Баланс импульса тиг сварка

Обновлено: 05.05.2024

Понятие «универсальный сварщик» говорит много хорошего об уровне квалификации специалиста. Тем не менее, это определение вовсе не тождественно тому, что для всех операций по свариванию металлов годится один и тот же аппарат. Действительно, вариантов оборудования много, и у каждого своё назначение. Наверняка многие слышали об импульсной сварке, но что это такое в деталях?

Для чего нужен импульсный сварочный аппарат, какие плюсы и минусы у оборудования, чем его получится заменить, если такое вообще возможно — на эти и другие вопросы ответим в этой статье.

В процессе сварки неразъёмное соединение металлов создаётся путём расплавления кромок. При высоких температурах на стыке металлов образуется сварочная ванна, которая при охлаждении кристаллизуется с образованием шва.

В аппаратах импульсной сварки (к примеру, FUBAG INTIG 200 DC PULSE ) повышение температуры до необходимых параметров осуществляется посредством кратковременных импульсов сварочного тока. В результате получается своеобразный точечный нагрев, затрагивающий только необходимую для соединения область без изменения характеристик прилегающих зон.

Такой метод идеально подходит для сварки металлов и сплавов, то есть для всех случаев, когда требуется выполнить максимально равномерный и прочный шов. Ниже показан результат сварки TIG-аппаратом в импульсном режиме и без него.

Как работает полуавтоматическое оборудование MIG в режиме импульсной сварки

Исключить прямое соприкосновение свариваемого металла с присадочным материалом (чтобы не допустить короткого замыкания).
Свести к нулю перегрев зоны сварки.
Снизить образование брызг в результате понижения температуры нагрева в момент отрыва капли.
Исключить варианты с прожигом изделия.
Увеличить производительность.
Обеспечить чистоту образования шва.

Импульсный аппарат для сварки точечно размещает металл по определенной траектории. Иными словами, каждый импульс аппарата позволяет перейти в расплав одной капле.

В процессе импульсной сварки полуавтоматом MIG в межимпульсный период величина силы тока уменьшается, благодаря чему свариваемые поверхности остывают. Таким образом, прилегающие к сварочной ванне участки не испытывают влияния структурных изменений, связанных с разогревом. Это идеальные условия для применения сварочных импульсных аппаратов для соединения листовых, в том числе тонкостенных, металлов и сплавов.

Дымообразование и разбрызгивание сводятся к минимуму. В процессе работы аппарата в сварочную ванну попадает только металл от присадочной проволоки. Такая схема образования неразъёмного соединения в разы увеличивает однородность и прочностные характеристики шва.

Самое приятное то, что импульсный сварочный аппарат могут использовать даже сварщики без многолетнего опыта. Работа оборудования при минимальных навыках мастера практически гарантирует получение добротного шва.

Эксплуатационные ограничения

Если предполагается варить низкоуглеродистые или низколегированные стали, то использовать импульсное оборудование нецелесообразно.

Помним, что в процессе переноса капли значение тока снижается и температура падает, а затем снова возрастает в момент прохождения следующего импульса. Такие тонкие настройки совершенно ни к чему во время сварки указанных сталей. Разумеется, такой режим им не навредит, а снижение разбрызгивания и дымообразования даже пойдёт на пользу, но, в общем и целом, стали низких марок прекрасно сплавляются и обычными сварочниками.

Как работает импульсная сварка TIG

Аргонодуговые сварочные аппараты с функцией импульсного нагрева (например, FUBAG INTIG 200 AC/DC PULSE) работают по тому же принципу: в цикле прохождения одного импульса металл разогревается (максимальный ток) и остывает (на токе паузы).

Импульсный режим настраивается в зависимости от толщины свариваемых металлов. Чем чаще подаётся пиковый ток, тем более концентрированной будет дуга. Это уменьшит и размер отдельных чешуек, образующих линию шва.

Обратное действие приводит к следующему: снижение частоты импульсов сварочного аппарата позволяет лучше контролировать состояние сварочной ванны (что актуально для новичков). Кроме того, понижение частоты оказывается полезным при работе импульсной сваркой в неудобных положениях.

Применение импульсного режима в оборудовании TIG

Сваривание в импульсном режиме позволяет лучше контролировать состояние зоны расплава в сравнении с обычной TIG–сваркой.
Скорость процесса оказывается выше, проплавление лучше, деформации прилегающих зон сводятся к минимуму, а сам шов получается более аккуратным.
Функция используется для соединения тонколистовых металлов и сплавов, в том числе нержавейки, где требуется снизить до возможного минимума тепловложения от сварочной дуги.
На высоких частотах TIG–дуга становится концентрированней и точнее, что улучшает и облегчает сварочный процесс.

В процессе сваривания легированных сталей образующийся шов приобретает дополнительную устойчивость к коррозии за счёт образования микрокристаллической структуры.

Как влияет циклограмма на процесс настройки аппаратов TIG?

Сварка — это технологический процесс, в котором необходимо учитывать большое количество параметров и факторов. Наибольший контроль за сварочными характеристиками необходим при аргонодуговой сварке TIG неплавящимся электродом в среде защитных инертных газов. Поэтому для упрощения контроля за рядом параметров в сварочных инверторах используется циклограмма.

С помощью циклограммы сварщик задает необходимые параметры сварки, чтобы процесс не вызывал сложностей, а также для предотвращения различных дефектов. Рассмотрим циклограмму сварочного аппарата ПТК МАСТЕР TIG 200 P AC/DC D92.

Каждый параметр циклограммы важен, поэтому для получения качественных сварных соединений необходимо понимать, для чего он нужен и как его настроить. Давайте поподробнее разберем каждый из них.

Время подачи газа перед сваркой

Это параметр, при котором увеличивается время задержки срабатывания высокочастотного осциллятора, при этом газовый клапан в аппарате находится в открытом положении, тем самым подавая защитный газ в горелку. Обычно имеет диапазон регулировки от 0,1 до 10–15 секунд. Регулировка этого параметра позволяет выгнать из всех каналов аргонодуговой горелки лишний кислород для того, чтобы он не попал в зону сварки и не наполнил сварочный шов парами, т.к. инертные газы тяжелее воздуха и вытесняют кислород из зоны сварки.

Совет. Рекомендованное значение времени подачи газа от 1,0 до 2,0 секунд. Этого вполне достаточно, чтобы выгнать воздух из всех каналов и не расходовать защитный газ понапрасну.

Стартовый ток

Параметр, который позволяет установить сварочный ток в начале сварки. Равномерно прогревает свариваемые кромки металла для получения сварочной ванны и последующего введения присадочного прутка. Обычно имеет диапазон 5–15 Ампер до максимального значения сварочного тока аппарата.

Время нарастания тока

Параметр, с помощью которого можно контролировать время изменения сварочного тока со стартового до основного (пикового) тока. Параметр имеет особое значение при сварке толстого металла, когда кромки уже разогреты, но силы сварочного тока не хватает для того, чтобы получить сварочную ванну. Диапазон регулировки от 0,1 сек до 10–15 секунд.

Пиковый ток

Или основной ток для сварки дугой без импульса — это основной сварочный параметр, который формирует сварочную ванну и сварочный шов. При сварке импульсной дугой – это верхний предел сварочного тока, так же формирующий сварочной шов. Обычно имеет диапазон от 5–15 Ампер до максимального значения сварочного тока аппарата.

Совет. Стартовый ток лучше установить больше пикового (основного) тока на 10–20 Ампер, чтобы быстро сформировать сварочную ванну без дальнейшего перегрева основного металла. Время спада тока лучше установить от 1,5 до 2,0 секунд, чтобы долго не греть металл и не получить прожог.

Базовый ток

Показатель, который в сочетании с пиковым током дает импульсную дугу с определенной частотой, которую можно регулировать. Базовый ток устанавливает нижний предел импульса. Используется при сварке тонколистового металла для предотвращения перегрева, выгорания легирующих элементов, прожогов и короблений. Базовый ток позволяет удержать сварочную ванну от провала и от прожога. Стандартный диапазон регулировки от 5–15 Ампер до максимального значения сварочного тока аппарата.

Этот параметр будет активен только в режиме AC Pulse и DC Pulse, т.е. при сварке импульсной дугой, в других режимах данный параметр работать не будет.

Время снижения тока

С помощью времени снижения тока можно контролировать время изменения сварочного тока основного (пикового) до тока заварки кратера. Имеет диапазон регулировки от 0,1 до 10–15 секунд. В течение этого времени ток будет плавно снижаться для того, чтобы в конце сварочного шва не образовался кратер.

Ток заварки кратера

Параметр, который позволяет установить ток для завершения процесса сварки. Диапазон от 5–15 Ампер до максимального значения сварочного тока аппарата. Позволяет завершить сварку без образования кратера.

В режиме работы горелки 2Т спад тока и заварка кратера начинается после отпускания кнопки, в режиме 4Т кнопку необходимо зажать до погашения дуги.

Время подачи газа после сварки

Параметр, при котором высокочастотный осциллятор отключается, при этом газовый клапан в аппарате находится в открытом положении, тем самым подавая защитный газ в горелку. Диапазон регулировки от 0,1 до 10–15 секунд. Регулировка этого параметра позволяет охладить горелку и свариваемое изделие.

Дополнительные сварочные параметры

Рекомендуем обратить внимание на сварочные параметры, которые применимы только в определенных режимах:

1. Баланс полярности переменного тока в режиме AC и AC Pulse

Полярность тока сварки существенным образом сказывается на характере протекания процесса аргонодуговой сварки. При использовании обратной полярности процесс сварки TIG характеризуется следующими особенностями:

Сниженный ввод тепла в изделие и повышенный в электрод (поэтому при сварке на обратной полярности электрод должен быть большего диаметра при одном и том же токе. Иначе он будет перегреваться и быстро разрушится.
Зона расплавления основного металла широкая, но неглубокая.
Наблюдается эффект катодной чистки поверхности основного металла, когда под действием потока положительных ионов происходит разрушение окисной и нитридной пленок (катодное распыление), что улучшает сплавление кромок и формирование шва.

При сварке на прямой полярности наблюдается следующее:

Повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод.
Зона расплавления основного металла узкая, но глубокая.

Совет. При сварке алюминия на переменном токе, на кончике вольфрамового электрода необходимо образовать шарик, диаметром не более ½ диаметра электрода.

Чтобы образовать шарик на конце электрода необходимо:

Выставить регулировку так, чтобы баланс полярности переменного тока был 50/50. На аппарате ПТК МАСТЕР ПТК МАСТЕР TIG 200 P AC/DC D92 показатель равен (65+15)/2=40. 40% — баланс отрицательной полуволны и положительной полуволны одинаков.
Выставить баланс полярности в положение 45–50. На этом режиме шарик образуется в заданных значениях диаметра. Если вы выставите баланс полярности больше, то положительная полуволна увеличится, электронов потечет больше, на вольфраме начнет увеличиваться шарик.
После образования шарика рекомендуем вернуть баланс полярности в исходное положение.

2. Частота переменного тока (режим AC и AC Pulse)

Этот параметр влияет на тепловложение в металл, на стабильность горение дуги, на глубину проплавления и ширину зоны очистки. Чем больше частота переменного тока, тем стабильнее горение дуги, более узкий сварочный шов, меньше тепловложение в изделие. Применяется при сварке тонколистового металла, где требуется стабилизировать дугу и уменьшить тепловложение. Чем меньше частота переменного тока, тем шире сварочный шов, больше зона очистки и больше провар. Применяется при сварке толстого металла.

3. Частота импульса (режим DC Pulse и AC Pulse)

Этот параметр влияет на тепловложение в металл, на стабильность горение дуги и на глубину проплавления. Чем больше частота импульсов тока, тем чаще пиковый ток будет спадать до базового и наоборот — базовый ток подниматься до пикового. Это обеспечивает стабильное горение дуги, узкий сварочный шов и меньшее тепловложение в изделие.

Применяется при сварке тонколистового металла, где требуется стабилизировать дугу и уменьшить тепловложение. Чем меньше частота переменного тока, тем реже пиковый ток будет спадать до базового и наоборот – базовый ток подниматься до пикового, следовательно, шире сварочный шов, больше зона очистки и больше провар. Применяется при сварке толстого металла.

4. Скважность или заполнение импульса в режиме DC Pulse и AC Pulse

Этот параметр схож по физическому смыслу с балансом полярности переменного тока. Однако, скважность импульса регулирует не положительную или отрицательную полуволну, а регулирует длительность пикового и базового тока в цикл длительности импульса.

Пример: Если частота импульса 50 Гц, что соответствует 20 мс, а базовый и пиковый ток — 50 и 100 Ампер соответственно, то при скважности импульса 50%, 10 мс ток будет 100 Ампер, а оставшиеся 10 мс — 50 Ампер, если скважность импульса составит 75% — 15 мс будет ток 100 А, а 5 мс – 50 мс.

Исходя из вышесказанного, чем выше скважность импульса, тем больше длительность пикового тока и выше тепловложение в металл, шире сварочная ванна. Чем меньше скважность — тем меньше тепловложение, стабильнее дуга, у́же сварочная ванна.

Запомните, что внимательное отношение к настройкам сварочных параметров поможет избежать дефекты и трудности при аргонодуговой сварке TIG. В качестве рекомендации ниже приведена таблица, в которой сделан акцент на важные моменты настройки параметров сварки. Таблица носит ознакомительный характер и не служит руководством к действию.

Описание основных функций сварочных аппаратов для аппаратов аргоно-дуговой сварки TIG

Регулировка тока сварки. Основной обязательной функцией любого аппарата для аргонодуговой сварки является регулировка сварочного тока. Ток сварки выбирается сварщиком в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина металла, мм	2	4	6	8	10	12
Диаметр электрода, мм	1.6	2.0	2.4	3.0	3.2	3.6
Сила сварочного тока, А	50 - 80	130 - 160	200 - 250	250 - 300	300 - 350	400 и более

Данные в таблице являются ориентировочными, ток сварки подбирается сварщиком в соответствии с реальными условиями и исходя из личного опыта.

Подъем дуги (ARC LIFT). При работе аппаратом с контактным поджигом для зажигания дуги необходимо коснуться вольфрамовым электродом свариваемой детали, затем плавно отвести электрод на расстояние 3. 5 мм от свариваемого металла. При контакте электрода с металлом в момент поджига дуги расплавленный металл налипает на кончик электрода, чем вызывает его окисление и снижает ресурс.
Чтобы этого избежать, в момент касания электродом металла функция «ARC LIFT» снижает выходной ток до минимального значения, а после отведения электрода от металла и зажигания дуги ток плавно увеличивается до установленного значения.

Осциллятор. Чтобы полностью исключить контакт электрода с металлом, используется функция бесконтактного поджига дуги. Для этой цели аппараты оборудуются высоковольтным осциллятором. Для того чтобы начать сварку, необходимо поднести электрод на расстояние 3…4 мм к свариваемой детали и нажать кнопку горелки. Осциллятор подает на электрод короткие слаботочные импульсы высокого напряжения, которые вызывают пробой воздушного промежутка и зажигают сварочную дугу.

Предварительная продувка. Для того чтобы исключить окисление поверхности металла при начале сварки, необходимо предварительно создать атмосферу защитного газа в области горения сварочной дуги, поэтому при нажатии кнопки горелки, сначала открывается газовый клапан, затем, через некоторое время, включается источник сварочной дуги. Время предварительной продувки регулируется в диапазоне 0…3 с и устанавливается сварщиком, исходя из практического опыта.

Продувка после сварки. После завершения сварки необходимо поддерживать атмосферу защитного газа вокруг сварочной ванны до полной кристаллизации расплавленного металла, чтобы не допустить его окисления. Время продувки после завершения сварки регулируется в диапазоне 0…10 с и устанавливается сварщиком, исходя из практического опыта.

4-тактный режим. Обычный, 2-тактный, режим работы аналогичен сварочному полуавтомату:
- 1-й такт: при нажатии кнопки горелки начинается сварка
- 2-й такт: при отпускании кнопки горелки сварка прекращается
4-тактный режим имеет некоторые отличия:
- 1-й такт: при нажатии кнопки горелки начинается сварка на пониженном «стартовом» токе, что позволяет аккуратно подготовить сварочную ванну. Стартовый ток регулируется отдельной рукояткой.
- 2-й такт: при отпускании кнопки аппарат переключается в основной режим, и сварка продолжается на установленном «основном» токе.
- 3-й такт: при повторном нажатии кнопки горелки сварочный аппарат переходит в режим «заварки кратера». В этом режиме устанавливается пониженный «ток заварки кратера» что позволяет качественно завершить сварочный шов.
- 4-й такт: при отпускании кнопки горелки сварка прекращается.
В некоторых аппаратах режим стартового тока и заварки кратера отсутствуют, и используется упрощенный 4-тактный режим:
- 1-й такт: при нажатии кнопки горелки начинается сварка
- 2-й такт: при отпускании кнопки сварка продолжается в том же режиме
- 3-й такт: при повторном нажатии кнопки сварка продолжается в том же режиме
- 4-й такт: при отпускании кнопки горелки сварка прекращается.

Спад тока сварки. Для того чтобы качественно завершить сварочный шов может применяться еще одна функция – спад тока сварки.
В этом случае при завершении сварки после отпускания кнопки горелки сварочный ток плавно снижается от установленного значения до минимального, после чего сварка прекращается. Время, в течение которого происходит снижение тока сварки регулируется в диапазоне 0…10 с.

Режим пульсации. При включении режима пульсации сварочного тока меняется характер сварочной дуги: конус дуги становится более узким, ширина сварочной ванны уменьшается. Это дает более концентрированный нагрев металла и, соответственно, более глубокое проплавление, меньшее тепловложение, снижение деформаций металла. Частота пульсации может регулироваться в диапазоне 100…300 Гц.

Импульсный режим. Применение пульсации низкой частоты – от 0,5 до 100 Гц – очень мало влияет на характер дуги, но такой режим, называемый импульсным, очень удобно использовать при сварке тонколистовых металлов, а также для сварки труб, когда отсутствует доступ к обратной стороне шва. Применение импульсов частотой до 50 Гц позволяет более точно контролировать степень проплавления металла для выполнения качественной сварки.
Аппарат может иметь функцию регулировки параметров импульсного режима:
- частота импульсов – как правило, в диапазоне 0,5…50 Гц;
- скважность импульса – в диапазоне 20…80%. В аппаратах эта функция чаще всего называется "Режим импульса"

- амплитуда импульса. Обычно пиковое значение импульса определяется рукояткой «Ток сварки», а ток во время паузы между импульсами регулируется в диапазоне 20…80% от тока сварки. Рукоятка регулировки тока паузы может называться "Основной ток" или "Базовый ток".

Прибор контроля сварочного тока. Так же, как и в аппаратах для ручной сварки, аппараты TIG могут иметь прибор контроля сварочного тока – амперметр, для соблюдения технологических требований при сварке ответственных конструкций.

Ширина очистки (баланс). Регулировка баланса используется при сварке алюминия на переменном токе.
Следует иметь в виду, что переменный ток на выходе у сварочных инверторов имеет не синусоидальную, а прямоугольную форму полуволны.
При сварке алюминия во время протекания положительной полуволны тока происходит нагрев и плавление металла, при этом сохраняется окисная пленка на поверхности, препятствующая свариванию. При протекании отрицательной полуволны происходит интенсивное разрушение окисной пленки, (т. н. «процесс катодного распыления»), но при этом происходит повышенный нагрев вольфрамового электрода и возможно его оплавление.
Рукоятка "Баланс" (на некоторых аппаратах может называться "Ширина очистки") устанавливает соотношение между длительностью положительной и отрицательной полуволн. При этом увеличение значения баланса расширяет зону очистки металла от окисной пленки, но при этом увеличивается расход электрода. Уменьшение значения баланса соответственно снижает расход электрода, но при этом сужает зону очистки.

Баланс регулируется в диапазоне 20…80%, в большинстве случаев оптимальное значение – 50%

Мы предлагаем Вам широкий выбор аппаратов для арогоно-дуговой сварки TIG, оснащенные вышеописанными функциями. Посмотреть аппараты, Вы можете по этой ссылке--->

Уроки сварки: Как настроить аргонодуговой аппарат для TIG-сварки?

Ранее мы рассказывали о том, как подобрать электрод , газ и другие расходные материалы. В этой статье продолжим рассматривать сварочный процесс, а точнее работу с аргонодуговым аппаратом tig. Для удобства сразу же выделим вопросы, которые будут затронуты в данном материале:

Для наглядности используем конкретные модели и заготовки. Сваривать будем нержавеющую сталь, а в качестве tig-аппарата выступит надежный и простой в управлении аппарат FUBAG INTIG 200 DC Pulse. Помимо основных функций оборудование обладает функцией импульсной сварки.

Что касается расходных материалов, то в приведенном примере используется баллон с аргоном, электроды WL 20 (для постоянного тока) и присадочный пруток.

Подготовка аргонодугового аппарата к работе

Все комплектующие под рукой. Собираем все воедино:

Устанавливаем редуктор на баллон с газом

Подключаем газовый шланг к редуктору

Подключаем байонетный разъем горелки к минусовому разъему

Подключаем кабель управления к пяти-пиновому разъему на лицевой панели

Последним подключаем кабель массы к плюсовому разъему

Аппарат практически готов к работе, теперь переходим к сборке tig горелки:

1. Первым устанавливаем цангодержатель

2. Аккуратно вставляем в него цангу

3. Прикручиваем хвостовик (не до конца)

4. Устанавливаем керамическое сопло

5. Вставляем вольфрамовый электрод

6. Настраиваем вылет электрода

7. Хорошенько затягиваем хвостовик.

Как только все выполнено, выставляем расход газа в зависимости от места проведения и диаметра сопла. Для сопла с диаметром 10 мм вполне подойдет расход газа равный 10 л/мин.

Внимание! Помимо самого аппарата и горелки, подготовка требуется и заготовкам. Очистив их от ржавчины, оксидной пленки и других загрязнений, вы позаботитесь о качестве сварки. Для обезжиривания можно воспользоваться ацетоном, уайт-спирпитом или другим растворителем. Присадочный пруток также зачищается наждачкой и обезжиривается.

Настройка tig аппарата от А до Я

Практически все металлы свариваются на прямой полярности (на электроде минус). Исключением является лишь сварка алюминия и его сплавов. Ярким примером сплава может могут стать медные сплавы со значительным содержанием алюминия. Для них обязательным является использование переменного тока.

На панели управления выставляем метод сварки – TIG.

Устанавливаем предпродувку газа на 0,5 сек.

Настраиваем ток поджига – 25% от рабочего тока (А).

Фиксируем время нарастания до рабочего тока – 0,2-1,0 сек.

Устанавливаем ток сварки (А) (см. Таблицу ниже)

Выставляем время до тока заварки кратера (спада в секундах)

Выбираем значение тока заварки кратера в амперах

Последним параметром станет время продувки газа после сварки (сек)

Параметры, которые относятся к заварке кратера, подбираются в зависимости от толщины металла.

В данной таблице даны общие рекомендации по подбору сварочного тока для наиболее используемых металлов и толщин. Это поможет вам сориентироваться при подготовке к началу работы.

Таблица. Настройка аргонодугового аппарата в зависимости от вида металла и толщины

Вид металла

Толщина металла, мм

Почему следить за силой тока важнее, чем за остальными параметрами? Во время TIG сварки можно прожечь заготовку, выставив слишком сильный ток. Низкое значение не позволит расплавить металл, что сведет все попытки сварить деталь на нет.

Правильный запуск и сварка TIG-горелкой

Параметры выставлены и пора начинать. У владельцев данной модели сварочного аппарата есть целых два варианта:

Использовать контактный поджиг

Прибегнуть к функции высокочастотного поджига

Последний предотвратит прожиг металла в случае неправильно выставленных параметров во время настройки аппарата аргонодуговой сварки. Он убережет металл от вольфрамовых включений и позволит самостоятельно контролировать расстояние до детали с момента начала работы.

И теперь самое главное – как же правильно вести горелку? Большинство опытных сварщиков проводят сварку справа налево. Во время процесса без присадочного материала электрод стоит расположить практически перпендикулярно свариваемой поверхности. Если присадочный материал присутствует, то достаточно удерживать небольшой угол (15-20 градусов).

Внимание! Чтобы металл шва не окислялся, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа.

Процесс сварки завершается заваркой кратера. Заварка кратера - финальный участок сварочного шва длиной, высота которого уменьшается до нуля. С точки зрения качества сварного соединения, необходимо исключить образования кратера в финальной части шва. Для этого в аппарате предусматривается режим плавного уменьшения тока.

Для наглядности всего вышеописанного специалисты подготовили специальный видеоролик:

Особенности и технология импульсной сварки

В современном мире всё большую популярность набирает импульсная сварка. Этот бесконтактный способ соединения металлов был впервые применён почти 90 лет назад. Созданный как альтернатива электродуговому методу, он, по сути, является его подвидом.

Отличие состоит в том, что на постоянный сварочный ток с заданной амплитудой накладываются дополнительные импульсы. Эти выплески энергии могут в несколько раз превышать фоновый ток. Формирование шва происходит последовательно капельным способом. Такая методика исключает разбрызгивание металла и позволяет соединять даже тонкий листовой материал без опаски прожечь его насквозь.

Импульсная сварка: как это работает?

Для этого способа сварки необходим сварочный полуавтомат с функцией импульсного режима. Электроды могут быть как плавкими (MIG), так и неплавящимися (TIG). Сам процесс цикличен с последовательным падением капель присадочного материала в сварочную ванну (один импульс – одна капля). Сварочный аппарат трансформирует сетевое напряжение в постоянное и выпрямляет ток, затем с заданной амплитудой увеличивает частоту.

В фоновом режиме подаётся постоянный сварочный ток, задача которого - поддерживать устойчивую дугу. Во время резких скачков нагрузки конец присадочной проволоки плавится. Электродинамические силы истончают шейку образовавшейся капли, и жидкий металл под действием своего веса падает на соединяемые поверхности, формируя шов. Затем сила тока мгновенно падает до дежурного значения. В этот промежуток времени температура в сварочной ванне снижается и металл застывает. Далее процесс повторяется.

Паузы между вспышками можно регулировать настройками аппарата. Это обеспечивает возможность выбора разных режимов сварки и контроль параметров образующегося шва.

Виды импульсно-дуговой сварки

Преобразование тока, в процессе которого создаётся импульс, может достигаться разными способами:

Каждому из них свойственны свои особенности, о которых стоит рассказать подробнее.

Аккумуляторный способ преобразования тока

Сварочные аппараты, поддерживающие такой тип импульсной дуговой сварки, дополнительно оснащены щелочной аккумуляторной батареей. Она генерирует в себе необходимое для импульса количество тока. Специфика такого аккумулятора заключается в низком внутреннем сопротивлении. За счёт этого выдаваемое напряжение может во много раз превышать получаемое. А короткие замыкания, нужные для возникновения импульсов, быстро нейтрализуются.

Пока аккумуляторное преобразование тока применяется не слишком широко. Основная причина недостаточной популярности – громоздкость конструкции. Но метод удобный и перспективный, поэтому ведутся активные разработки по его совершенствованию.

Конденсаторное преобразование энергии

На этой технологии было основано появление самых первых аппаратов для импульсной сварки. Она уходит корнями в 30-е годы прошлого столетия.

Здесь импульс возникает за счёт мощного разряда, выдаваемого конденсаторной батареей. При этом максимальное значение тока может превышать отметку в 100 тыс. ампер. Импульсные агрегаты позволяют точно дозировать электроэнергию, нужную для скачка напряжения. Большой диапазон выдаваемой силы тока позволяет настроить аппарат под максимально подходящие для сварочного процесса значения.

Область применения ограничивается сечением свариваемых изделий. При этом толщина одной из деталей не должна превышать возможности аппарата, а другая, привариваемая к ней, может иметь любую толщину. Поэтому на заре появления конденсаторного метода его использовали для соединения листового металла и приваривания к нему различного крепежа. Сейчас конденсаторная импульсная сварка широко применяется в производстве электроники и в приборостроении, там, где важна максимальная точность. Метод идеально подходит для сварки нержавейки и алюминия.

Магнитно-импульсный способ

Оборудование для сварки магнитно-импульсным способом работает на принципе преобразования электрической энергии в механическую. При этом возникает магнитное поле, соединяющее детали под действием высокого давления. Большая сила сжатия и температура создают сварочный шов. В основе процесса лежат электромеханические свойства вихревого тока.

Процесс происходит так: первая деталь закрепляется неподвижно, а вторую перемещает электромагнитное поле, которое генерируется сварочным аппаратом. Когда заготовки сближаются, возникает скрепляющая их сварочная дуга.

Магнитно-импульсный способ широко применяются машиностроительными производствами. Он позволяет сваривать трубчатые детали друг с другом или с плоскими поверхностями, а также соединять листовой металл по контурам. В быту или на малых предприятиях магнитно-импульсная сварка применяется крайне редко. Процесс настройки и технология сложны, а оборудование быстро изнашивается.

Инерционная импульсная сварка

Генератор такого сварочного устройства имеет мощный маховик, который раскручивается электродвигателем. В процессе раскручивания накапливается необходимое значение кинетической энергии. В момент снижения скорости вращения, возникает инерционный резонанс и трансформируется в импульс сварочного тока. В качестве сварочного аппарата служит импульсный инвертор.

Технология импульсной сварки

Для импульсной сварки используются аппараты инверторного типа. Чтобы расплавленный металл не контактировал с воздухом, в область сварочной ванны подаётся защитный газ. Благодаря этому металл не вступает в реакцию с кислородом и не окисляется.

Суть импульсно-дуговой сварки заключается в контролируемом переносе металла с присадочной проволоки или плавкого электрода на стык свариваемых поверхностей. Процесс протекает циклично:

Сила тока резко увеличивается. Основной материал плавится, образуя точечную сварочную ванну.

Происходит уменьшение силы тока. Металл остывает, начинает затвердевать от краёв к центру шва.

Происходит повторение цикла.

Шов получается ровным и качественным. Его не приходится зачищать от окислов и застывших брызг. Каждый импульс переносит в сварочную ванну только одну каплю присадочного материала. При этом его параметры легко менять. Частота тока может варьироваться от 0,5 до 300 Герц.

Алгоритм импульсной сварки

Некоторые современные инверторы имеют синергетический (импульсный) режим работы. В процессе сварки сила и напряжение тока с заданным ритмом меняются от нижнего значения к верхнему. Для настройки импульсной частоты доступен диапазон от 0,5 до 300 Гц. С её увеличением сужается дуга и уменьшается размер зёрен, шов получается более узким, увеличивается глубина проварки. Снижение частоты позволяет лучше контролировать процесс.

Синергетический режим даёт шов, образованный соединёнными внахлёстку точками. Сварочная ванна получается меньшего размера, чем в случае с постоянным током, но её глубины хватает для обеспечения хорошего провара. Максимальный эффект достигается при достаточной разнице температур между импульсом и фоновым током.

Настройка алгоритма происходит изменением величин тока импульса и паузы и их продолжительности. Фоновый ток выбирается меньшего значения, чем минимально рекомендованный для плавки свариваемого металла. Во время паузы между вспышками сварочная ванна должна успеть остыть и кристаллизоваться. А величина тока импульса должна обеспечивать оптимальное плавление. При этом следует учитывать свойства свариваемого материала.

Преимущества

Плюсов у импульсно-дугового метода много:

Качественный плотно сформированный сварочный шов, который не приходится впоследствии зачищать.

Варить можно любой металл, включая алюминий и нержавеющую сталь. Более того, таким способом можно соединять между собой разные по химическому составу сплавы.

Для работы потребуется минимальное количество дополнительного оборудования.

Дугу и форму сварочной ванны легко контролировать. Этому способствует и то, что рабочую зону не заволакивает дымом.

Металл капает на шов направленно, нет разбрызгивания, экономится присадочный материал.

Тепловложение значительно ниже, чем при обычной сварке. Детали не деформируются под действием высокой температуры. Можно работать даже с тонкой листовой сталью без риска её прожечь.

От сварщика не требуется высокая квалификация, красивый «чешуйчатый» шов может получиться даже у новичка.

Недостатки

Считается, что метод импульсной сварки узкоспециализирован. В режиме ТИГ производительность не так высока, как хотелось бы, а при МИГ-сварке предъявляются высокие требования к защитным газам. К тому же необходимое дополнительное оборудование делает покупку более затратной.

Преобразователь энергии в импульсном режиме склонен к перегреву. Поэтому во время активной работы стоит задуматься о дополнительном охлаждении. Этот же факт исключает возможность непрерывной работы с большими объёмами.

Консервативные сварщики критикуют импульсный метод за то, что параметры сварочной ванны задаются настройками на аппарате, нет возможности полноценно чувствовать процесс. Хотя это дело индивидуальной привычки.

Ещё одной причиной недовольства может стать необходимость подбора режимов под каждый конкретный случай. Но современные сварочные аппараты могут быть оснащены множеством готовых программ, подходящих для разных задач.

Сфера применения

Импульсная аргонодуговая сварка незаменима в тех случаях, когда приходится вести шов вертикально или в перевёрнутом (потолочном) состоянии, когда мешает сила притяжения. Дома или в небольших мастерских бывает, что свариваемые металлы не блещут качеством, если добавить в процесс импульсы – работать станет проще.

Изначально импульсная сварка в среде аргона создавалась для работы с нержавеющей сталью и с этой задачей она справляется как нельзя лучше. Этим же способом можно успешно варить алюминий. Но особенно ценно то, что импульсно-дуговой метод позволяет соединять между собой разные виды цветных металлов и стали с отличающимся химическим составом. Толщина материалов, с которыми можно работать, составляет от 0,5 до 50 мм.

Аппараты для импульсной сварки

В интернете много информации о том, как своими руками собрать аппарат для сварки импульсным током. Обладая соответствующими знаниями, сделать это не сложно. Но функционал и возможности такой техники будут посредственными. Цена запчастей и затраченное время вряд ли оправдаются в полной мере.

Гораздо выгодней купить универсальный сварочный инвертор, позволяющий работать как с постоянным током, так и с импульсным. К таким агрегатам относится установка аргонодуговой сварки КЕДР MULTITIG-2000P DC. Его функционал позволяет решать даже сложные задачи. Это универсальный аппарат, подходящий для сварки всех типов материалов – от легированной стали до алюминия, нержавейки, никеля и титана. При этом компактный размер позволяет использовать его в труднодоступных местах и на высоте.

Режим импульсного тока: нюансы настройки сварочного аппарата

Рассмотрим выбор режимов на примере вышеупомянутого аппарата аргонодуговой сварки КЕДР MultiTIG-2000P DC. Аппарат имеет широкий выбор настроек, подходящих как для новичка, так и для профессионала. Настройка выполняется регулятором, расположенным на панели управления. Режим импульсной TIG-сварки позволяет менять параметры пикового и базового тока, баланса и частоты импульса.

Настройкой импульсного и фонового тока задают амплитуду колебаний напряжения в процессе аргоновой ТИГ-сварки в пределах от 5 до 200 Ампер. Это позволяет контролировать тепловложение и глубину проплавления.

Баланс импульса – это соотношение длительности импульсного и базового тока. Он также влияет на величину тепловложения в основной металл. Регулируется в пределах от 5 до 95 %.

Частота импульса напрямую влияет на скорость работы и глубину проплавления. Пределы регулировки от 0,5 до 200 Гц.

Стоит ли осваивать метод импульсной сварки? Если вы используете сварочный аппарат для бытовых нужд пару раз в год, то возможно в этом нет нужды. Во всех остальных случаях — однозначно да. Сегодня это один из самых перспективных методов. Импульсную сварку всё чаще используют в мастерских, автосервисах и на небольших производствах. При работе с тонкостенными металлами, а так же там, где необходимо накладывать вертикальные и потолочные швы — это самый оптимальный выбор.

Читайте также: