Работы по электросварке следует проводить только в специальной маске сварщика, которая защищает глаза от интенсивного оптического, ультрафиолетового и инфракрасного излучения от электрической дуги и раскаленного металла. Сегодня на смену традиционным маскам приходят маски с регулировкой затемнения («хамелеоны»), о которых пойдет речь в этой статье.
Для чего нужна маска сварщика
Электрическая дуга — эта основа основ электродуговой сварки — имеет температуру не ниже 3500 градусов, а нередко достигает значений в 6000-8000 и более градусов, и именно из-за этого происходит локальное расплавление металла. Один из побочных «продуктов» дуги — интенсивное излучение в оптическом, ультрафиолетовом и, в меньшей степени, инфракрасном диапазонах. Это излучение оказывает крайне негативное влияние на глаза сварщика, приводя к потере зрения и разнообразным заболеваниям.
Решается проблема излучения с помощью специального приспособления — маски сварщика с затемненным окошком, которое резко сокращает поток света, и, тем самым, защищает глаза. В качестве материала для окошка используются светофильтры различной степени затемнения: по российскому стандарту — от С-4 до С-7, по европейскому — от 9 до 13 DIN.
Традиционно применяются маски с обычными светофильтрами, однако сейчас все большее применение находят маски сварщика с регулировкой степени затемнения, или «хамелеоны» — это высокотехнологичные маски, которые позволяют регулировать затемнение, а также обеспечивают гораздо более удобные и комфортные условия для работы, чем обычные маски.
Маски «хамелеоны» обладают несколькими преимуществами перед традиционными масками:
- Дают возможность регулировать степень затемнения в пределах 9-13 DIN;
- Обеспечивают автоматическое затемнение при появлении дуги;
- Повышают качество работы — в такой маске нет необходимости «примериваться» и постоянно снимать ее после прекращения горения дуги.
В целом, маски с регулировкой затемнения — это более современное, комфортное и удобное решение, которое, благодаря высоким технологиям, обеспечивает и лучшую защиту глаз, и лучшие условия работы сварщика.
Устройство маски сварщика «хамелеон»
Основу маски сварщика «хамелеон» составляет специальный светофильтр на основе жидких кристаллов. В нем используется тот же принцип, что и в обычных ЖК-дисплеях, и сводится он к следующему.
Между двумя слоями поляризационной пленки находится тонкий слой жидких кристаллов. Плоскости поляризации пленок перпендикулярны, поэтому свет, пройдя через первую пленку, поляризуется, например, вертикально (при этом примерно половина излучения поглощается), однако через вторую пленку, плоскость поляризации которой ориентирована горизонтально, он не проходит, полностью в ней задерживаясь. Но внутренние поверхности пленок обработаны таким образом, что молекулы жидкого кристалла выстраиваются между пленками в спираль и поворачивают поляризацию света — в итоге световой поток проходит через весь этот «слоеный пирог». А весь «пирог» разбит на отдельные пиксели, к которым подведены электроды.
Жидкие кристаллы очень чувствительны к электрическому полю — при появлении поля молекулы стремятся выстраиваться вдоль его силовых линий. И если подать на электроды всех пикселей электрический ток, то молекулы жидких кристаллов выстроятся вдоль силовых линий поля и спиральная структура распадется. В итоге световой поток, плоскость поляризации которого между пленками теперь не поворачивается, полностью задерживается второй пленкой.
Перестроение молекул ЖК происходит очень быстро, в идеальном случае — за одну стотысячную долю секунды, но в реальных масках время несколько больше — десятитысячные доли секунды. Это обусловлено временем срабатывания электроники, которая и подает на фильтр необходимое напряжение.
Обычно в фильтрах «хамелеонах» используется не один, а три и более слоев жидких кристаллов — это, с одной стороны, обеспечивает лучшую защиту, а с другой, улучшает работу сварщика при отклонении головы в стороны от дуги (здесь играет роль тот же эффект, что и в ЖК-дисплеях — при отклонении от центральной оси контраст изображения падает, а в масках этот эффект проявляется снижением затемнения).
Пакет пленок со слоями ЖК зажат между защитными пленками, с одной из сторон также предусмотрен постоянно действующий фильтр ультрафиолетового и инфракрасного излучений. Весь блок имеет стандартные размеры 110×90 мм и имеет толщину 8-10 мм, поэтому может встраиваться в любые современные маски сварщика.
Маски оснащаются электронным блоком и органами управления, а также источником тока. Многие маски имеют уменьшенный по высоте фильтр, а в верхнюю часть блока встраивается солнечная батарея, которая, получая свет от электрической дуги, постоянно заряжает аккумулятор, что дает возможность годами не заботиться об источнике тока для работы маски.
Работа маски «хамелеон»
Принцип работы маски с регулировкой затемнения очень прост. Встроенные на внешнюю поверхность маски датчики (обычно два, причем независимых — на случай, если один будет запылен, чем-нибудь закрыт и т.д.) при зажигании дуги подают сигнал на электронный блок, который, в свою очередь, подает напряжение на светофильтр. Под действием электрического поля ЖК-молекулы поворачиваются, и светофильтр перестает пропускать свет.
Затемнение происходит очень быстро, поэтому в момент, когда дуга приобретет максимальную интенсивность, маска уже обеспечит надежную защиту глаз.
Обратный процесс — открытие — происходит несколько медленнее, с задержкой до 0,8 секунд после потухания дуги. Это необходимо для защиты глаз от света, излучаемого расплавленным металлом и шлаком, которое теряет интенсивность не в стотысячные доли секунды, как дуга, а гораздо медленнее.
Характеристики масок с регулировкой затемнения
Маски сварщика «хамелеон» имеют несколько основных характеристик:
- Степень затемнения фильтра;
- Чувствительность;
- Время закрытия;
- Время открытия;
- Совместимость с TIG сваркой;
- Размер видимой области.
Степень затемнения. Может колебаться от 9 до 13 DIN, однако для большинства сварочных работ подходят маски с максимальным затемнением до 11 DIN. В открытом состоянии фильтр также обеспечивает степень затемнения в районе 4 DIN.
Чувствительность. Уровень яркости освещения, при котором происходит закрытие фильтра.
Время закрытия. Может колебаться в пределах тысячных и десятитысячных долей секунды (0,001-0,0001).
Время открытия. Может изменяться от 0,15 (так называемая короткая задержка) до 0,8 (длинная задержка) секунд. На многих масках «длинная» задержка не превышает 0,6 секунд.
Совместимость с TIG сваркой. Это очень важный параметр, так как многие маски неспособны обеспечить надежную защиту во время TIG сварки — сварки неплавящимся вольфрамовым или графитовым углеродом в защитной среде. Нередко случается, что маски во время такой сварки самопроизвольно открываются, что приводит к неприятным последствиям. Если маска совместима с TIG сваркой, то она будет работать и с другими видами сварки ( но не наоборот ).
Регулировки в масках «хамелеон»
Маски «хамелеон» имеют несколько регулировок, которые позволяют подстроиться под тот или иной вид сварки, а также сделать работу маски более комфортной. Сейчас можно встретить маски со следующими регулировками:
- Степень затемнения;
- Чувствительность (эта регулировка позволяет избежать закрытия маски в яркий солнечный день или при работе рядом с источниками интенсивного света);
- Задержка открытия;
- Работа в режимах «сварка» — «резка».
Нетрудно догадаться, что эти регулировки позволяют изменять (плавно или ступенчато) те характеристики масок, о которых было сказано выше. Здесь же нужно рассказать о работе маски в режимах сварки и резки: это просто блокировка фильтра, которая не приводит к его закрытию при резке металла «болгаркой» и другими инструментами. Эта функция блокирует закрытие маски из-за света искр, что позволяет на время использовать маску сварщика в качестве простой защитной маски.
Органы управления маской могут располагаться на ее внешней поверхности (слева), либо внутри, непосредственно на светофильтре. Первые намного удобнее, но вторые проще и дешевле.
Маски сварщика с регулировкой затемнения («хамелеоны») — это высокотехнологичное современное решение, которое делает процесс сварки более удобным и безопасным, а работу более качественной. Поэтому такие маски сегодня выбирают те, кто заботится об эффективности труда, о своем комфорте и безопасности.
