Как измерить силу сварочного тока

Обновлено: 19.05.2024

Качество сварки во многом связано с тем, насколько правильно был выбран её режим. Под ним имеют в виду целый ряд условий и регулируемых характеристик:

силу и полярность рабочего тока;
диаметр стержневого электрода, его тип и скорость движения;
позицию при сварке или положение шва.

К расчету силы сварочного тока подходят внимательно. Он имеет ключевое значение, так как влияет на производительность процесса и механические свойства шва. Характерные проблемы при слишком низких значениях тока — плохой поджиг дуги, залипание электрода, грубая чешуйчатость шва, сильное шлакообразование, несплавление с основным металлом. При излишне высоких токах электроды сгорают быстрее, есть риск прожечь тонкий металл, мешает сильное разбрызгивание.

Рассмотрим, от чего может зависеть сила сварочного тока, по какой формуле определяется и обязательно ли применять её в работе.

Как отрегулировать ток, зная диаметр электрода

Диаметр электрода подбирают, отталкиваясь от толщины детали. Как правило, советы по выбору силы тока сварочного аппарата даны в его руководстве по эксплуатации или на пачке с расходниками. Если их нет, можно использовать таблицу зависимостей.

Ориентировочные значения для сварки, выполняемой встык в нижнем положении:

Толщина заготовки, мм	Ø электрода, мм	Ток, А
2	1,5	25-40
3-5	2	60-100
3-5	3	90-150
4-10	4	120-200
10-15	5	180-280
16-24	6	220-360

Зависимость проста — чем толще заготовка, тем большего диаметра нужен электрод и тем выше ток можно использовать.

На первый взгляд разбег значений может показаться широким. Для точного выбора рабочего тока нужно учитывать позицию, химический состав стали или сплава, требуемую глубину провара. Так, например, для высоколегированных сталей или никелевых сплавов потребуется более низкий ток, чем для низколегированных и нелегированных. Это связано с разницей в сопротивлении электродов.v

Чем выше ток, тем сильнее расплавление, а вместе с ними быстрее процесс сварки и глубже провар. А, значит, если вам необходима большая глубина провара, то и ток необходимо выставлять на максимум, допустимый для электрода.

Положение шва

Пространственное положение шва также играет большую роль при расчете мощности. Какой ток для сварки электродом выбрать с учетом этого критерия? Здесь важно знать, что наибольшие значения выбираются при заваривании швов в горизонтальном (нижнем) положении. Если шов накладывается вертикально, то сила тока в среднем будет на 10-15% меньше.

Самый низкий показатель — при наложении потолочных швов: ток должен быть ниже в среднем на 20%, чем при работе на горизонтальных поверхностях. Для наглядности укажем значения в таблице (на примере электродов с обмазкой основного типа).

Выбор силы тока в зависимости от диаметра электрода и пространственного положения сварки.

Есть ли взаимосвязь между силой тока и позицией

Положение или позиция играет весомую роль. В общем случае от минимальных табличных значений можно отталкиваться при сварке в положениях PF (вертикальное на подъем) и РЕ (потолочное), а также при выполнении корневых проходов.

Верхние максимальные значения актуальны для заполняющих проходов, верхних швов и сварки в остальных позициях. Наиболее сильный ток можно устанавливать для положения РА (нижнее). В таком случае ванна практически не растекается, будут обеспечены глубокий провар и прочный шов.v

От позиции и типа соединения зависит не только сила сварочного тока, но и подбор диаметра электрода.

На примере металла толщиной 10-15 мм и для стыковых соединений это выглядит так:

многослойные швы в нижней позиции выполняют разными электродами — первый проход электродом 3-4 мм, последующие 4-5 мм;
для сварки в положении РС (горизонтальное) используют электроды 4-5 мм, в вертикальных PF и PG — аналогичные, но на пониженном токе 140-160 А;
для позиции РЕ (потолочная) применяют электроды до 5 мм при уменьшенных значениях тока.

Для тавровых соединений обращают внимание и на позицию, и на длину катета. При ручной дуговой сварке минимальный катет при толщине заготовки 4-5 мм должен быть не меньше 4 мм. Это важно, так как вся геометрия швов завязана на толщину металла и планируемую нагрузку на деталь или конструкцию.

Длина катета, мм	Ø электрода, мм	Ток в зависимости от позиции, А
Длина катета, мм	Ø электрода, мм	нижнее	вертикально на спуск	вертикально на подъем
4	3,2-4	130-180	110-140	110-140
5	4-5	180-240	140-190	140-190
6-8	5	240-290	190-230	190-230

Ключевые параметры расчета режима сварки

Правильно выбранный режим работы сварочного оборудования обеспечивает хороший и быстрый поджиг и стабильную электродугу. Помимо силы тока параметрами, которые влияют на настройку режима, являются:

род тока (постоянный, переменный) и полярность постоянного;
диаметр электродного стержня;
марка электродного проводника;
пространственное положение шва при выполнении работ.

Чем больше перечисленных показателей учитывается в расчетах, тем качественнее будет результат. Рассмотрим, какой ток на какой электрод подается в зависимости от толщины последнего.

Какое значение имеет полярность

При ММА сварке инвертором можно использовать прямую полярность, когда «+» находится на заготовке, в «-» на электроде, или обратную.

Полярность тока влияет на то, с какой скоростью плавится электрод и насколько глубоким будет провар. На обратной полярности активнее плавится электрод, но металл проплавляется менее глубоко, благодаря пониженному вводу тепла. Её используют для сварки высоколегированных сталей, которым не нужна высокая термическая нагрузка, и тонкого металла до 3 мм.

Следовательно, и сила тока в этом случае может быть небольшой.

Прямая полярность снижает скорость плавления электрода, но обеспечивает более глубокое проплавление материала. Она подходит для тугоплавких металлов и толстых заготовок, когда нужны хороший провар и требуется высокий сварочный ток.

Напряжение

Отдельно следует сказать о напряжении. На современных инверторных устройствах этот показатель выставляется автоматически, поэтому в расчетах он не играет существенной роли. Для РДС этот диапазон составляет 16-30 Вольт.

Не влияет данный параметр и на глубину провара. Здесь важен фактор безопасности: в момент замены электрода напряжение дуги резко повышается до 70 В, поэтому сварщик должен быть крайне осторожен.

По какой формуле выбирается сила сварочного тока

Профессиональные сварщики подбирают режим и выполняют регулирование силы сварочного тока опытным путем без каких-либо расчетов. Новички могут использовать эмпирические формулы, позволяющие определить приблизительные значения:

I = (20+6d)d при использовании электродами с Ø 4-6 мм
I = 30d для работы электродами Ø менее 4 мм

I — сила тока, а d — Ø электрода.

Полученные значения корректируют, учитывая положение сварки. Для позиций РЕ и PF ток уменьшают примерно на 20%.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНО — ПОДШИПНИКОВЫЙ ЦЕНТР

Покрытыми металлическими электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рисунок 1). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

Рисунок 1. Схема сварки покрытым металлическим электродом
Электрод состоит из электродного стержня и электродного покрытия (см. рисунок 1). Электродный стержень – сварочная проволока; электродное покрытие – многокомпонентная смесь металлов и их оксидов. По функциональным признакам компоненты электродного покрытия разделяют:

Газообразующие: защитный газ;
ионизирующий газ.

для физической изоляции расплавленного металла от активных газов атмосферного воздуха;

Техника выполнения шва и режим сварки

Зажигание сварочной дуги

Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.

Зажигание (возбуждение) производиться двумя способами. При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят верх на расстояние 25 мм. Второй способ напоминает процесс, зажигая спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика.

Положение и перемещение электрода при сварке

Положение электрода зависит от положения шва в пространстве. Различают следующие положения швов: нижнее, вертикальное и горизонтальное на вертикальной плоскости, потолочное. Сварку вертикальных швов можно выполнять сверху вниз и снизу вверх.

При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от вертикали в сторону направления сварки. Перемещение электрода при сварке может осуществляться способами «к себе» и «от себя».

При отсутствии поперечных колебательных движений конца электрода ширина валика равна (0,8 — 1,5) d электрода. Такие швы (или валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном шве.

Получение средних швов (или валиков), ширина которых обычно не более (2 — 4) d электрода, возможно за счет колебательных движений конца электрода. Основные варианты колебательных движений конца электрода показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Основные виды траекторий поперечных колебаний конца электрода

Порядок выполнения швов

В зависимости от длины различают короткие (250 300 мм), средние (350 1000 мм) и длинные (более 1000 мм) швы.

В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопроходными или однослойными, многопроходными или многослойными. Однопроходная сварка производительна и экономична, но металл шва недостаточно пластичен вследствие грубой столбчатой структуры металла шва и увеличенной зоны перегрева. В случае многослойной сварки каждый нижележащий валик проходит термическую обработку при наложении последующего валика, что позволяет получить измельченную структуру металла шва и соответственно повышенные механические свойства шва и сварочного соединения.

Расположение слоев при многослойной сварке бывает трех видов наложения; последовательное каждого слоя по всей длине шва, «каскадным» способом и способом «горки». Оба последних способа применяют при сварке металла значительной толщины (более 20 25 мм). При выполнении многослойных швов особое внимание следует уделять качественному выполнению первого слоя в корне шва. Провар корня шва определяет прочность всего многослойного шва.

Подбор силы тока и диаметра электрода

Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на максимально возможной силе тока.

Таблица 1 — Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений

Толщина деталей	1,5-2,0	3,0	4,0-8,0	9,0-12,0	13,0-15,0	16,0-20,0	более 20
Диаметр электрода	1,6-2,0	3,0	4,0	4,0-5,0	5,0	5,0-6,0	6,0-10,0

Таблица 2 — Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединений

Силу сварочного тока определяют по формуле

где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм; j — допускаемая плотность тока, А/мм2.

Таблица 3 — Значения допускаемой плотности тока в электроде

Вид покрытия	Допускаемая плотность тока j в электроде, А/мм2, при диаметре электрода dэ, мм
Вид покрытия	3	4	5	6
Рудно-кислое, рутиловое	14,0-20,0	11,5-16,0	10,0-13,5	9,5-12,5
Фтористо-кальциевое	13,0-18,5	10,0-14,5	9,0-12,5	8,5-12,0

При приближённых подсчётах величина сварочного тока может быть определена по одной из следующих формул:>

где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

k1,k2, α — коэффициенты, определённые опытным путём:

Достоинства способа:

Простота оборудования;
Возможность сварки во всех пространственных положениях;
Возможность сварки в труднодоступных местах;
Быстрый, по времени переход от одного вида материала к другому;
Большая номенклатура свариваемых металлов.

Недостатки способа:

Большие материальные и временные затраты на подготовку сварщика;
Качество сварного соединения и его свойства во многом определяются субъективным фактором;
Низкая производительность (пропорциональна сварочному току, увеличение сварочного тока приводит к разрушению электродного покрытия);
Вредные и тяжёлые условия труда.

Рациональные области применения:

Сварка на монтаже;
Сварка непротяжённых швов.

Выбор диаметра электрода при ручной дуговой сварке

Главным критерием при выборе диаметра электрода является толщина свариваемых кромок. Также при выборе диаметра учитывают вид сварного соединения и форму свариваемых кромок. Диаметры электрода, в зависимости от толщины свариваемых деталей, представлены в таблице:

Толщина свариваемых кромок, мм

В случае выполнения угловых и тавровых швов, диаметр электродов выбирают, исходя из размеров катета сварного шва. При выполнении швов катетом 3-5мм, выбирают электроды диаметром 3-4мм. Если катет шва находится в пределах 6-8мм, диаметр электрода составляет 4-5мм.

При этом, необходимо иметь ввиду, что применение электродов с диаметром свыше 6мм ограничено из-за их большой массы. Кроме того, при их применении сложно проварить корень шва.

При выполнении многослойных швов, лучшим вариантом будет выполнить первый слой электродом малого диаметра (не более 4мм), для хорошего провара корня шва в глубине разделки. Это, в равной степени, относится как к сварке стыковых швов, так и к сварке угловых швов.

Балласт для проверки сварочного инвертора своими руками

Как измерить ток инвертора простым и доступным способом
Начинающие сварщики очень часто задаются вопросом о том, как измерить ток инвертора. Казалось бы, зачем замерять ток на выходе сварочного аппарата?

На самом же деле, большинство проблем при сварке электродом как раз и приходится на то, что инвертор выдаёт неправильные значения тока. В таком случае, вроде бы все выставил правильно, напряжение в сети нормальное, а инвертор не хочет варить.

Давайте разберёмся, так как же самым простым способом измерить ток инвертора, чтобы узнать, сколько он выдаёт на выходе ампер.

Как это работает?

По своей сути это баластный реостат – специальное устройство для формирования повышенного сопротивления для сварочного электричества. Этот реостат отличается своей простотой. Он встроен во многие продвинутые и дорогие модели сварочных аппаратов, также его можно купить отдельно.

По принципу своего действия сварочный баластник является точкой препятствия на пути перемещения электрического тока, это «пункт» высокого сопротивления. С внешней точки зрения он похож на сложную толстую пружину.

Эта пружина всегда снабжена подвижным контактом, который при передвижении вдоль пружины изменяет длину пути, который ток проходит по баластнику.

Особым разнообразием моделей это устройство похвастаться не может.

Некоторые различия есть, они определяются следующими критериями:

Габариты пружины: чем она длиннее, тем длиннее путь электронов через все витки реостата, тем большее сопротивление снижает силу тока.
Природа металла с определенными коэффициентами сопротивления.
Толщина пружины также прямо пропорциональна силе сопротивления. Толщина связана с длиной реостата.

На деле выходит следующим образом: без баластного реостата ток имел бы силу в 250 А. Если подключить к этой цепи баластник, электрический поток начнет терять силу и на выходе имел бы всего 10 А.

Конечно, регулятором можно изменить длину пути по спирали, по который проходит поток. Потери в этом случае были бы другими.

Почему так важно знать, сколько ампер выдаёт инвертор

На самом деле это очень важно, поскольку если инвертор не выдаст желаемые амперы, то не получится использовать электроды определённого диаметра. Также могут возникнуть различного рода проблемы при сварке, когда электрод начнёт прилипать к металлу.

И здесь можно сколько угодно будет грешить на некачественную электроэнергию или на то, что электроды плохие. Знать, а сколько же реально выдаёт ампер сварочный инвертор очень важно, чтобы нормально и качественно варить.

Таким образом, вы знаете, как измерить ток инвертора. Подписывайтесь на канал ММА Сварка в Дзен, и получайте новую порцию полезной информации. Всем удачи.

Как сделать баластник своими руками?

Первым делом нужно найти подходящую проволоку из металла. Она может быть, к примеру, медная. Дополнительно понадобится цилиндрическая форма, например, труба и амперметр. Нужно продумать, из чего сделать подвижный контакт, это может быть провод.

Прямую проволоку нужно превратить в тугую пружину. Для этого ее наматывают на цилиндрическую форму, стараясь расположить витки максимально близко друг к другу. Конец скрученной проволоки нужно подсоединить к проводу для тока. Также присоединяем подвижный контакт.

Следующий этап очень важный: нужно проверить работу нового реостата с помощь. Амперметра. Дело в том, что домашний самодельный баластник для сварочного аппарата не такой точный, как заводские модели.

Следующий нюанс заключается в том, что наш реостат не снабжен корпусом, поэтому соблюдение правил техники безопасности делается еще более обязательным.

Процессы, протекающие в электрической схеме сварочного инвертора

Схема сварочного аппарата инверторного типа позволяет увеличивать частоту тока со стандартных 50 Гц до 60–80 кГц. Благодаря тому, что на выходе такого устройства регулировке подвергается высокочастотный ток, для этого можно эффективно использовать компактные трансформаторы. Увеличение частоты тока происходит в той части электрической схемы инвертора, где расположен контур с мощными силовыми транзисторами. Как известно, на транзисторы подается только постоянный ток, для чего и необходим выпрямитель на входе аппарата.

Принципиальная схема заводского сварочного инвертора «Ресанта» (нажмите, чтобы увеличить)

Схема инвертора от немецкого производителя FUBAG с рядом дополнительных функций (нажмите, чтобы увеличить)

Пример принципиальной электрической схемы сварочного инвертора для самостоятельного изготовления (нажмите, чтобы увеличить)

Принципиальная электрическая схема инверторного устройства состоит из двух основных частей: силового участка и цепи управления. Первым элементом силового участка схемы является диодный мост. Задача такого моста как раз и состоит в том, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный.

В постоянном токе, преобразованном из переменного в диодном мосту, могут возникать импульсы, которые необходимо сглаживать. Для этого после диодного моста устанавливается фильтр, состоящий из конденсаторов преимущественно электролитического типа. Важно знать, что напряжение, которое выходит из диодного моста, примерно в 1,4 раза больше, чем его значение на входе. Диоды выпрямителя при преобразовании переменного тока в постоянный очень сильно нагреваются, что может серьезно сказаться на их работоспособности.

Компоненты сварочного инвертора на примере самодельного аппарата

Чтобы защитить их, а также другие элементы выпрямителя от перегрева, в данной части электрической схемы используют радиаторы. Кроме того, на сам диодный мост устанавливается термопредохранитель, в задачу которого входит отключение электропитания в том случае, если диодный мост нагрелся до температуры, превышающей 80–90 градусов.

Высокочастотные помехи, создаваемые при работе инверторного устройства, могут через его вход попасть в электрическую сеть. Чтобы этого не произошло, перед выпрямительным блоком схемы устанавливается фильтр электромагнитной совместимости. Состоит такой фильтр из дросселя и нескольких конденсаторов.

Настройки балластного реостата

Главное в качественном процессе сварки – стабильные показатели работы электрической дуги, вернее – ее вольтамперных характеристик. С этим требованием отлично справляются современные инверторы.

Делаются это за счет преобразования тока в два этапа и переключения самого инвертора. Все остальные сварочные аппараты такими характеристиками похвастаться не могут. Поэтому рядом с ними должен обязательно присутствовать балластный реостат.

Он предназначен для ступенчатого контроля работы дуги и компенсации составляющей тока во время подпитки от трансформатора. Нихромовая проволока в схеме параллельного соединения – основной составляющий элемент. Важно, что каждая секция реостата подключается к сети автономно, с помощью рубильника.

У такого реостата всего две рабочие функции:

Регулирование силы тока дискретным образом.
Компенсация постоянной составляющей тока, формирующейся в течение подпитки сварочного элемента с помощью трансформатора.

Производительность и общая эффективность балластного реостата напрямую зависят от количества витков или секций спирали. Ведь каждая из них является элементом цепи, которая разрывается с помощью рубильника.

Цепь последовательная, а соединение секций – параллельное. Такая комбинация дает отличный результат: периодическое подключение к работе каждого из элементов, чтобы регулировать напряжение в сварочном аппарате.

Подключение реостата к сварочной цепи должны быть последовательным к источнику питания.

Если вентиляторов нет, нужно обязательно следить за последовательным включением нескольких реостатов.

Популярнее всех на рынке линейка балластных реостатов под аббревиатурой РБ: их всего пять опций для разных значений тока – его диапазона – минимального и максимального значений.

Предлагаем легкую прогулку по самым востребованным моделям, чтобы ознакомиться с их техническими характеристиками подробнее:

РБ-302

Отличный аппарат в роли компаньона к сварочным агрегатам для регулирования силы тока в процессах полуавтоматической или ручной сварки. Работает параллельно со сварочными выпрямителями и генераторами.

Эта версия предназначена для диапазона электропитания в пределах 27 – 30 В с предельным максимумом до 70 А и минимумом при падении в 30 А.

Реостат снабжен системой воздушного охлаждения. У него неплохой показатель ПВ – продолжительность включения в 60%. Это означает, что длительность сварки не должна превышать 10-ти минут. В противном случае ПВ необходимо снизить.

В этом аппарате регулировка сварочного тока представлена шестью ступенями, которые циклически включаются и выключаются.

Структурные элементы выполнены из самых современных материалов: изоляция, к примеру, сделана из керамических профилированных пластинок, а плато сформировано их специальных жаропрочных проволок фехралевой природы.

РБ-302У2

Эта модель является разновидностью материнского реостата для работы в условиях повышенной влажности или жесткого ультрафиолетового излучения. В итоге с ним можно работать на открытом воздухе в неблагоприятных для обычной аппаратуры условиях.

РБ-306

Эта модель посерьезнее: он не перегревается и намного точнее в регулировании сварочного электропитания, чем РБ-302. Реостат снабжен усовершенствованной системой охлаждения: в корпусе больше отверстий жалюзи, поэтому обдув резисторов интенсивный и эффективный.

Все элементы сопротивления расположены в виде модульной системы. Такой расклад делает диагностику и замену элементов намного легче и точнее. Диапазон значений силы тока значительно шире, а регулировать показатели можно с намного большей точностью.

Это специальные Блоки Балластных Реостатов. Они собираются из элементов РБ-306 для резки металлов электродуговым методом. Это отличное решение для контроля сварочного тока от выпрямителя в аппаратах – автоматах.

Достоинства и недостатки сварочных аппаратов инверторного типа

Инверторные сварочные аппараты, которые пришли на смену привычным всем трансформаторам, обладают рядом весомых преимуществ.

Благодаря совершенно иному подходу к формированию и регулированию сварочного тока масса таких устройств составляет всего 5–12 кг, в то время как сварочные трансформаторы весят 18–35 кг.
Инверторы обладают очень высоким КПД (порядка 90%). Это объясняется тем, что в них расходуется значительно меньше лишней энергии на нагрев составных частей. Сварочные трансформаторы, в отличие от инверторных устройств, очень сильно греются.
Инверторы благодаря такому высокому КПД потребляют в 2 раза меньше электрической энергии, чем обычные трансформаторы для сварки.
Высокая универсальность инверторных аппаратов объясняется возможностью регулировать с их помощью сварочный ток в широких пределах. Благодаря этому одно и то же устройство можно использовать для сварки деталей из разных металлов, а также для ее выполнения по разным технологиям.
Большинство современных моделей инверторов наделены опциями, которые минимизируют влияние ошибок сварщика на технологический процесс. К таким опциям, в частности, относятся «Антизалипание» и «Форсирование дуги» (быстрый розжиг).
Исключительная стабильность напряжения, подаваемого на сварочную дугу, обеспечивается за счет автоматических элементов электрической схемы инвертора. Автоматика в данном случае не только учитывает и сглаживает перепады входного напряжения, но и корректирует даже такие помехи, как затухание сварочной дуги из-за сильного ветра.
Сварка с использованием инверторного оборудования может выполняться электродами любого типа.
Некоторые модели современных сварочных инверторов имеют функцию программирования, что позволяет точно и оперативно настраивать их режимы при выполнении работ определенного типа.

Как у любых сложных технических устройств, у сварочных инверторов есть и ряд недостатков, о которых также необходимо знать.

Инверторы отличаются высокой стоимостью, на 20–50% превышающей стоимость обычных сварочных трансформаторов.
Наиболее уязвимыми и часто выходящими из строя элементами инверторных устройств являются транзисторы, стоимость которых может составлять до 60% цены всего аппарата. Соответственно, ремонт сварочного инвертора является достаточно дорогостоящим мероприятием.
Инверторы из-за сложности их принципиальной электрической схемы не рекомендуется использовать в плохих погодных условиях и при отрицательных температурах, что серьезно ограничивает область их применения. Для того чтобы применять такое устройство в полевых условиях, необходимо подготовить специальную закрытую и отапливаемую площадку.

При сварочных работах, выполняемых с использованием инвертора, нельзя использовать длинные провода, так как в них наводятся помехи, отрицательно отражающиеся на работе устройства. По этой причине провода для инверторов делают достаточно короткими (порядка 2 метров), что вносит в сварочные работы некоторое неудобство.

Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток — 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки — около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).

На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.

Рис.1 Принципиальная схема блока питания

Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8 Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.

Рис.2 Принципиальная схема сварочного инвертора

На рисунке 2 — схема сварочника. Частота — 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

Трансформатор на 41кгц — два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.

Правила работы с балластными реостатами

Несмотря на простоту конструкции и применения балластные реостаты требуют выполнения определенных правил эксплуатации:

Расчет силы тока при сварке

Качественная сварка невозможна без точного и правильного расчета силы тока – важнейшего параметра в технологии сварочных работ. Если этот показатель слишком низкий, стержень будет залипать, и поджига дуги не произойдет. Напротив, если выбраны слишком высокие токи, электродуга зажжется хорошо, но возможно прожигание металла детали. Кроме того, и сам стержень сгорит быстрее, чем положено, особенно, если он небольшого диаметра.

Как же рассчитать необходимую мощность? Каким током варить электродом того или иного диаметра? Давайте посмотрим деально.

Диаметр электрода и сила тока

Толщина электрода напрямую зависит от толщины свариваемых деталей и размера сварного шва. Если ширина последнего не превышает 3–5 мм, то опытный сварщик, как правило, выберет расходник диаметром от 3 до 4 мм. При больших размерах сварочной ванны (5–8 мм) толщина стержня обычно составляет не более 5 мм.

Что же касается величины тока, то работают такие показатели.

При d 3 мм – от 65 до 100 Ампер. Диапазон значений широк, они зависят от пространственного положения шва и химического состава свариваемого металла (соответственно и металла сердечника). Сварщики-новички и любители не ошибутся, если выберут усредненное значение – 80–85 Ампер.
При d 4 мм – от 120 до 200 А. Зависимость та же – состав металла, расположение шва в пространстве. Это самый распространенный диаметр стержня, характерный для промышленных работ. Позволяет варить и тонкие, и широкие швы.
При d 5 мм значение варьируется в диапазоне 169–250 А. Это уже достаточно большой диаметр. Роль играют не только состав сплава и положение шва, но и глубина проварки: чем она больше, тем больше должна быть и сила тока. Если глубина сварочной ванны не менее 5 мм, в режиме должен быть выставлен максимальный показатель – 250 А.
При d 6–8 мм минимальный показатель мощности те же 250 Ампер. В условиях тяжелых работ с использованием трансформаторов он увеличивается до 300–350 А.

Ниже в таблице приведены рекомендуемые значения, которые известны любому профессиональному сварщику, но которые могут быть полезны для любителей и новичков.

Диаметр электрода, мм

Толщина металла, мм

Сила тока, А

Самый низкий показатель – при наложении потолочных швов: ток должен быть ниже в среднем на 20%, чем при работе на горизонтальных поверхностях. Для наглядности укажем значения в таблице (на примере электродов с обмазкой основного типа).

d электрода, мм

Пространственное положение

Нижнее

Вертикальное

Потолочное и полупотолочное

Сварка не выполняется

Полярность

Сварка современными аппаратами производится только постоянным током прямой или обратной полярности. Электроды постоянного тока обеспечивают гораздо большую (на 15-20%) глубину провара, чем при использовании переменного тока от трансформатора.

На прямой полярности варят чугун, низколегированные, низко- и среднеуглеродистые стали и добиваются глубокого проплавления металла деталей.
На обратной варят более широкий спектр сталей (низколегированные, низкоуглеродистые, средне- и высоколегированные), сваривают тонкостенные конструкции, также ее используют при высокой скорости плавления электродов.

И глубокий провар, и высокая скорость сварки требуют больших величин тока. Таким образом, и при обратной, и при прямой полярности сила тока может быть увеличена в обоих указанных случаях.

Формула расчета

Опытные сварщики обычно настраивают электродугу экспериментальным путем, не делая сложных предварительных расчетов. А новичкам пригодятся не только размещенные в статье таблицы, но и формула, по которой рассчитывается, каким электродам какой нужен ток. Она действует в отношении электродов самых востребованных диаметров (3–6 мм).

I = (20+6d)d, где
I – сила тока, d – диаметр электрода.

Если толщина стержня менее 3 мм, расчет осуществляется по формуле: I = 30d.

Однако и этими формулами следует пользоваться с учетом пространственного положения сварки: при потолочной варке отнимаем 10–15% от результата, который получаем по формуле.

Все важнейшие параметры режима сварки производитель, как правило, дает на упаковке. Не исключение – продукция Магнитогорского электродного завода. При корректной настройке необходимых показателей режима сварочных работ электроды МЭЗ обеспечат отличный поджиг электродуги, ее устойчивое горение и образцовый результат – ровный сварной шов с необходимыми характеристиками.

Как измерить сварочный ток инвертора мультиметром

Почти весь прошлый век сварочные работы производились на переменном токе, если не использовалась газосварка. Это было связано с тем, что более простого и недорогого сварочного оборудования не было в промышленности и строительстве.

Сварочный аппарат переменного тока представлял собой мощный понижающий трансформатор с регулятором тока в виде подвижной вторичной обмотки или дополнительных отводов в ней же. Это были надежные, простые устройства, при этом очень тяжелые и габаритные. Но благодаря развитию полупроводниковой техники появилась возможность создать сварочный аппарат постоянного тока, который по потребительским свойствам лучше своего «переменчивого» собрата.

Преимущества и недостатки

Применение постоянного тока позволяет получать шов лучшего качества благодаря тому, что электрическая дуга стабильна. Нет переходов через ноль, как у аппарата переменного тока, поэтому нет брызг.

Возможность использования прямой и обратной полярности позволяет варить нержавеющую сталь, цветные металлы, то есть электродуговая сварка постоянным током имеет более широкий диапазон применения при прочих равных условиях. При использовании инверторов сварочный аппарат получается значительно меньше по габаритам и весу.

Недостатками являются относительно высокая стоимость (по сравнению с аппаратами переменного тока) и чувствительность к пыли. Приходится часто чистить внутренние блоки.

Принципиальная электрическая схема инверторного аппарата

В сварочных аппаратах инверторного типа все наоборот, небольшие размеры и вес. Но как получить высокочастотное напряжение, если его частота в сети всего лишь 50 Гц? На помощь приходит принципиальная инверторная схема прибора, которая состоит из мощных транзисторов. Именно они могут переключаться с частотой напряжение 60-90 кГц.

Но чтобы транзисторы заработали, необходим постоянный ток. Его получают посредством использования выпрямителя. Этот блок представляет собой соединение двух элементов: диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение сети, и фильтрующие конденсаторы, с помощью которых происходит сглаживание. На выходе выпрямителя получается постоянно напряжение величиною более 220 вольт. Это первый этап преобразования напряжения и силы тока.

Приборы на трансформаторах

Первые модели аппаратов для сварки постоянкой были развитием приборов переменного тока. Дополнительно к сварочному трансформатору на выходе вторичной обмотки монтировали диодный выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, затем подключали мощные конденсаторы для уменьшения пульсаций и дроссель для получения более стабильной дуги.

От однофазной или трехфазной сети переменное напряжение поступало на первичную обмотку понижающего трансформатора. На выходе вторичной получалось напряжение порядка 70 В на холостом ходу, дальше поступало на выпрямитель и сварочный электрод.

При замыкании электрода на массу и последующем отрыве на небольшое расстояние (примерно 5 мм) возникала электрическая дуга. Сварщику оставалось вести электрод вдоль будущего шва со скоростью необходимой для образования сварочной ванны.

Силовой блок

Не будем повторяться и рассказывать, как работает инверторный сварочный аппарат. Пройдемся по нюансам и элементам прибора.

Сетевой выпрямитель. Его задача – из переменного тока сделать постоянный.
Помеховый фильтр. Его устанавливают специально для того, чтобы помехи высокочастотного типа, появляющиеся в процессе работы сварочного инвертора, не попали в питающую сеть.
Инвертор (преобразователь). По сути, это блок из мощных ключевых транзисторов, которые чаще всего собираются по принципу косого моста. Обязателен в связке радиатор, с помощью которого отводится тепло от транзисторов. Они подключаются к высокочастотному трансформатору, где через его обмотку происходит коммутация напряжения. Обратите внимание, что в самом трансформаторе преобразование напряжения (постоянное в переменное) не происходит. Эта обязанность возложена на транзисторы. Основное назначение трансформатора – это понижение напряжения до 60-70 вольт. В нем в первичной обмотке течет ток с большим напряжением, но с малой силой тока. Во вторичной, наоборот, с малым напряжением, но с большой силой.
Выходной выпрямитель. Это диодный мост, в котором установлены диоды быстрого действия. Они за мгновения могут открыться и закрыться. Свойства очень важное, потому что эти элементы выпрямляют переменный высокочастотный ток. Простые диоды, установленные в инвертор, не успевали бы закрываться и открываться. В результате произошел бы их перегрев, итог – выход из строя.

Внимание! Необходимо знать, что на конденсаторах, установленных в фильтр, напряжение будет больше, чем на выходе диодного моста. Величина – 1,4-1,5 раз. При стабильном напряжении в сети в 220 вольт, на конденсаторах будет напряжение 310 вольт. Если в сети будет скачок, к примеру, до 250 вольт, то внутри аппарата в конденсаторах напряжение поднимется до 350 вольт. Вот почему используются конденсаторы с номинальным напряжением 400 В.

Вот основные элементы силового блока устройства инверторного сварочного аппарата. Есть еще блок управления, но он влияет на удобство работы агрегата и на его настойку (ручная или автоматическая).

Теперь вы знаете, из каких частей состоит инверторный источник сварочного тока. Еще раз повторимся. Это выпрямитель, инвертор, собранный из транзисторов, трансформатор, который понижает напряжение, и установленный на выходе выпрямитель. Для начинающих сварочников эти элементы ни о чем не говорят. И вроде бы знать о них им нет необходимости. Ведь работать с инвертором одно удовольствие.

Он легкий (спасибо маленькому трансформатору).
Легко варит достаточно толстые металлические детали (спасибо высокому току и низкому напряжению).
Электрод не прилипает к поверхности металла (спасибо функции «Arc Force»).
Процесс поджига электрода упрощен за счет подачи на его конец в начале работы тока большой силы. Эта функция сварочного инвертора называется Hot Start.
Если появляется короткое замыкание при залипании электрода, напряжение в аппарате резко снижается до минимума. Это оберегает его от выхода из строя.

Итак, мы разобрались в устройстве сварочного инвертора, в его принципиальной схеме, и как он работает. Необходимо отметить, что к работающему сварочному инвертору (принцип работы у всех моделей одинаковый) есть несколько требований, два из которых – это длина питающего кабеля не больше 15 м и частота проводимого обслуживания – не реже двух раз в год. В основном его надо почистить от пыли.

Инверторы

По дрогу принципу работают сварочные инверторы, которые тоже относятся к аппаратам постоянного тока. Преобразования в них происходят несколько по-другому.

Генератор вырабатывает сигнал частотой от 40 до 80 кГц. Изменение частоты переменным резистором, выведенным на лицевую панель, позволяет регулировать силу сварочного тока. Эта частота поступает на управляющие входы силовых транзисторов, на выходе в результате получается импульсный ток той же частоты.

Для дальнейшего преобразования он пропускается через конденсаторы, чтобы получился высокочастотный переменный ток. Затем он подается на понижающий трансформатор.

С вторичной обмотки снимается пониженное напряжение высокой частоты. Благодаря этому не требуются такие громоздкие преобразователи (понижающие трансформаторы низкой частоты). Сварочный пост в таком случае получается компактным и эргономичным.

Получившийся высокочастотный ток вновь выпрямляется диодным мостом и превращается в постоянный. Для уменьшения пульсаций устанавливаются батареи конденсаторов, а для мягкости дуги – дроссель. Благодаря электронной схеме управления силой сварочного тока и напряжения, отсутствуют проседания мощности и нестабильность дуги.

Сварочный ток не зависит от изменения сетевого напряжения. Шов получается качественным. Сварщику гораздо легче работать таким сварочным аппаратом. Единственно, при пользовании электросваркой необходимо соблюдать требования к присадочной проволоке.

Электроды для сварки нужно использовать те, которые рекомендуются для данного вида металла. Диаметр необходимо выбирать исходя из толщины свариваемого материала.

Подбор диаметра электрода

Сварка инвертором дается легко, если научиться выбирать диаметр электрода в согласии с установленной силой тока и толщиной сторон свариваемого изделия. Слишком тонкие элементы будут перегреваться на большом токе, что накалит ручку держателя и доставит дискомфорт сварщику. Завышенный диаметр не даст нужной степени проплавления и будет постоянно прилипать.

Осваивая сварку инвертором новичку можно выбирать диаметр электрода ориентируясь на толщину металла:

Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм
1,5	2
2	2,5
3	3
4	4
5	4
6	5

Какие электроды использовать

Подбирая электроды для сваривания деталей постоянным током, в первую очередь необходимо убедиться в наличии сертификатов соответствия.

Они должны быть подтверждены соответствующими организациями типа «Центра стандартизации и метрологии» с соответствующими лицензиями. Дальше нужно выбирать электроды с учетом мощности сварочного аппарата, толщиной свариваемых деталей и вида металла. Среди многочисленных марок можно выделить такие:

для сварки постоянным током низкоуглеродистых и низколегированных сталей подойдут электроды УОНИ13/45. Ими хорошо варить сосуды, работающие под давлением, толстостенные детали, а также заваривать дефекты литья;
электродами УОНИ 13/55 также варят низкоуглеродистые и низколегированные стали. Используют при сварке сосудов высокого давления и стальных конструкций;
электродами ОЗС-12 ГОСТ 9467-75 варят ответственные конструкции из низкоуглеродистой стали. Сваривание производится во всех положениях, кроме вертикального шва;
ОЗС- 4 можно варить по окисленной поверхности с теми же сталями.

Перечисленные выше марки наиболее универсальные и простые в использовании. Их можно быстро зажечь и обеспечить стабильную дугу, поддерживаемую постоянным током.

Для средне и высоколегированных сталей применяются специальные электроды. Они имеют состав близкий к марке свариваемой стали.

Перед применением электродов необходимо убедиться, что они сухие, без сколов обмазки. Правильный подбор марки и диаметра, силы сварного тока обеспечит получение качественного сварного шва. Все необходимые данные имеются в инструкции по эксплуатации на сварочный аппарат и паспорте на электроды.

Самостоятельное изготовление

Сварочный аппарат постоянного тока имеет смысл делать своими руками, если есть запас полупроводниковых приборов подходящих по номиналам. При использовании трансформаторной традиционной схемы преобразования тока все будет достаточно дешево.

Если решили собирать инверторный аппарат, то покупка силовых транзисторов выйдет в копеечку, проще купить готовый инвертор.

Выпрямитель

Постоянный сварочный ток в самодельных аппаратах обычно рассчитывают на 160-200 ампер. Для этого оптимальными будут выпрямительные диоды В200 соединенные по мостовой схеме.

Нужно только учесть, что корпус от внутренностей у диода не изолирован, то есть при подаче напряжения на выводы, корпус тоже окажется под напряжением.

Так как они сильно греются при работе, то их устанавливают на радиаторы. Они должны быть изолированы друг от друга, корпуса сварочного оборудования и других элементов схемы.

Если в распоряжении имеются диодные мостовые сборки, то это еще лучше, поскольку схему будет проще собирать. У них прямой ток порядка 35-50 А. Если требуется мост помощнее, то сборки можно спаривать, ставить параллельно.

Надежность такого соединения меньше, чем у одиночного диода из-за разброса параметров, но если установить с запасом, то все будет замечательно. Корпуса у них не под напряжением, поэтому можно устанавливать на один радиатор.

Как измерить силу тока мультиметром в розетке

На такой вопрос есть единственно правильный ответ — это невозможно. В розетке присутствует только напряжение на контактах. Ток появится лишь после подключения нагрузки — лампочки или электроприбора.

Если напрямую подключить мультиметр к розетке, при соединении фазы и 0 в цепи произойдет короткое замыкание, поскольку сопротивление ничтожно мало. В лучшем случае сгорит предохранитель и выйдет из строя сам мультитестер, но последствия могут быть гораздо хуже.

Автоматическая защита домовой сети отреагирует отключением электропитания. Свет погаснет везде, а розетки не будут работать. Кроме того, искры от перегоревшего тестера могут вызвать пожар, ожог и другие неприятности, поэтому не стоит измерять ток в розетке даже ради эксперимента.

Читайте также: