Сварка — один из наиболее технологичных, качественных и современных методов соединения металлов. Сварку давно взяли на вооружение строительная, машиностроительная и другие отрасли, активно ее используют и рядовые автолюбители. О сварке, сварочных аппаратах, их классификации и рабочих характеристиках читайте в этой статье.
Для чего необходим сварочный аппарат
Каждый современный человек знает, что такое сварка — это неразъемное соединение металлов, полученное оплавлением торцов соединяемых деталей. Существует несколько типов сварки, однако наибольшее распространение получила электродуговая сварка — сварка с помощью электрической дуги, которая возникает между электродом и соединяемыми деталями при пропускании через них сильного электрического тока. Чтобы получить необходимый ток, используют сварочные аппараты.
Для сварки не нужно большое напряжение, однако необходим ток в десятки ампер, а для соединения листов металла толщиной 4-5 мм — до 250 ампер. Ток из электрической сети без преобразования для этой цели не подходит, ведь даже в чайнике на 2 кВт протекает ток не более 9 ампер.
Получить электрический ток с необходимыми характеристиками — относительно небольшого напряжения, но с большой силой тока — можно только с помощью специально созданного для этого сварочного аппарата. Независимо от типа и устройства, сварочный аппарат преобразует ток электрической сети в сварочный ток и обеспечивает его подачу к месту соединения деталей.
Характеристики сварочных аппаратов
Сварочные аппараты имеют несколько основных рабочих характеристик:
- Входное напряжение;
- Выходной ток;
- Напряжение холостого хода;
- Минимальный и максимальный диаметр электродов (проволоки для полуавтоматов).
Входное напряжение. Существует два больших класса аппаратов — работающие от однофазной сети напряжением 220 В и от трехфазной сети напряжением 380 В. Небольшие аппараты работают от сети 220 В, мощные профессиональные — от сети 380 В.
Выходной ток. Одна из основных характеристик сварочных аппаратов. Ток может лежать в пределах 10-250 ампер. Чем выше ток может обеспечить аппарат, тем с более толстыми электродами он может работать. Также от максимальной силы тока зависит то, с какими типами электродов он может работать.
Напряжение холостого хода. Это выходное напряжение без нагрузки, обычно лежит в пределах 45-70 В. Чем выше напряжение, тем быстрее зажигается дуга. Также от максимального напряжения, которое обеспечивает аппарат, зависит возможность использования тех или иных типов электродов.
Минимальный и максимальный диаметр электродов и проволоки. Этот параметр зависит от мощности сварочного аппарата — чем он мощнее, тем с более толстыми электродами он может работать. Сейчас существуют электроды толщиной от 0,5 до 6 мм, однако большинство аппаратов небольшой мощности работают с электродами толщиной 2-3 мм, чего достаточно для выполнения самого широкого круга работ. Толщина проволоки для полуавтоматов колеблется от 0,6 до 1,2 мм.
Типы сварки и классификация сварочных аппаратов
Сварку металлов можно производить разными способами, и сегодня выделяют три типа сварки, которые отличаются заложенными в их основу принципами:
- Электродная (MMA) — традиционный способ, в котором используются покрытые электроды;
- Аргонодуговая (TIG) — используется неплавящийся электрод из вольфрама или графита, в место сварки подается аргон;
- Механизированная в защитных газах (MIG/MAG) — используется проволока, которая подается специальным аппаратом (полуавтоматический сварочный аппарат). В место сварки нагнетается защитный газ (углекислый газ, аргон или их смесь).
Для проведения сварки каждого из типов необходимо использовать приспособленные для этого сварочные аппараты, хотя большинство аппаратов могут работать с разными электродами, а есть и универсальные решения, одинаково походящие для всех типов сварки.
По способу получения тока с необходимыми характеристиками можно выделить четыре типа сварочных аппаратов:
- Трансформаторные аппараты переменного тока;
- Трансформаторные аппараты постоянного тока (выпрямители);
- Инверторные аппараты;
- Полуавтоматические аппараты для сварки MIG/MAG.
Типы сварочных аппаратов
Каждый из типов аппаратов имеет свои особенности, преимущества и недостатки.
Трансформаторные аппараты переменного тока (сварочные трансформаторы)
Сварочные трансформаторы — простые в работе и надежные устройства, в которых используется мощный понижающий трансформатор. Из достоинств — низкая цена и доступность, из недостатков — непостоянство дуги и разбрызгивание плавящегося металла (из-за переменного сварочного тока и чувствительности к перепадам напряжения в сети), большие масса и габариты. В целом, это простое решение, которое обеспечивает не слишком высокое качество сварного шва, но все еще пользуется популярностью благодаря своей низкой стоимости. Сварочные трансформаторы используются только для сварки черных металлов.
Трансформаторные аппараты постоянного тока (сварочные выпрямители)
Это усовершенствованные трансформаторные аппараты — в них добавлен выпрямительный блок, в результате на выходе получается постоянный сварочный ток. Из достоинств — стабильная дуга, возможность сваривать нержавеющую сталь и цветные металлы, комфортная работа. Из недостатков — большие масса и габариты, а также более высокая стоимость относительно обычных сварочных трансформаторов. Такие аппараты не распространены на рынке, но находят самое широкое применение в строительстве и промышленности.
Инверторные аппараты
Это наиболее современные и совершенные аппараты, в их основе лежат принципы импульсной техники. В таких аппаратах переменный ток из сети преобразуется трижды: сначала он выпрямляется с помощью выпрямительного блока, затем с помощью инвертора преобразуется в переменный ток высокой частоты (порядка 50 кГц, а иногда — до 100 кГц), который, в свою очередь, с помощью высокочастотного трансформатора преобразуется в постоянный ток низкого напряжения (в среднем от 25 до 40 В) силой до 250 ампер.
Зачем так все усложнять? Все дело в том, что высокочастотный трансформатор в десятки раз меньше и легче обычного, что позволяет снизить общий вес сварочного аппарата (даже с учетом всей электронной «начинки», масса которого не превышает 200-300 грамм). Понять это поможет простой пример: обычный сварочный трансформатор на ток 160 ампер весит в пределах 18 кг, в то же время высокочастотный трансформатор в инверторном аппарате на тот же ток имеет массу не более 0,25 кг! Поэтому инверторы весят не более 3-5 кг.
Из достоинств инверторных аппаратов — высокая стабильность дуги, качественный сварной шов по большинству металлов (черных и цветных), возможность изменять режимы сварки, комфортная и простая работа, универсальность (инверторы могут использоваться для всех типов сварки). Недостаток у инвертора один — высокая цена, но она полностью окупается теми возможностями, которые дает аппарат своему владельцу.
Полуавтоматические аппараты
Этот тип аппаратов предназначен для механизированной сварки плавящимся электродом в защитной газовой среде. В качестве источника тока в полуавтоматах могут использоваться все описанные выше технологии. Сварка производится плавящейся проволокой диаметром от 0,6 до 1,2 мм, которая с помощью специального привода подается в место сварки, плавится и образует сварной шов. Газовая среда защищает расплавленный металл от окисления и обеспечивает высокое качество шва. Полуавтоматы могут работать и без газа — для этого применяется специальная флюсовая проволока.
Из достоинств полуавтомата — простота работы, высокое качество сварки и возможность сваривать цветные металлы, в том числе и алюминий. Из недостатков — высокая стоимость и невозможность сваривать металлические детали большой толщины, однако для ремонта автомобилей это неважно, поэтому сейчас именно полуавтоматы чаще всего используются в автосервисах.
Дополнительные функции сварочных аппаратов
Обычный сварочный аппарат имеет ограниченный набор функций: он просто обеспечивает необходимые характеристики тока, дает возможность ступенчатого или плавного изменения силы тока и отключает аппарат при возникновении короткого замыкания или при перегреве трансформатора (в большинство аппаратов встроена термозащита).
Современные аппараты имеют больше полезных функций, из которых можно отметить следующие:
- Hot Start — кратковременное повышение тока для быстрого поджигания дуги;
- Antistick — быстрое понижение тока при касании электрода поверхности свариваемых деталей, исключает «прилипание» электрода и связанные с этим проблемы (короткое замыкание и перегрев);
- Arc Force — еще одна технология предотвращения «прилипания» электрода, система срабатывает при слишком близком приближении электрода к детали, в этот момент резко повышается сила тока, что приводит к подплавлению электрода и детали, в результате чего расстояние между ними приводится к нормальному.
Многие производители оснащают свои сварочные аппараты другими функциями, но рассказать о них всех просто невозможно — узнать о них можно лишь в техпаспорте конкретного аппарата.
Сварочные аппараты становятся все проще и доступнее, выбор этих устройств сегодня весьма обширен, а приемами работы может овладеть буквально каждый. Все это, вкупе с доступной стоимостью, делает сварочные аппараты выгодным и нужным приобретением для дома и гаража.
