспечивающая координацию цикла сварки и защиту;
• стабилизирующее устройство для возбуждения, а также выравнивания дуги.

Агрегаты этого вида применяют, если есть необходимость в качественной сварке цветных металлов.

Аппарат для точечной сварки

Сварка точечным способом является одним из видов контактных сварок термомеханического класса. Сам процесс состоит из нескольких моментов. Для начала детали, сложенные необходимым образом, помещаются между электродами и сжимаются друг с другом, после чего нагреваются до момента достижения пластичности и совместно деформируются. Скорость сварки в условиях завода — до 10 точек в секунду.

Детали разогреваются при помощи мгновенного (0,01–0,1 сек.) импульса тока сварки. Этот быстрый импульс даёт возможность достичь разогрева металла до расплавления, что приводит к возникновению объединённой для обеих деталей жидкой зоны. После прекращения действия тока детали по-прежнему совмещены, прижаты друг к другу до снижения температуры и отвердевания расплавленной точки. Сжатие деталей прекращается с задержкой по времени, для создания условий лучшей кристаллизации металла.

Достоинствами точечной сварки можно выделить экономичность, надёжность и прочность шва, несложность достижения автоматизации. К сожалению, подобного вида сварочный шов не обладает герметичностью, что ограничивает сферу его использования.

Аппарат для газовой резки и сварки

Газовая сварка предполагает нагрев детали до расплава пламенем высокой температуры. При этом применяются горючие газы — водород, природный газ, ацетилен. Отличительным свойством этих газов является хорошее горение на воздухе. Чаще всего в газосварочных аппаратах используют ацетилен, легко получаемый с помощью карбида кальция и воды. Температура горения этого газа 3200–3400 °C.

Достоинства газовой сварки и резки металлов:

1. Несложная технология.
2. Не требуется доступ к электрической сети, нет необходимости в использовании электрического тока.
3. Оборудование, на базе которого выполняется сварка, достаточно несложно.

Следует, однако, отметить, что газовая сварка не обеспечит высокую скорость работ и производительность, ведь выполняется лишь вручную.

Серьёзное внимание при газовой сварке уделяется подготовке деталей, регулированию мощности горелки, установке её в нужное положение.

Плазменная сварка

Плазменная сварка (резка) металлов — операция, в ходе которой происходит расплавление металла потоком плазмы. Плазма — это газ, в составе которого содержатся заряженные частицы, проводящие электрический ток. Газ ионизируется путём нагрева дугой, выходящей из плазмотрона. Чем более высокую температуру будет иметь газ, тем выше ионизация. Температура дуги в аппаратах плазменной сварки достигает десятков тысяч градусов.

Технология такая: к горелке в быстром темпе подаётся газ и электрический ток для формирования дуги. Резка происходит не только из-за расплавления металла, но и за счёт того, что скоростной ионизированный поток вымывает металл из зоны действия плазмы.

Кроме знания того, какие бывают сварочные аппараты, при выборе следует учитывать потребности пользователя. И если в автомастерской или на производстве может понадобиться профессиональный аппарат, то для бытовых нужд достаточно недорогого прибора.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...