Как выбрать сварочный аппарат

Сварочным аппаратом уже никого не удивишь, и трудно представить строительный объект без этого полезного и необходимого электрического инструмента. Однако процесс сварки металлов стал возможет лишь чуть более 130 лет назад, когда в 1882 году инженеру Бенардосу Николай Николаевичу не удалось изобрести сварочный аппарат. Через 4 года Бенардос получил патент на свое «детище», и эту дату можно считать официальным «днем рождения» сварочного аппарата. О сварке металлов, принципах работы аппарата, видах, и как выбрать нужную модель – читайте в нашей статье.

История «служения» металлов людям насчитывает не одну тысячу лет, делать оружие, посуду и украшения мы научились уже давно. А вот строить начали относительно недавно, с началом «стального века». И сегодня сталь применяется в строительстве жилых и промышленных зданий, из нее производят автомобили, поезда, из стали строят мосты и железные дороги, и еще многое другое. И именно сварка позволила это делать, закрепляя стальные элементы более надежно, чем это делали болты и заклепки.

Принцип работы сварки

Технология дуговой сварки позволяет создать прочное соединение стальных деталей. При этом структура сварочного шва такая же, как и у самого элемента. Такая сцепка образуется под действием высокой температуры на молекулярном уровне.

А такую высокую температуру может выдать только электрическая дуга, которая нагревает металлические элементы до нескольких тысяч градусов. Электрическая дуга образуется между двумя электродами, и является ни чем иным, как коротким замыканием. Напряжение подается на электроды, и увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой изолятора – воздуха. Образовавшаяся дуга нагревается, то есть происходит так называемый «розжиг дуги», затем она стабилизируется.

Сварочные работы

Сварочная электрическая дуга обычно разжигается непосредственно при помощи свариваемой детали, то есть стальной элемент служит вторым электродом, к которому подключена «масса» (это делается специальным кабелем – «крокодилом»). Таким образом, ток подается на электрод в руках сварщика, между электродом и свариваемыми поверхностями образуется дуга, которая и оплавляет края соединяемых деталей. В получившуюся «сварочную ванну» добавляется и расплав, получаемый от электрода. Когда дуга отводится от места сварки, шов твердеет. Вот вкратце и весь процесс сварки.

На самом деле, выше описанный вариант сварки – самый простой, тем не менее, технология, где используется плавящийся электрод (в некоторых случаях это проволока-присадка) является самой популярной. Однако есть методы сварки при помощи неплавящихся электродов, то есть электродов с вольфрамовыми, графитовыми или угольными стержнями. Такие электроды применяются, к примеру, при работе с аргоновой сваркой.

Надо сказать, что правильный выбор электрода – залог успешной и надежной сварки. Для разной глубины проплавления и так называемой длины дуги, необходимо подобрать определенную марку электрода и проволоки. Дело в том, что состав обмазки (шихты) электрода напрямую  влияет на качество и свойства сварочного шва.

Содержащиеся в составе обмазки электроды вещества способны защитить сварочную ванну от воздействия воздуха, что является обязательным условием в технологическом процессе сварки. Правда, существует еще и технология MIG-MAG, то есть, когда газ (гелий, аргон и т.д.) из баллона подается к месту сварки, выводя кислород, но первый вариант гораздо удобнее.

Процесс сварки требует стабильного энергоснабжения, поскольку электрическая дуга должна быть ровной и устойчивой, только в этом случае получиться получить шов, близкий к идеалу, и скрепить свариваемые детали прочно и надежно. Таким образом, источник тока должен быть стабильным и надежным, без скачков и прерываний. Так же важно определить необходимую силу тока, что достаточно сложно, даже для опытного сварщика. Как правило, чем крупнее и массивнее детали, которые нужно сваривать, тем глубже должен быть шов, и соответственно, тем большего диаметра будет электрод. А это значит, что и мощность и сила тока сварочного аппарата должна быть пропорционально высокой.

Кроме того, для стабильной дуги (а значит и для качественной сварки) лучше использовать постоянный ток, такая дуга будет гореть без прерываний и брызг, сварочный шов получится, несомненно, качественным. Сварка с применением переменного тока используется в основном опытными сварщиками, а так же для сварки элементов из алюминия и его сплавов.

Качество сварочных работ зависят в первую очередь от компетентности сварщика, только его опыт и навыки позволят правильно выбрать силу тока, тип электрода. Только сварщик может поддерживать стабильную дугу, четко перемещать электрод по шву. Несмотря на это, выбор сварочного аппарата также важен, и о них мы и поговорим ниже.

Популярные типы сварочных аппаратов

Сварочный аппарат, работающий от сети, по сути является преобразователем энергии, ведь он получая энергию от сети, должен понизить напряжение, затем увеличить силу тока до необходимого уровня (как правило, 100-200 А). Кроме того, сварочный аппарат делает ток постоянным. Какой сварочный аппарат лучше - вопрос, конечно же, неправильный, его тип зависит от конкретных требований к прибору.

Сварочный трансформатор

Это надежный и неприхотливый трудяга, к тому же стоимость его невысока. Сварочные трансформаторы пользуются большим успехом уже много лет, и на сегодня являются самыми популярными.

Главная деталь этого сварочного устройства – мощный силовой трансформатор, работающий на частоте 50 Гц. Ток, поступая из сети, индуцируется в переменный ток более низкого напряжения – с 220 до 60-90 В, но с более увеличенной силой тока – 100-200 А. В подобных "сварщиках" сила тока регулируется механически, перемещением вторичной обмотки на сердечнике.

Сварочные трансформаторы имеют несколько неоспоримых преимуществ: низкая цена, простая и неприхотливая конструкция, которая легко поддается ремонту. Однако, имеются и недостатки: переменный ток сварочного аппарата делает задачу производства качественного шва весьма затруднительной, дугу сложно удерживать в стабильном состоянии, КПД устройства достаточно низкий – 80% и ниже. Наконец, сварочный трансформатор – прибор тяжелый и габаритный. Тем не менее, такие сварочные аппараты служат долго, верой и правдой.

Сварочные аппараты инверторного типа

Этот вид сварочных аппаратов появился относительно недавно, стал известен широким массам лишь в середине 80-х годов прошедшего столетия. Однако выпрямители с транзисторным инвертором на сегодня признаны самыми перспективными сварочными аппаратами.

Принцип действия инвертора таков: прежде всего, ток проходит через полупроводник, тем самым выпрямляясь. Затем он сглаживается, проходя через фильтр, далее постоянный ток с частотой в 50 Гц преобразуется обратно в переменный, но уже с куда большей частотой – 10 и выше килогерц. Таким образом, инвертированный ток попадает в трансформатор, который снижает напряжение и увеличивает силу тока, затем через высокочастотный фильтр и выпрямитель, постоянный ток подается на электрод.

К преимуществам сварочных аппаратов инвертороного типа относят:

возможность работать непрерывно много часов;

КПД до 95%, что является отличным показателем. Потери энергии небольшие, инвертор способен работать от бытовой сети в 220 В;

огромные возможности по настройке аппарата, например, отрегулировать ток можно (точная широта регулировки зависит от модели) в промежутке от 5 до 200 А, а это позволяет сваривать практически любые материалы, с использованием электродов разной толщины, вплоть до самых тонких;

относительно высокая безопасность от поражения током;

инвертор позволяет создавать качественный сварной шов, причем даже сварщику с небольшим опытом работы;

регулировки инвертора позволяют плавно снижать или повышать напряжение и ток сварочного аппарата, а от перепадов и скачков напряжения у устройства есть защита;

Кроме того, одним из важнейших преимуществ современных инверторов является увеличение частоты тока. Дуга инвертора стабильна, легко разжигается.

Конечно же, как и у любого сложного устройства, есть у инвертора и недостатки. В первую очередь, это высокая цена прибора, а также не менее высокая стоимость ремонта. Кроме того, инвертор очень чувствителен к пыли, влаге и низкой температуре, чего очень и очень много на строительной площадке.

Сварочные выпрямители

Сварочный выпрямитель можно назвать модифицированным сварочным трансформатором, так как имеет с ним много общего. Но отличия в том, что после преобразования, ток подается не на дугу, а на несколько выпрямителей, проходя через которые, уже постоянный ток подается на электрод. Благодаря чему удается достичь устойчивой дуги, и, как следствие, шва высокого качества.

Несмотря на свое сходства с трансформаторами, выпрямители имеют более сложную конструкцию. Кроме выпрямителей, устройство снабжается вентиляторами охлаждения, аппаратурой для защиты от перепадов напряжения, измерительными и регулирующими приборами.

Преимущества у выпрямителей есть, и их немало:

размер и вес прибора заметно меньше трансформатора;

возможность достижения большой глубины плавления;

минимум брызг присадочного материала при сварочных работах;

стабильная дуга, которая легко поддерживается, в результате получается шов высочайшего качества;

выпрямителем можно сваривать чугун, теплоустойчивую сталь, а также цветные металлы.

К недостаткам (а есть и они) относятся следующее:

высокая стоимость, которая сравнима со стоимостью инвертора;

сложная система охлаждения устройства, за которой требуется тщательный уход;

конструкция достаточно сложная, и при этом КПД несколько ниже, чем у инвертора.

Кроме того, подключить сварочный выпрямитель, как правило, невозможно к обычной розетке. Однако недостатки не столь критичны, что делает прибор довольно привлекательным для покупки.

Сварочные полуавтоматы

Полуавтоматы сварочные – это не что иное, как сварочная установка стационарного типа. Сварочная проволока в таких устройствах подается к месту сварки при помощи специального механизма, где расплавляется и попадает в сварочную ванну. Для работы используется обычно аргон, гелий или углекислый газ, который вытесняет воздух непосредственно у ванны, и тем самым обеспечивая защиту шва от воздействия кислорода. Если используется флюсовая проволока, то подача газа не обязательна.

Сварочные полуавтоматы имеют ряд преимуществ и недостатков. К первым относиться получаемый качественный шов, причем как очень длинный, так и очень короткий, практически точечный шов, возможность сварки тонколистовых элементов, большая производительность, немалое количество настроек и регулировок, возможность сваривания деталей, изготовленных из нержавейки, цветных металлов и т.д. Ко вторым, то есть к недостаткам, относится прежде всего высокая цена самого аппарата, а также расходников для его работы, баллоны с газом делают устройство практически стационарным, а почти полная невозможность работы полуавтомата на улице (ветер сдувает газ от сварочной ванны) завершает список недостатков данного сварочного аппарата.

Выбираем сварочный аппарат

Конкретная модель сварочного аппарата подбирается исходя из требований, которые будут предъявлены прибору в процессе его эксплуатации. Вот перечень технических характеристик, на которые необходимо обращать внимание:

Один из главных параметров – напряжение сети, от которой будет питаться аппарат. Для бытовых нужд сварочный аппарат должен работать от 220 В, иначе будет вечной проблемой искать сеть с напряжением в 380 В. Инверторы плохо переносят скачки напряжения, и потому должны быть укомплектованы защитой от перепадов.

Мощность сварочного аппарата

Мощность, потребляемая сварочным аппаратом – следующий важный параметр. Как правило, в паспорте прибора указывается максимальная потребляемая мощность прибора для сварочных работ, то есть пиковые нагрузки. Благодаря этим данным можно всегда знать, достаточно ли мощности сети для полноценной работы сварочного аппарата. Некоторые приборы могут работать при пониженном напряжении, однако в этом случае их производительность заметно снизится.

От того, какую силу тока сможет выдать сварочный аппарат, зависит толщина привариваемого металла и максимально возможный диаметр электрода. Профессиональные аппараты выдают 300 и более ампер (А), бытовые и строительные приборы рассчитаны на 200-250 А. В целом специалисты рекомендуют покупать бытовые сварочные аппараты с широким диапазоном настроек, то есть способностью регулировать уровень мощности, а также брать прибор с запасом мощности.

ПВР – продолжительность времени работы

Продолжительность времени работы сварочного аппарата является важным показателем в определении производительности. Рабочий цикл аппарата состоит из дух периодов: непрерывная работа/отдых, которые определяются в процентном соотношении. Например, если цикл составляет 10 минут (европейский рабочий цикл), и указан ПВР 30%, то аппарат перестанет работать через 3 минуты – защита просто его отключит. Возобновить работу можно будет только через 7 минут. В России рабочий цикл в два раза меньше, но и этого хватает. Ведь вести непрерывно шов долго невозможно, необходимо менять электрод, контролировать качество шва. Надо сказать, что ПВР может увеличиваться, если сила тока снижена, а может и снижаться, если работа ведется при более высокой температуре, чем рассчитана.

Класс защиты аппарата

Сварочный аппарат защищен – от влаги и пыли, которые могут повредить его. Добросовестный производитель всегда указывает код защиты в диапазоне от IP21 до IP23. Цифра «2» означает защиту от проникновения в корпус аппарата предметов толщиной более 12 мм. Вторая цифра, «1», «2» или «3» - это показатель защиты от влаги.

Возможность сваривать разные металлы

Выбирая сварочный аппарат, следует знать, на что тот способен. Лучше, если выбранная модель сможет, кроме дуговой сварки (индекс «ММА»), работать и по аргонно-дуговой технологии, то есть сваривать цветные металлы (индекс «TIG»).

Напряжение холостого хода

Это одна из важнейших характеристик сварочного аппарата. Напряжение холостого хода (Ux.x, HXX) – это ничто иное, как способность «сварочника» разжигать электрическую дугу в первый и последующие разы, поддерживать ее стабильное горение. Для розжига дуги требуется напряжения в полтора –два раза больше, чем для ее стабильного горения. Если в цифрах, то для сварочных аппаратов, работающих на постоянном токе потребуется максимум 90 В, для потребляющих переменный – 80 В. Но есть модели, которые с успехом разжигают дугу и при 30 В.

В заключении скажем, что выбирая сварочный аппарат, прежде всего обратите внимание на производителя, на документацию (паспорт должен быть на русском языке и содержать как можно больше информации о модели). Кроме этого, должна быть сеть сервисного обслуживания, это облегчит жизнь в будущем. Удачного выбора!

СтройкаПортал.Ру   |   Все статьи   |   В раздел: Инструменты для строительства  |  Вопрос-ответ