Сучасні методи зварювання
Існує кілька видів зварювального обладнання, які розрізняються за джерелом електроенергії. Першим типом є трансформатори, які є найпростішими та найпоширенішими моделями. Однак їх вважають застарілими нині. Трансформатори працюють як пасивні пристрої, що передають електрострум між ланцюгами шляхом регулювання первинної та вторинної обмоток. Їхні переваги включають в себе низьку вартість і надійність, але у них також є недоліки, такі як велика вага, нестабільна дуга і високе енергоспоживання. Крім того, вони підходять тільки для зварювання чорних металів.
Другий вид - випрямлячі, які мають постійний струм завдяки випрямному мосту. Вони забезпечують стабільну дугу, легке обслуговування і хорошу якість зварювання для різних типів металів, включно з нержавіючою і кольоровою сталлю. Недоліками випрямлячів є їхні габарити, високе енергоспоживання і споживання електроенергії.
Третій вид - інвертори, які найбільш затребувані нині. Вони перетворюють змінний струм у постійний, а потім назад зі збільшеною частотою, щоб забезпечити високочастотний струм з постійним значенням на дузі. Їхні переваги включають компактність, високий коефіцієнт корисної дії, потужну дугу і низьке споживання електроенергії. Інвертори підходять для зварювання різних типів металів і забезпечують якісні шви.
Обладнання для зварювання має різні характеристики, і вибір залежить від конкретних потреб і цілей.
Є недоліки: нестійкість до підвищеної вологості та утворення пилу; складна конструкція, що ускладнює процес ремонту і технічного обслуговування. Основна перевага цього зварювального апарату полягає в його універсальному призначенні, підходить як для використання на виробничих підприємствах, так і в домашніх умовах. Ці напівавтоматичні моделі мають більш складний пристрій порівняно з іншими видами зварювальних апаратів. Зварювання виконується не з використанням традиційних електродів, а дротом у середовищі захисних газів. Газ надходить до місця зварювання з балона через пальник, і дріт також подається через пальник. Це дає змогу уникнути окислення шва киснем і забезпечує високу якість зварювання. Цей метод також забезпечує високу швидкість виконання робіт. Переваги включають в себе можливість зварювання як чорних, так і кольорових металів, особливо тонкої листової сталі з товщиною менше 1 мм, і забезпечують високу якість зварних з'єднань з високою продуктивністю. Слід зазначити, що цей тип зварювального обладнання не підходить для роботи на вулиці в сильний вітер, оскільки захисні гази можуть бути здуті вітром. Крім того, крім самого апарата, потрібен також балон із газовим середовищем, що збільшує габарити і може збільшити ризик вибуху.
Конфігурація зварювального обладнання
У стандартний комплект входять такі компоненти: трансформатор або інвертор для зміни електричного струму, генератор для регулювання частоти та інших параметрів струму, випрямляч, автоматичний вимикач та інші пристрої. Варто зазначити, що цей набір компонентів типовий для всіх зварювальних апаратів, чи то побутового, чи то професійного призначення.
Контактне зварювання
Також, зазвичай, зварювальні пристрої класифікують за методом електрозварювання, що застосовується в них. Наприклад, MMA-зварювання, найчастіше використовується в домашніх умовах. Такі апарати засновані на трансформаторній, інверторній та випрямній технологіях. Зварювальник працює з тримачем, на якому знаходиться рухомий електрод. Сталевий стрижень виконує функцію замикання дуги і служить матеріалом для додавання до металу. Зовнішнє покриття електрода під час плавлення створює газову хмару, що захищає зварювальну ванну від зовнішніх впливів. Ці типи зварювальних апаратів призначені для роботи з чорними металами, але в разі використання нержавіючого дроту, вони також підходять для зварювання легованої сталі. Важливо відзначити, що для забезпечення якісного зварювального шва потрібен досвід і навички, і важливо підтримувати правильну довжину дуги в процесі роботи.
Ще одним поширеним типом зварювальних апаратів є MIG/MAG. Тут зварювання виконується з використанням зварювального пальника, і дріт надходить зі спеціальної котушки. Принцип роботи аналогічний методу MMA, але замість тримача використовується маленький пристрій для регулювання процесу горіння. Мінусовий дріт з'єднується з деталлю, тоді як плюс залишається на дроті. Завдяки безперервній подачі зварювального матеріалу можна створювати довгі та високоякісні шви. Тут немає шлаку в зварювальній ванні, тому важливо стежити за процесом і забезпечувати захист за допомогою газу, що подається з балона через спеціальний канал. MIG/MAG-зварювання вважається швидким і підходить для зварювання матеріалів товщиною від 0.6 до 20 мм. Залежно від типу використовуваного дроту, можна зварювати різні метали.
Для створення вузьких швів і робіт з неплавким вольфрамовим електродом в аргоновому середовищі часто застосовують зварювання TIG. Цей метод зазвичай використовується в професійних цілях для отримання ідеальних з'єднань і підходить як для кольорових металевих виробів, так і для деталей з нержавіючої сталі. Однак варто зазначити, що TIG-зварювання вимагає значних витрат через використання аргону і рідко використовується в побутових умовах.
Існують також зварювальні апарати для контактного зварювання, які належать до термомеханічного класу. Вони можуть бути мобільними і використовуватися в побутових умовах, стаціонарними для застосування на промислових підприємствах, двосторонніми для скріплення аркушів з двох боків та односторонніми, коли доступ до внутрішньої області обмежений. Ці апарати найчастіше застосовують для зварювання листової сталі, де деталі, що з'єднуються, перебувають внахлест.
Електроди приводять у стан розплавленого металу, що дає змогу об'єднати металеві деталі в місцях їхнього зіткнення. Цей процес відбувається швидко, протягом часток секунди, створюючи міцні та якісні зварні шви. Однак слід врахувати, що використання цієї моделі зварювального обладнання не забезпечить повну герметичність з'єднання.
Для газозварювання використовується елементарний зварювальний прилад, який працює на ацетиленовому генераторі та кисні. Такий прилад можна навіть зібрати самостійно, використовуючи два балони з ацетиленом або пропаном, кисневий різак, пальник і спеціальні рукави. Завдяки своїй простій конструкції, такий прилад не потребує складного технічного обслуговування і не залежить від наявності електроенергії. Однак слід пам'ятати, що робота з ним може зайняти більше часу, і під час нагрівання існує ризик деформації деталей, що зварюються.
На ринку представлені різні види зварювального обладнання, зокрема трансформатори, випрямлячі, інвертори та напівавтомати. Існують різні типи зварювальних апаратів, такі як апарати для ручного дугового зварювання (ММА), напівавтоматичного зварювання (MIG/MAG), аргонодугового зварювання (TIG), точкового зварювання, газового зварювання і плазмового різання.
Під час вибору зварювального обладнання важливо враховувати свої потреби та цілі. Крім самого апарата, необхідно придбати додаткове робоче і захисне обладнання. Для домашнього зварювання методом ручного дугового зварювання знадобляться плавкі електроди, зварювальна маска і рукавички. Для професійної роботи можуть знадобитися присадочні прутки, зварювальний дріт, клейми і електротримачі, пальники, а також газові балони з відповідним обладнанням. Але головним інструментом для зварювальних робіт завжди залишається сам зварювальний апарат.
Вибір відповідного зварювального апарату
Тепер потрібно визначитися з ще одним важливим питанням - вартістю. Бюджетні варіанти можуть не сильно відрізнятися за характеристиками від більш дорогих. Чи варто переплачувати? Основна відмінність полягає в надійності та тривалості роботи. Дешеві варіанти зазвичай програють у цьому плані. Якщо ви хочете, щоб зварювальне обладнання служило вам довго і не доводилося міняти через кілька місяців, краще вибрати відомі бренди.
Для зварювання не можна використовувати електроенергію прямо з мережі. Для перетворення її на зварювальний струм необхідно використовувати зварювальні апарати. Вони знижують напругу до потрібного рівня, що дає змогу збільшити силу струму. Існує кілька видів зварювальних апаратів: трансформатори, випрямлячі, інвертори та напівавтомати.
Трансформатори - це найпростіші і найдавніші зварювальні апарати. Вони складаються з первинної та вторинної обмоток, які знижують вхідну напругу і створюють змінний струм. Значення струму можна регулювати шляхом переміщення обмоток. Плюси таких апаратів включають у себе їхню доступну ціну, надійність, простоту конструкції, зручність обслуговування та експлуатації, а також високу потужність. Однак у них низький коефіцієнт корисної дії, великі розміри і вага, нестабільна дуга, велике споживання енергії і можливість зварювати тільки чорні метали.
Випрямлячі конструктивно схожі на трансформатори, але вони мають випрямний блок, який перетворює змінний струм на постійний. Вони також мають надійність і простоту в обслуговуванні, високу потужність і стабільну дугу. Випрямлячі можуть зварювати як кольорові метали, так і нержавіючу сталь, забезпечуючи хорошу якість шва. Однак вони також мають великі розміри і вагу, споживають багато електроенергії і можуть навантажувати електромережу.
Інвертори - найпопулярніші зварювальні пристрої на сьогоднішній день. Вони перетворюють змінний струм із мережі на постійний із високою частотою. Цей процес проходить через випрямляч і блок схем, що дає змогу отримати високочастотний постійний струм для зварювання.
Сучасні технології газового зварювання
Цей вид обладнання відрізняється більш складною конструкцією. Тут зварювання відбувається не звичайними електродами, а спеціальним дротом у середовищі захисної газової хмари. Газ із балона надходить до місця зварювання через пальник, через нього ж автоматично подається дріт. Газова хмара захищає шов від окислення киснем, а подача дроту забезпечує більш високу швидкість роботи.
- Переваги:
- Підходять для роботи з різноманітними металами
- Дозволяють зварювати навіть тонкий листовий метал
- Забезпечують якісні зварні шви
- Хороша продуктивність
- Недоліки:
- Потрібен балон із газом, що робить конструкцію масивнішою і більш схильною до вибухонебезпечності
- Під час роботи на вулиці сильний вітер може порушити захисне газове середовище
Вибір зварювального струму і потужності
Дуже важливим параметром під час роботи зі зварювальним апаратом, незалежно від його типу, є тривалість увімкнення (ПВ) за різних значень зварювального струму.
Однак, у процесі зварювання рідко буває необхідністю використовувати електроди на повній потужності без перерви. Зварювальні апарати із заявленим "європейським" режимом PWM у діапазоні 10-20 % здатні працювати так само тривало, як і ті, у яких рівень PWM становить 60-80 % за методикою, розробленою Телвіном.
Важливим параметром є діапазон регулювання зварювального струму, який визначає потужність апарата. Що більший цей діапазон, то гнучкішим стає вибір електрода і вищою продуктивність під час зварювання з використанням невеликих електродів за однакової сили струму. Для побутових потреб і роботи з 3-міліметровими електродами підходить апарат з максимальною потужністю в 150 А для трансформаторів, і ще меншою для інверторних апаратів. При цьому струмом можна комфортно зварювати навіть електроди "четвіркою". Важливо пам'ятати, що на пакуванні з електродами часто вказані рекомендовані струми для трансформаторів або випрямлячів, і використання їх з інвертором може призвести до небажаних результатів.
Ще одним важливим параметром є струм холостого ходу, який може варіюватися в межах 60-85 В. Чим він вищий, тим легше запалити дугу при старті зварювання.
Деякі моделі зварювальних апаратів підтримують роботу в парі з апаратами для аргонодугового зварювання, а також випускаються напівавтоматичні моделі, що працюють із дротом. Однак для побутового використання вони часто не становлять великого інтересу, оскільки ці опції рідко потрібні і їхня вартість вища, ніж у простіших моделей. Але під час професійної роботи з різними металами і тонкими листами, ці функції можуть бути вельми корисними.
Нами було надано детальну класифікацію зварювальних апаратів із зазначенням їхніх особливостей. Розуміючи відмінності в джерелах струму і типах зварювання, ви зможете підібрати відповідний зварювальний апарат для вашого будинку, дачі, гаража або професійного використання в майстерні.
