Как рассчитать сварочный аппарат

Обновлено: 13.05.2024

Сделать самостоятельно несложный сварочный аппарат вполне по силам любому, знакомому с правилами электромонтажа. Но прежде чем приступать к делу, необходимо выполнить расчёт всех компонентов устройства. От этого будет зависеть эффективность устройства при работе от обычной бытовой однофазной сети.

Конструкция и принцип работы простейших сварочных аппаратов

Для получения устойчивой сварочной дуги, которая позволит сваривать металл разной толщины, требуются токи в пределах 70 – 150 А. Если использовать устройства, рассчитанные на напряжение 220 В, то они должны потреблять высокую мощность, в пределах 15 – 30 кВт. Поэтому такие установки будут громоздкими, да и работать с ними нормально не выйдет. А в домашних условиях их просто будет невозможно подключить, стандартные сети не рассчитаны на подобную нагрузку.

Поэтому основной задачей при проектировании и сборке сварочных аппаратов становится обеспечение необходимой силы тока при снижении потребляемой мощности. Это возможно только при выполнении сварочных работ с пониженным напряжением на электродах.

Простейший сварочный аппарат представляет собой следующую конструкцию:

Понижающий трансформатор, обеспечивающий снижение напряжения до пределов 55 – 70 В и повышающий при этом силу тока до требуемых параметров. Благодаря этому и удаётся снизить энергопотребление до разумных пределов.
От трансформатора к электроду и обрабатываемой детали ток подаётся при помощи специальных сварочных кабелей. Они отличаются увеличенным сечением и усиленной изоляцией, позволяющей работать с большими токами.
Для сварки потребуются электроды, устанавливаемые в держатель. Благодаря применяемой обмазке они упрощают зажигание и поддерживание электрической дуги, которая и становится источником тепловой энергии, необходимой для плавления металла.

Сложных устройств в конструкции таких сварочных аппаратов нет. Но при проектировании необходимо выполнить расчёт основных параметров, иначе подключение несоответствующего оборудования к сети приведёт к выходу его из строя, к коротким замыканиям на линии или им просто будет невозможно варить.

Виды сварочных аппаратов

Существует несколько основных видов:

Сварочный трансформатор. Для преобразователя применяется понижающий трансформатор.

Сварочный трансформатор

Сварочный инвертор. В качестве преобразователя здесь служит инверторный болк питания с ШИМ.

Сварочный выпрямитель. Это тоже самое что и сварочный трансформатор, только он имеет диодный или тиристорный выпрямитель во вторичной цепи.

Сварочный выпрямитель

Полуавтомат. Сварка производится в инертной среде, для этого используется газовый баллон.

Упрощённая схема расчётов сварочника

На практике расчёты ведут, основываясь на типе и диаметре используемых электродов. Да, существуют более сложные и точные расчётные формулы, но любителями они применяются редко. Для получения устойчивой и производительной дуги необходимо получить ток со следующими показателями:

Для электродов диаметром 2 мм достаточно 30 – 80 А.
При увеличении диаметра до 3 мм сила тока должна возрасти до 70 – 130 А.
Для электродов 4 мм устанавливают показатель 110 – 170 А.
5-мм электродами варят при силе тока 150 – 200 А.

Разница значений силы тока обусловлена работой с металлами различной толщины, физическими свойствами.

При самостоятельном изготовлении сварочного аппарата чаще всего приходится довольствоваться магнитопроводом от других устройств, который имеется в наличии. Поэтому простейший расчёт и будет выполняться исходя из этих двух известных характеристик — сечение магнитопровода и требуемая сила тока на вторичной обмотке.

Обратите внимание — для сборки трансформатора предпочтительно применять сердечники стержневого типа. По сравнению с броневыми они обеспечивают большую плотность тока в обмотках, обладают повышенным КПД.

Виды магнитопроводов

Кроме того, имеет значение и расположение обмоток на плечах сердечника. Если разнести первичную и вторичные обмотки по разным стержням, это приведёт к увеличению магнитного рассеивания из-за возросшего воздушного зазора. Поэтому предпочтительной считается схема размещения части обеих обмоток и на одном, и на другом стержне.

В этом случае для определения необходимого количества витков первичной обмотки применяют следующую формулу:

N1 = 7440 × U1/(Sиз × I2)

N1 — расчётное количество витков;

U1 — напряжение сети (200-240В);

Sиз — сечение имеющегося магнитопровода;

I2 — необходимый сварочный ток.

Обратите внимание, что для устройств с разнесёнными обмотками применяют другую формулу:

N1 = 4960 × U1/(Sиз × I2)

Если предстоит выполнять работы в условиях нестабильного напряжения в сети, есть смысл рассчитать количество витков для основных значений — 180, 190, 200, 220 и 240 В. При намотке провода просто делают отводы на этих значениях, что позволит подобрать стабильный режим работы трансформатора в любых условиях.

Необходимое количество витков вторичной обмотки рассчитывают по следующей упрощённой формуле:

N2 = 0,95 × N1 × U2/U1

U2 — требуемое напряжение холостого хода на вторичной обмотке (50 – 70 В).

Для первичной обмотки выбирают медный изолированный провод сечением в пределах 5 – 7 кв. мм, его хватит для работы с бытовой однофазной электросетью. При выборе обращают внимание на жаропрочные показатели изоляции, она должна выдерживать значительный нагрев, которого избежать не выйдет.

Вторичную обмотку мотают более толстым проводом, что связано со значительной силой тока, который будет протекать по ней. Оптимальным вариантом станет медная шина сечением не менее 30 кв. мм.

Сварочный трансформатор — простейших тип оборудования

Для выполнения большинства сварочных работ в домашних условиях хватит понижающего сварочного трансформатора без дополнительных схем или устройств. Последовательность сборки такого агрегата следующая:

Делят общее количество витков каждой обмотки на две равные половины, чтобы разместить их на обоих стержнях сердечника.
Если собираете сердечник из отдельных пластин, потребуется их фиксация стяжками или в простейшей обойме. Изолировать пластины друг от друга не следует.
Для катушек делают каркас из толстого электротехнического картона. Внутренний размер должен соответствовать сечению сердечника и должен позволять смещать катушку вверх или вниз.
Обмотки наматывают, укладывая витки вплотную друг к другу. При необходимости делают несколько рядов из уложенного провода.
Если первичная обмотка рассчитана с отводами, то на необходимом количестве витков делают петлю и выводят её, не разрезая.
На нижнюю часть сердечника надевают первичную обмотку, вторичная крепится сверху.
Чтобы менять силу тока для сваривания металлов или при работе с деталями, отличающимися по толщине, предусматривают обустройство простейшего регулятора. Он будет перемещать катушки со вторичной обмоткой вверх-вниз.
Принцип действия такого регулятора основан на изменении воздушного зазора между обмотками. В результате меняются параметры магнитного поля, что и приводит к увеличению или уменьшению силы тока во вторичной обмотке.
Регулятор представляет собой винт с резьбой, при закручивании которого и происходит подъём катушек. Для этого эти элементы соединяют между собой.

Практически во всех случаях самодельные сварочные аппаратуры делают без корпуса. Это делают с целью предотвращения перегрева катушек, который может стать причиной выхода устройства из строя. Если сделать схему с принудительным охлаждением при помощи вентилятора, то сварочный трансформатор можно установить и в корпус. Для его изготовления выбирают устойчивые к температуре пожаробезопасные материалы, например, текстолит толщиной 1,5 – 2 см.

На поверхность корпуса выводят шпильки для подключения сварочных кабелей и сетевого провода. Возможность подключения к отводам первичной обмотки обеспечивают обустройством отдельных контактов или установкой мощного пакетного переключателя на требуемое число положений.

Сварочный выпрямитель — особенности работы и сборки

Для выполнения отдельных видов сварочных работ, например, с нержавейкой, применение переменного тока, выдаваемого трансформатором, не применяется. Для работы с такими металлами необходима подача постоянного напряжения. Кроме того, резка постоянным током уменьшает расход электродов, а при сварке предотвращается разбрызгивание металла.

Для выполнения работ в таких условиях применяют сварочные выпрямители, которые позволяют варить током прямой и обратной полярности. Если есть опыт по монтажу электронных схем, то такое устройство также можно собрать самостоятельно.

Основой сварочного выпрямителя станет тот же понижающий трансформатор. Отличие заключается в наличии выпрямляющей электронной схемы. При желании можно переделать уже описанный сварочный трансформатор или собрать универсальное устройство, которое позволит варить и переменным, и постоянным током.

Простейшая схема электронной части сварочного выпрямителя выглядит так:

Принципиальная схема сварочного выпрямителя

При сборке таких устройств следует учитывать такие особенности конструкции:

Основная часть устройства — выпрямительный мост из силовых мощных диодов. Они подключаются согласно схеме с обязательным учётом полярности.
Сглаживание пульсации тока выполняется за счёт фильтра, выполненного на конденсаторе и дроссельной катушке. Обращаем внимание — компоненты должны иметь 2,5 – 3 запас по допустимому напряжению.
При работе с высокими токами происходит нагревание элементов. Чувствительны к перегреву полупроводниковые диоды. Поэтому их устанавливают на радиаторы, которые позволят увеличить интенсивность отвода тепла.
При заключении аппарата в корпус становится обязательным применение вентилятора, позволяющего повысить эффективность охлаждения.

Обращаем внимание на соединение отдельных элементов схемы. Учитывая то, что они будут испытывать воздействие большой силы тока, необходимо обеспечить надёжность контакта. Если этого не сделать, то на этих участках будут греться и отгорать провода. Предпочтителен вариант с креплением при помощи площадок с болтом и гайкой.

Дроссель в подобных конструкциях выполняют в виде отдельной выносной катушки индуктивности, которая подключается по мере необходимости. Отметим, что установка выпрямителя не препятствует изменению силы сварочного тока при помощи регулятора положения катушек вторичной обмотки.

Как видите, сложностей в самостоятельной сборке сварочного аппарата нет. Но заниматься такими устройствами стоит только в том случае, если есть опыт в конструировании простых аппаратов, работающих с меньшими токами. В противном случае доверьте сборку специалисту или купите заводской сварочный аппарат.

Сварочный аппарат из микроволновки:

Рассчитываем необходимую мощность сварочного агрегата - формулы, последовательность, коэффициенты

Объем мощности инверторного аппарата бывает разный. На показатели влияет мощность самого механизма, а также объем входящего тока. Невзирая на существующие моменты, расход возможно измерить и рассчитать, используя простую формулу.

Учитывайте, что результат может быть неточным, с малой погрешностью. Формула скорее будет полезна во время бытовых действий. Вы сможете не так переживать о квитанциях за электричество.

В нашей статье хотим рассказать, от чего зависит мощность работы инвертора. Вам станет известно, как провести расчет показателя мощности оборудования для сварки при работе дома.

Мы научим вас пониманию того, как экономить при использовании сварочного аппарата.

Введение

А вы задумывались над тем, от чего зависит потребление электричества? Речь идет именно о сварке. Вы удивитесь, но объем зависит не только от того, какую мощность определил производитель.

Да, этот момент играет роль, но он – далеко не основной и не единый. Формула расчета мощности сварочного аппарата зависит от нескольких переменных.

Вот факторы влияния на потребление электричества:

мощность агрегата;
диапазон входящего напряжения;
импульс, который выдает механизм;
напряжение арки;
коэффициент полезного действия агрегата;
период работы механизма.

Базовые факторы, что влияют на конечную цифру расчета, именно такие.

Непрямые причины влияют меньше, но они также присутствуют:

состояние электрической сети;
условия работы сварщика;
характеристики используемого кабеля.

Особенности и нюансы

Нужно помнить о том, что бытовая электрическая сеть далеко не всегда обеспечивает 220В. В 8 случаях из 10 эти показатели снижаются до 180-200 Вольт. Это приводит к тому, что при подключении инвертора снижается напряжение, которое нужно для работы.

Становится труднее произвести необходимые расчеты. Особенно этот момент относится к мощным агрегатам. Цифра будет точной, когда механизм рассчитан на 150-250 Вольт. Чаще всего мощность машины будет сравнима с обычной электрической сетью.

Мы сказали, что на ток влияет не один фактор. Важный из них – это длительность сварочных работ. От нее зависит то, как долго аппарат способен работать непрерывно. Как правило, инверторы имеют одинаковое время и работы, и отдыха.

Например, вы проводите сварочные работы на протяжении 5 минут, и аппарату после этого нужно отдохнуть столько же. Важно не забывать об этой характеристике и учитывать ее во время работы. Она пригодится, когда мы будем проводить расчет данных по формуле.

Еще один значимый момент: чем шире разница между трудом и перерывом в сторону труда, тем больше будут показатели потребления. Давайте разберемся в этом вопросе детальнее.

Потребительский расчет

Для получения информации о потреблении вашего агрегата для сварки и расчета мощности, прочитайте инструкцию к инверторному механизму. Если ее нет – нужно поискать информацию, которая есть в открытом доступе.

Для этого понадобится знать модель агрегата. Но обычно к аппарату дают печатные технические характеристики.

Чтобы провести расчет мощности сварочного инвертора, необходима такая информация об аппарате:

Коэффициент мощности
Максимальные показатели силы тока
Наивысшее напряжение сварочной арки
Коэффициент полезного действия аппарата
Период работы агрегата

Формула для расчета мощности сварочного аппарата будет такой:

Максимальное значение тока*максимальные показатели напряжения / КПД = мощность аппарата (в период сварочных работ)

Коэффициент мощности обычно он одинаков для всех бытовых машин и равен 0,6. Запомните эту цифру. Максимальные показатели силы тока равны 160 А (например). Это значение возьмите из технической информации о вашем аппарате.

Допустим, наивысшим напряжением арки будет 25 В. Но вы должны указать свои данные.

Коэффициент полезного действия равен 0,90. Упоминая время работы, то оно соответствует 60% от всего объема. Эти показатели верны, если мы занимаемся сваркой 3 минуты, и затем отдыхаем 120 секунд.

Можно просчитать объем электрической энергии, которую выдает инвертор. 160 А*25 В / 0.90 – 4445 Ватт. Приблизительно речь идет о 4.4 кВт. Мы говорим только о мощности аппарата, которая используется при работе.

Но сварочные труды не всегда проходят без пауз. Иногда случается так, что вам потребуется поменять электроды, силу тока либо подготовить аксессуары. И наш расчет становится не совсем точным.

Ранее мы упоминали, что эту проблему решают путем вычисления периода работы машины. Определено, допустим, что он равен 60%. Сделайте умножение 4.4 на 0.6 и у вас получится точный результат.

Для нашего аппарата он равен 2.7 кВт. Итоговая цифра говорит о средней мощности сварочного агрегата, которую он использует в период работ, учитывая отдых.

Оговоримся, что мы предложили свои расчеты. Вам нужно подставлять цифры, которые соответствуют вашему аппарату.

На этом процесс можно считать завершенным. Минутный расчет позволяет без труда узнать, какой же объем киловатт необходимо для сварочных работ.

У вас получится создать комфортные для себя условия. Отметим, что на полуавтомате все цифры при расчете будут примерно на 20% выше описанных нами. Но это уже дело случая и аппарата.

Подведем итоги

Это вся информация, которая будет актуальной при расчетах. Вы знаете обо всех процессах и этапах работы. Предлагаем самому рассчитать, получится ли варить дома без ущерба для кошелька.

Бывает так, что вы не уверены в цифрах – тогда купите агрегат невысокой мощности. Он станет спутником в проведении простых домашних работ и при этом сэкономит электроэнергию. У вас получится соорудить теплицу или произвести ремонт мелкого металла.

Может, вы знаете другие способы расчетов – просим оставить комментарий к нашей статье. Давайте поделимся опытом друг с другом!

Потребляемая мощность сварочных аппаратов

Без верного и наиболее точного расчёта потребляемой мощности сварочный аппарат из полнофункционального агрегата превратится в источник проблем. К ним относят выгорание проводки и электрики, повреждение счётчика, возможность возгорания и возникновения пожара.

Сколько киловатт потребляют разные виды?

Потребляемая мощность сварочных аппаратов – величина, приближённо определяемая простым умножением рабочего тока на напряжение сварочной дуги, минус потери на нагрев (с учётом КПД электроники агрегата). Бытовая сеть с одной фазой рассчитана на мощность, превышающую 3 киловатта в непрерывном режиме. Однако мощность более 3,5 кВт не может обеспечиваться непрерывно.

Традиционная схема – сварочный трансформатор – потребляет порядка 10 кВт электроэнергии ежечасно. Этот показатель соответствует прерывистой работе в режиме «минуту варим, минута – перерыв в работе». Старшее поколение технически подкованных людей помнит, как скакало напряжение по всей улице, когда кто-то из соседей занимался сваркой: оно падало во время сварки с 220 до 180-200 вольт.

Но уличные кабели с площадью сечения в 10 мм2 выдержат ток сварочной дуги до сотен ампер, чего не скажешь о межквартирной или внутридомовой проводке. Потери электричества на трансформаторе при электросварке переменным током могут достигать 40%. Соответственно, КПД сварочного трансформатора опускается до 60%, когда сварщик варит много мощных металлоконструкций по несколько часов без перерыва.

Сварочный инвертор, ставший наиболее популярным, вписывается в требования квартирной однофазной линии. Он работает с напряжением сварочной дуги от 25, а не 41 вольт, как сварочный трансформатор. С учётом потерь и КПД импульсных схем, достигающих 90%, ток при 220 вольтах, равный 16 амперам, указанным на предохранителях-автоматах, при напряжении от 25 В достигнет порядка 120 А, минус потери на нагрев силовой электроники и работу охлаждающего вентилятора. Тока в 120 А хватит, чтобы сварить детали толщиной в 4-5 мм, используя электрод со стержнем диаметром в 3-3,2 мм.

Опытный сварщик помнит, что напряжение дуги ниже 20 В может не позволить её зажечь. Либо дуга загорится, но тут же погаснет. Возможно частое «чирканье» – по сути, короткое замыкание: искра приплавляет электрод к детали. Из-за приваривания электрода к свариваемой поверхности его нередко отрывают до нескольких секунд, особенно когда выходную цепь закоротило на большом токе, а электрод слишком толст.

Если напряжения не хватает, а ток близок к максимальному, указанному на регуляторе аппарата, такие замыкания вредны: полупроводниковые силовые элементы быстро нагреваются. Кулер (вентилятор) не успевает охлаждать всю систему, происходит тепловой пробой. Сварочник отправляется на капремонт в сервисный центр.

Как рассчитать потребление?

Расчёт потребления сварочника начинается с напряжения дуги, равное 20 единицам, прибавляемым к сварочному току, умноженному на 4%. Эта формула – константа, и другого пути для импульсной сварки на постоянном токе не существует. Нетрудно прикинуть, что для тока в 120 А пользователь получит 24,8 В. Разделив 220 В на 24,8, получаем 8,87. С учётом потерь порядка 5-10% округляем полученную величину в меньшую сторону – до 8. Ток в 16 А, указанный на автомате, берём не максимальным, а несколько меньшим – 15, и умножаем его на эти 8 единиц. Выходит, что для относительно безопасной сварки с перерывами (10 минут варим, 10-30 минут – перерыв) получили рабочий сварочный ток в 120 А при потребляемой мощности в 3,5 кВт/ч от сети 220 вольт. Пересчёт потребляемых киловатт берётся с расчётом на суммарное фактическое время горения сварочной дуги. Предположим, работа в общем отняла 3 часа – реально же сварщик варил, скажем, час с небольшим.

Если запас мощности инверторного агрегата позволяет (берётся полупрофессиональная модель на сварочный ток в 250-300 А), то можно, выставив 100-120 А на регуляторе, работать непрерывно по нескольку часов. Дело в том, что мощная силовая электроника нагревается меньше – в лучшем случае охлаждаемый радиатор будет тёплый, а не как кипяток, что обеспечит долговечность и надёжность аппарата. Структура полупроводника (силовых диодов и транзисторных ключей) не так быстро теряет оптимальные рабочие параметры. А значит, в преждевременной замене эти детали не нуждаются.

В целях безопасности на корпусе инверторных аппаратов печатается таблица соответствия толщины свариваемой стали диаметру электрода и рабочему току.

Мощность сварочного аппарата

Сварочный аппарат является незаменимым инструментом в любой мастерской. Многообразие конструкций может поставить в тупик мастера-новичка. Аппараты различаются по типу преобразователя, виду тока, параметрам регулятора и по мощности. Одним из ключевых параметров является именно мощность. Чтобы понять, на что она влияет и как определяется, надо рассмотреть основные понятия.

На что влияет?

В первую очередь мощность сварочного аппарата влияет на возможность работы электродами большого диаметра. Это позволяет производить сварку массивных деталей, в том числе листовых материалов толщиной более 3 мм. Кроме того, работа сварочника на пределе мощности приводит к перегреву. После непродолжительной работы маломощный аппарат потребует перерыва для охлаждения. В то же время агрегат, имеющий запас мощности, может длительное время работать без остановки.

С другой стороны, бытовые аппараты ограничены мощностью, которую может отдавать бытовая электросеть 220 вольт. При подключении мощного аппарата в обычную розетку в лучшем случае «выбьет» автомат защиты в электрощитке, в худшем — может оплавиться сама розетка или даже возникнуть пожар. Большинство современных сварочных аппаратов построены по «инверторной схеме». Это означает, что в их схеме переменный ток бытовой электросети сперва преобразуется в постоянный. Для этого используются мощные диоды. Пульсации сглаживаются конденсатором.

В цепи постоянного тока работает электронный регулятор, который управляется специальной схемой. Она контролирует фактический ток в цепи сварки и поддерживает его в установленных пределах. После этого постоянный ток ещё раз преобразуется в переменный («инвертируется»), и уже затем напряжение понижается до необходимого для сварки. На выходе стоят цепи контроля, измеряющие фактический ток в дуге и напряжение на электродах. Кроме того, схема управления может работать с током по особому алгоритму.

Такая конструкция позволяет достичь сразу нескольких целей:

понижающий трансформатор становится компактнее и легче;
электронный регулятор может более точно отслеживать и поддерживать параметры сварки;
использование электронного регулятора позволяет не только регулировать мощность, но и задействовать специальные режимы сварки;
автоматика регулятора позволяет реализовать такой сервисный режим, как «неприлипание электрода»;
параметры сварки перестают зависеть от напряжения электросети.

Стандартные параметры

Последний пункт в преимуществах инверторных аппаратов может показаться неочевидным. Проблема в том, что в электросетях стандартные параметры напряжения практически никогда не соблюдаются. Например, бытовые электросети формально рассчитаны на подачу напряжения 220 В. При этом правилами допускается напряжение от 210 до 235 В. Фактически же оно может оказаться как 190 В, так и 250 В.

Маломощный сварочный аппарат может включаться прямо в бытовую розетку. При этом можно не опасаться превышения допустимой потребляемой мощности. Мощный профессиональный аппарат тоже можно запитать от бытовой розетки и нормально работать с ним.

Но при ошибочном превышении фактического тока сварки (например, при работе электродом большого диаметра) может быть превышен предельный ток, допустимый в цепях 220 вольт.

Как определить мощность?

Для того чтобы определить необходимую мощность сварочного аппарата, необходимо знать потребный сварочный ток и коэффициент мощности. Напряжение стабильно горящей дуги для большинства применений мало отличается, и стандартным считается значение 24 В. Величина потребного тока дуги зависит от толщины свариваемого материала, точнее, диаметра электрода. Маломощные аппараты позволяют использовать электроды диаметром до 3 мм — это означает потребный ток 160 А. Аппараты для профессионального применения подразумевают работу с электродами диаметром до 6 мм. Это означает величину тока 220 А.

Второй параметр в расчёте — коэффициент мощности. В электроэнергетике он обычно является синонимом «косинуса фи». Но в случае расчёта мощности сварочного аппарат имеет совершенно иной смысл и вычисляется по определённой формуле. Чтобы узнать коэффициент мощности сварочника, необходимо знать предельно допустимое время его непрерывной работы на максимальном токе и время, необходимое для перерыва на охлаждение. Отношение времени непрерывной сварки к длительности полного цикла (работа + охлаждение) в данном случае называется коэффициент мощности сварочного аппарата.

Для дешёвых бытовых инверторов коэффициент составляет около 0,5. Профессиональные сварочные аппараты имеют коэффициент мощности от 0,6 до 0,75. Промышленные сварочные установки обладают коэффициентом мощности от 0,8 до 0,97. Для определения предельной потребляемой мощности необходимо также знать КПД аппарата. Трансформаторные сварочные агрегаты имеют КПД от 0,9 до 0,98. Аппараты, построенные по инверторной схеме, имеют КПД от 0,7 до 0,85. При этом маломощный бытовой инвертор вряд ли будет иметь КПД выше 0,65.

Кроме того, на КПД влияет длина сварочных проводов. На проводах длиннее 5 метров падение напряжения может достигать 5–10 вольт, что снижает общий КПД аппарата до 0,45.

Выбор и расчет режима сварки

Любой сварщик знает, что такое режим сварки, но не каждый сможет сходу сказать, как его настроить. Это не удивительно, ведь режим сварки состоит из множества параметров, как основных, так и вспомогательных. При этом все они играют вполне определенную роль и от их правильной настройки во многом зависит качество сварного соединения.

В этой статье мы научим вас делать правильный выбор и расчет режимов сварки, расскажем, какие правила нужно соблюдать, чтобы настроить аппарат. Уточним, что в данном материале мы будем говорить о режиме для ручной дуговой сварки (РДС), как наиболее простой и распространенной.

Параметры режима сварки

Выбор режима сварки начинается с параметров. Существуют основные и дополнительные. Несмотря на названия, все они важны и нужно уметь отдельно настраивать каждый параметр.

Значение сварочного тока.
Род тока (постоянный, переменный) и полярность тока (обратная, прямая).
Значение напряжения дуги.
Диаметр применяемого электрода.
Скорость сварки.
Количество проходов, за которые наплавляется шов.

Способ разделки кромок, их форма.
Качество подготовки металла под сварку.
Тип используемого электрода, марка, покрытие и т.д.
Положение сварки (горизонтальное, вертикальное, потолочное и пр.)
Угол сварки

Новички часто настраивают только основные параметры, совершенно забывая о дополнительных. Это большая ошибка. Любой опытный мастер подтвердит, что основные и дополнительные параметры взаимосвязаны и ими нельзя пренебрегать.

Приведем простой пример. Чтобы выбрать диаметр электрода, нам нужно узнать толщину металла, который нужно сварить, а также понять, какая форма разделки кромок будет использоваться. В интернете есть разные таблицы, упрощающие подбор режимов сварки, но вы должна не бездумно устанавливать значения из таблиц, а понимать суть.

Приведем еще один пример касаемо электродов. Помимо выше упомянутых критериев также важно понимать, в каком положении будет вестись сварка. Например, вам нужно сварить потолочный шов. Для этих целей сразу можно отмести электроды диаметром более 4 миллиметров. И это лишь одна ситуация из сотен возможных.

Расчет сварки

Чтобы понимать суть, неплохо было бы научиться рассчитывать режим сварки. Мы научим вас производить расчет режимов ручной дуговой сварки, поскольку эта статья посвящена именно РДС. Естественно, расчет для сварки полуавтоматом или любым другим методом будет другим. Но в рамках одной статьи невозможно раскрыть все способы расчета. Так что остановимся на РДС.

Сварочный ток

Сила сварочного тока — один из важнейших параметров. Ведь чем выше сила тока, тем быстрее металл нагревается и плавится. А высокая скорость плавления не всегда на руку, но об этом мы поговорим позже. Также при большой силе тока может образоваться перегрев электрода и детали, появятся прожоги.

Боясь совершить такие ошибки новички часто просто устанавливают минимальное значение силы тока, усложняя тем самым себе задачу. В итоге они получают не проваренные швы и нестабильное горение сварочной дуги. В худшем случае сварка просто прерывается, поскольку дуга погасает.

Если вы начинающий сварщик, можете воспользоваться таблицей снизу.

А для всех практикующих мастеров предлагаем использовать следующую формула расчета сварочного тока:

где К – коэффициент, dЭ – диаметр электрода, в миллиметрах.

Коэффициент («К») зависит от диаметра электрода («dЭ»). Чтобы узнать коэффициент посмотрите таблицу ниже:

Помимо силы важно правильно установить полярность и род тока. Здесь важно учитывать следующие особенности: если установить обратную полярность, то глубина сварки увеличится примерно на 30-40%. И наоборот, если использовать прямую полярность. Также происходит и при работе с постоянным током, глубина провара увеличивается примерно на 10-15%. А при переменном токе наоборот снижается.

Большинство опытных сварщиков устанавливают полярность и род тока по своему усмотрению. Они наблюдают за горением дуги, ее стабильностью. И исходя из этого уже выбирают данные значения.

Скорость сварки

Расчет скорости сварки необязательно проводить с помощью формул. Можно обратиться к нормативным документам, ГОСТам. В них прописана скорость сварки для каждого типа металла. На эти значения можно смело ориентироваться. Идеальным считается шов, который не имеет не проваренных участков или прожогов. Не должно быть наплывов. Также считается, что ширина качественного шва должна получиться в 2 раза больше, чем ширина используемого электрода.

Также не лишним станет понимание, что происходит с металлом при повышении или понижении скорости сварки. Если скорость слишком большая, то металл просто не нагреется до нужной температуры и швы получатся не проваренными. А значит, хрупкими и недолговечными. Ну а если скорость слишком маленькая, то металл будет сильно плавиться, образуются наплывы. Словом, стремитесь к золотой середине.

Диаметр электрода

С диаметром электрода все более-менее просто. Чем толще металл, тем больше диаметр электрода. Ниже таблица с примерными значениями.

Вместо заключения

Зная, что такое режим сварки, и понимая, как его настраивать вы уже существенно упрощаете себе работу. Ведь далее вам остается просто соблюсти технологию сварки и тогда вы гарантировано получите качественный шов. Отнеситесь серьезно к настройке режима, ведь малейшая ошибка может стоит вам не только потраченного времени, но и незаработанных денег.

Новички могут на первом этапе пользовать таблицами из интернета. Всем практикующим и опытным мастерам можем только посоветовать учиться самому настраивать сварочный аппарат и подбирать расходные материалы. Поделитесь своим опытом в комментариях, он будет полезен для наших читателей. Желаем удачи в работе!

Читайте также: