Какое напряжение нужно для сварки
Обновлено: 08.07.2024
Сварка плавящимся электродом из тонкой металлической проволоки, покрытой шлаком. Последний выделяет большое количество углекислого газа при горении, защищая свариваемую поверхность от окисления. Технология MMA чаще используется в быту. Она подходит для работы со сталью и чугуном с минимальным содержанием никеля, хрома, марганца, ванадия и других укрепляющих примесей. Однако не подойдет для высоколегированных сталей и цветных металлов.
Сварка тугоплавким электродом в защитной среде. Стержень из прочного материала проводит электричество, а для защиты от окисления используется аргон или другой инертный газ, который подаётся из баллона. Технология TIG используется как в промышленности, так и в быту. Она подойдёт для сварки высоколегированной нержавеющей стали и сплавов цветных металлов, в том числе алюминия, магния, цинка, хрома и никеля.
MIG/MAG
Полуавтоматическая сварка плавящейся проволокой, которая подаётся из специальной катушки. Может происходить в инертном газе (для цветных металлов и легированных сплавов) или воздухе (для стали и чугуна). Большие металлические листы соединяют порошковой проволокой (FCAW), отключая подачу газа. Технология MIG/MAG чаще используется при больших объёмах работы — на СТО, в металлообрабатывающих мастерских и на сборочных конвейерах.
Основные типы сварочных аппаратов
Сварочные трансформаторы
Подходят для сварки низколегированной стали. При включении создают сильное электромагнитное поле между двумя медными катушками. Переходя с первичного контура на вторичный, оно понижает напряжение с 220 или 380 вольт до 30–70 В и повышает силу тока до 50–1000 ампер.
Электрические характеристики трансформатора регулируются, в зависимости от типа сплава, толщины или покрытия. В быту можно отключить часть витков катушки, чтобы снизить силу тока. Такая конструкция проста, надёжна и легка, но она устойчиво работает только при невысокой мощности — до 2 кВт. В полупрофессиональных моделях используются магнитные шунты — дополнительные проводники, которые отводят часть электричества в другой контур. Они плавно регулируют силу тока, но создают сильные радиопомехи. Поэтому не ставьте рядом с электронными приборами.
Современные сварочные трансформаторы служат примерно в 1,5 раза дольше других моделей и обходятся дешевле — от 4–5 тысяч рублей. Бытовые модели не подходят для цветных металлов или легированной стали. Им нужно хорошее охлаждение — для этого есть шумный вентилятор, а вес таких моделей — 10-25 кг у бытовых, а до 250 кг у профессиональных.
Сварочные выпрямители
Похожи на трансформаторы, только выпрямляют переменный ток, превращая его в постоянный. Позволяют регулировать мощность с меньшим шагом, получая более точные характеристики тока на выходе.
Сварочный аппарат с выпрямителем подходит для работы с высоколегированными сталями, которые используются в производстве ручных инструментов, автомобилей, а также несущих конструкций зданий, мостов, ангаров и других сооружений. Такие модели сделают ровный и тонкий шов с минимальным количеством пузырей, брызг и других дефектов. Они очень надёжны, но их КПД ниже, чем у трансформаторов, а энергопотребление выше на 10–20%. Вес внушительный — от 10 кг, а стоимость — от 7000 рублей.
Инверторы
Инверторы работают по схеме двойного выпрямления — вначале переменный ток из сети преобразуется диодами в постоянный. Происходит стабилизация напряжения и силы тока, а нужное напряжение и сила сварочного тока получается с погрешностью менее 5%.
Инверторные сварочные аппараты делятся на две категории. Модели MOSFET дают большую погрешность при регулировке тока и быстрее нагреваются, но дешевле в ремонте. IGBT-инверторы с изолированным затвором надёжнее — дольше работают без охлаждения, но ремонтировать их намного сложнее из-за малых размеров компонентов на плате.
Инвертор стоит выбрать для строительства и работы под открытым небом. Они подходят для работы с любыми металлами, благодаря минимальному количеству брызг. Кроме того, они позволяют плавно регулировать силу тока на выходе. Но при высоких нагрузках (более 200 А) инверторы служат меньше трансформаторов и выпрямителей в 1,2–1,5 раза. Они сложнее в ремонте и дороже: компактные бытовые модели от 10 000 рублей, а мощные — от 25 000 рублей. Минимальный вес — 2-3 кг.
Основные характеристики сварочных аппаратов
Напряжение на входе
Однофазные приборы работают от бытовой электросети 220 В. Они подходят для небольшого объёма работ — ремонта ворот в гараже или сварки арматуры при строительстве своими руками. Трёхфазные модели с напряжением 380 В — идеальный выбор для профессионального применения в мастерских или на СТО. Они мощнее и устойчивее к нагреву, но стоят от 15 000 рублей и выше.
Допустимый диаметр электрода
Электроды подбираются по толщине обрабатываемой поверхности. Если вы свариваете листовой металл толщиной до 3 мм, вам нужен электрод диаметром до 2 мм. Для 5-миллиметрового металла подходят электроды от 2 до 5 мм, а для 10-миллиметрового — от 4 до 6 мм.
Минимальный и максимальный сварочный ток
Зависит от диаметра используемого электрода. При работе с 2-миллиметровым электродом можно выбирать от 30 до 80 А, с 3—миллиметровым — от 70 до 130 А, с 5-миллиметровым — от 150 до 220 А. Если вам интересно, как рассчитать этот показатель самостоятельно, умножьте диаметр электрода в миллиметрах на 25 и на 45 (эмпирические значения — получены опытным путём), чтобы получить нижнюю и верхнюю границу силы тока.
Напряжение холостого хода
Напряжение между плюсовым и минусовым электродом в момент до зажигания сварочной дуги — от 15 до 90 вольт. Чем выше этот показатель, тем легче разжигается дуга, но тем опаснее прикосновение к работающему электроду.
Мощность
Чтобы понять, как выбрать сварочный аппарат, присмотритесь к характеристикам напряжения на входе, описанным выше. Мощность в кВт важна для розетки. Главное, чтобы её выдерживала вся электрическая цепь — от розетки до счётчика и кабеля на входе. Кстати, для сварочных аппаратов нужны особые удлинители, рассчитанные на высокие нагрузки — от 3,5 кВт и более.
Продолжительность включения (ПВ)
Показывает, сколько времени аппарат может работать без перерыва и измеряется в процентах от 10-минутного рабочего цикла. Если в инструкции вы видите надпись ПВ20, это означает, что устройство выдержит 10 * 20% = 2 минуты непрерывной сварки. После ему понадобится 8 минут охлаждения. При снижении силы тока продолжительность включения увеличивается — у некоторых моделей она достигает 80 или даже 100%.
Класс защиты от пыли и воды
Модели класса IP20 и 22 применимы только под крышей, IP44 — на улице, IP65, 66 и 67 — на пыльной стройплощадке и рядом с источником воды. Запрещается использовать электросварку во время дождя, при влажности воздуха более 80% или в сильно запылённом помещении.
Ограничения по температуре
Большинство сварочных аппаратов рассчитано на работу при +10. +35°. Если фактическое значение выше или ниже, срок службы устройства снижается, а погрешность регулировки тока повышается. Профессиональные агрегаты для строительства могут работать при температуре от −10 до +40°.
Способ установки
Ручные сварочные аппараты до 15 кг (70*70*50 см) можно переносить по строительной площадке и хранить на полке в гараже. Мобильные — до 50–100 кг устанавливаются на тележках с колёсами. Их можно передвигать между несколькими выделенными рабочими местами в мастерской. Стационарные сварочные аппараты весом до 2 тонн используют на промышленных предприятиях. Они жёстко крепятся к полу или передвигаются по рельсам.
Совместимость с металлами
Сварочные аппараты с плавкими электродами подходят только для работы со сталью и чугуном, содержащими минимальное количество легирующих примесей. Для сварки нержавеющей стали и цветных металлов нужны тугоплавкие электроды или полуавтоматические катушки, работающие в защитной среде. Стоимость таких моделей начинается от 15–20 тысяч рублей.
Работа от генератора
Бензиновые и дизельные генераторы допускают серьёзные погрешности напряжения и силы тока и создают высокочастотные помехи. Для работы с ними понадобится стабилизатор — внешний или встроенный в сварочный аппарат. Модели, совместимые с генераторами, стоят от 12–15 тысяч рублей.
Существуют также сварочные генераторы от 40 000 рублей. С ними можно работать вдалеке от розеток, например на дороге, даче или в гараже.
Дополнительные функции
Горячий старт (Hot Start) — повышение мощности на 1–2 секунды для быстрого розжига дуги.
Форсаж дуги (Arc Force) — подача электрических импульсов с высоким током для стабилизации «рвущейся» дуги.
Защита от залипания (Anti-Stick) — сбрасывает ток до минимального значения, при котором поддерживается горение дуги. Помогает оторвать прилипший электрод, не ломая его.
Понижение вольтажа (VRD) — автоматическое снижение напряжения при повышенной влажности или запылённости для защиты от удара током.
Совместимость с тугоплавкими электродами (TIG-Lift) — переключает между сваркой чёрных и цветных металлов. Для этого понадобится дополнительная горелка и баллон с инертным газом, предотвращающим окисление металла.
Как настроить сварочный ток начинающему сварщику
Как настроить сварочный ток начинающему сварщику, чтобы варить металл от 1 до 5 мм
Сварочный ток является одним из основных параметров дуговой электросварки. Если данный параметр будет подобран неправильно, то сваривать металл качественно не получится.
Многие ошибки во время сварки происходят именно по вине неправильно подобранных значений тока. Например, прилипает электрод или разбрызгивается металл, сварка прожигает заготовку и т. д. Всё это из-за неправильных параметров сварочного тока.
Начинающему электросварщику трудно определиться и подобрать сварочный ток. Связано это с тем, что ток сварки зависит от многих особенностей, в том числе и от напряжения в сети. Как настроить сварочный ток начинающему сварщику, читайте в этой статье.
Как настроить сварочный ток начинающему сварщику, чтобы варить металл от 1 до 5 мм
Правильные настройки сварочного тока не только улучшат качество сварки, но и заметно облегчат работы по свариванию металла. Однако добиться правильных значений тока начинающим сварщикам сложно, поскольку у них нет соответствующего опыта.
Для этих целей можно воспользоваться уже готовой таблицей со значениями сварочного тока или же прислушаться к нижеприведённым советам.
Ток сварки должен быть подобран с учётом толщины свариваемого металла и диаметра используемых электродов. Если при этом инвертор все равно отказывается варить, то значит проблемы с напряжением в сети, оно низкое, и сварочный ток нужно подкорректировать.
При выборе оптимального тока для сварки рекомендуется ориентироваться на следующие показатели:
- Электродом 2 мм можно сваривать металл толщиной от 1 до 2 мм. Сварочный ток при этом должен быть от 20 до 50 ампер;
- Электродом 2,5 мм сваривается металл толщиной от 2-3 мм. Значения тока на инверторе выставляются в пределах от 40 до 80 ампер;
- Электродом 3 мм рекомендуется варить металл, толщина которого составляет 3-5 мм. Значения тока при этом должно быть около 100-120 ампер.
Важно знать, что тонкий металл, толщиной до 3 мм, нужно сваривать на обратной полярности, когда держатель электрода подсоединяется к плюсу инвертора, а зажим массы к минусу. В таком случае сварочный шов получается неглубоким и широким, исключаются прожоги металла.
Практическое руководство по подбору сварочного тока
Рассмотрим на конкретном примере, как правильно подобрать значения тока для сварки начинающим сварщикам. Итак, сначала выставляем рекомендуемое значение сварочного тока из таблицы выше. При этом учитываем толщину свариваемого металла и диаметр используемых электродов.
Зажигаем сварочную дугу и пробуем варить, контролируя толщину шва. Если толщина сварочного шва получается гораздо больше толщины электрода, то уменьшаем ток на инверторе, поскольку его слишком много. Пробуем варить дальше.
В идеале, при правильно подобранном сварочном токе, ширина шва должна быть больше, но не более чем в два раза. При этом следует знать, что многое здесь зависит и от положения сварки. Наиболее всего тока необходимо для сварки угловых соединений.
Как варить при низком напряжении
Как варить при низком напряжении в сети
Проблемы с напряжением в сети больше актуальны для сельской местности и тех поселков, которые значительно удалены от подстанций. Но именно там и возникает чаще всего потребность в сварке забора, навеса или ворот.
И если напряжение в сети 170 вольт и ниже, то о сварке можно забыть. По крайней мере, работать обычный трансформаторным аппаратом будет невозможно, в виду сильных просадок напряжения.
Можно ли как-то варить при низком напряжении в сети? Каким образом решить проблему со сваркой? Читайте в этой статье.
Как варить при низком напряжении в сети
Если напряжение в сети 170 вольт и ниже, то не всякий сварочный аппарат будет работать. Тем более что при сварке напряжение начнёт ещё больше проседать, из-за чего сварочная дуга начнёт гаснуть, а электрод, соответственно, прилипать к металлу.
При этом чем толще придётся варить металл и больше по диаметру использовать электроды для сварки, тем сильнее будет просадка напряжения в сети. Как выход из сложившейся ситуации, это сварка электродами до 2 мм, на сварочном токе не более 60-80 ампер.
В таком случае просадка напряжения будет составлять всего 20-30 вольт. Например, если напряжение в сети 185 вольт, то оно упадёт до 160 вольт. Конечно же, не каждый сварочный аппарат способен работать при таком низком напряжении в сети, но всё-таки есть и такие.
Сварочные инверторы для низкого напряжения
Сегодня в продаже можно встретить сварочные инверторы, которые способны нормально функционировать даже при пониженном напряжении в электросети. Узнать данную особенность инвертора можно из технического паспорта. Именно в нем указываются параметры входного напряжения, которое необходимо для нормальной работы сварочника.
На самом же деле, варить при 130 или 140 вольт сварочным инвертором становится невозможно. Инвертором, который может работать при пониженном напряжении, вполне комфортно работать, если напряжение в сети 220 вольт составляет хотя бы 170-180 вольт.
Генераторы и стабилизаторы напряжения
Если на дачном участке всегда низкое напряжение, то варить можно, если подключить инвертор к генератору, либо стабилизатору напряжения. Бензиновый или дизельный генератор — это автономный источник питания инвертора, там, где нет электричества.
При этом нужно понимать, что не каждый генератор способен потянуть сварку. Для подключения к генератору лучше всего использовать именно сварочный инвертор, а не трансформатор. Просто инвертор меньше создает нагрузку на генератор.
Важной особенностью является мощность генератора, она должна быть с небольшим запасом, чтобы не было сильных просадок напряжения. Узнать, сколько тянет кВт инвертор можно из паспорта. Так вот, генератор, к которому подключается инвертор, должен хотя бы на 30-40% быть мощнее, чем сварочный инвертор.
Решить проблему сварки при низком напряжении в сети можно различными способами. Кому-то подойдёт покупка такого сварочного инвертора, который будет работать от пониженного напряжения. В других случаях, для сварки потребуется генератор или хотя бы стабилизатор напряжения.
Основные характеристики сварочного инвертора
По своей сути – та же характеристика диапазона рабочего тока. Иногда по неграмотности или злонамеренно указывается диаметр электрода, которым заявленным максимальным током варить не получится. Иногда наоборот: указан максимальный диаметр электрода, явно не дотягивающий до значения заявленного сварочного тока.
Последний вариант изредка является проблеском совести поставщиков-обманщиков. В качестве максимального тока они указывают ток короткого замыкания. А максимальный рабочий диаметр электрода указывают все-таки честно.
Тип сварочного тока: постоянный (DC) или переменный (AC)
Варить постоянным (иначе прямым, по-английски – DC) током проще: легче удерживать дугу. Поэтому 99,9% современных инверторных аппаратов ММА выдают постоянный сварочный ток.
А вот среди трансформаторов раньше большинство составляли как раз аппараты переменного тока.
Переменный ток (по-английски – AC) используется для сварки цветных металлов. Но не аппаратами ММА, а аппаратами TIG. Поэтому сварочный инвертор ММА, выдающий переменный ток, — большая редкость.
Напряжение без нагрузки
После включения аппарата, до момента поджига дуги напряжение на кончике электрода существенно выше, чем во время работы. И чем оно выше, тем легче поджечь дугу. Но стандарты запрещают уровень напряжения холостого хода на аппаратах, выдающих прямой ток, свыше 100В.
Для еще большего сокращения рисков используют т.н. блоки VRD. Аппарат, снабженный VRD, имеет на кончике электрода до начала поджига дуги всего несколько вольт. И лишь при прикосновении к металлу напряжение холостого хода восстанавливается до уровня, необходимого для поджига дуги.
На всех электродах всегда указывается полярность подключения, тип сварочного тока (постоянный или переменный) и минимально требуемый для поджига уровень напряжения холостого хода. Для абсолютного большинства широко распространенных электродов он не превышает 60В.
Напряжение холостого хода, также как и сварочный ток, зависит от уровня входного напряжения. Чем ниже напряжение в источнике питания, тем ниже напряжение холостого хода. Поэтому по мере снижения напряжения питания поджиг электрода становится все сложнее.
Рабочий цикл, он же ПВ (период включения), он же ПН (полезная нагрузка)
ПВ указывается двумя цифрами. Первая – сила тока. Вторая – процент времени. Например, «130А-50%» означает, что данный аппарат током 130А может варить половину времени. А столько же будет простаивать в ожидании охлаждения до рабочей температуры. Если измерения проводятся на максимальном токе аппарата, первую цифру опускают, оставляя только показатель в процентах. Например, если аппарат с номиналом 160А имеет напротив «ПВ» запись «30%», это означает, что током 160 ампер он может работать 30% времени, а 70% будет остывать.
Все верно. Остается только добавить, что отечественный ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 не устанавливает единой обязательной методики измерения показателя ПН для аппаратов ММА.
«Стандарт не распространяется на источники питания для ручной дуговой сварки с ограниченным режимом эксплуатации, которые проектируются преимущественно для эксплуатации непрофессионалами»
Европейская методика, изложенная в стандарте EN60974-1, предлагает измерение на нагрузочном стенде при температуре окружающей среды 40С только до первого отключения ввиду перегрева. Полученный результат относят к 10-минутному промежутку. Получается, сработала термозащита через 3 минуты, цикл аппарата на данном токе – 30%.
Методика концерна TELWIN. К настоящему времени ее используют большинство китайских производителей (тех, которые вообще проводят такие испытания своих машин). Сам итальянский концерн при замерах ПВ своих аппаратов по собственной методике после показателя скромно указывает «TELWIN». Абсолютное большинство китайских производителей этого не делает.
Наконец, существует российская, она же советская, методика. По своей сути она ближе к методике TELWIN: суммируются все промежутки за контрольный период, когда аппарат работал. Но отрезок берется не 10, а 5 минут. И – самое главное – аппарат сначала вводится в режим срабатывания защиты от перегрева, после чего начинаются измерения.
В итоге один и тот же аппарат по всем 3 методикам выдает совершенно различный процент! Естественно, самые скромные «циферки» получаются по европейской методике, а самые впечатляющие – до 2 раз и более – по методике Telwin.
Исполнение: класс защиты IP
Класс защиты IP указывает на исполнение электротехнических приборов в отношении твердых объектов (первая цифра) и жидкостей (вторая цифра).
Определить степень защиты аппарата можно визуально. Если у аппарата с IP21 все вентиляционные щели полностью открыты, то у IP22 они уже прикрыты сверху выступающими козырьками. А у аппарата с IP23 эти козырьки почти полностью закрывают щели.
Степень защиты IP24 и выше технически затруднена и не имеет смысла.
Исполнение: класс изоляции (по нагревостойкости)
Многие материалы при нагреве выше определенной температуры утрачивают свои рабочие свойства. Для стандартизации материалов по данному признаку введена классификация изоляции по нагревостойкости. Почти все сварочные инверторы на транзисторах IGBT имеют класс изоляции H, что соответствует предельной температуре нагрева 180С. Предыдущая «ступенька» — класс F – означает предел нагрева 155С. Выше класса F – только класс С, указывающий на возможную температуру нагрева свыше 180С.
Температура эксплуатации
Как и внутренний нагрев, внешний нагрев и особенно охлаждение накладывают на эксплуатацию определенные ограничения. Большинство инверторных сварочных аппаратов пригодны для работы в диапазоне от 0С до +40С. Если аппарат пригоден для эксплуатации на морозе, обязательно указывается его предельное значение: минус 20С или минус 40С.
Читайте также: