Сварка без сварочного аппарата

Обновлено: 17.05.2024

Источники сварочного тока инверторного типа в настоящее время очень распространены в плане их применения в различных областях, где необходимо выполнять сварочные работы. Такое распространение обусловлено тем, что данный вид сварочного оборудования прост в использовании (сварщику достаточно обладать базовыми знаниями о сварке как одном из способов металлообработки, а также об основах используемых сварочных технологий). Кроме того, источники сварочного тока инверторного типа являются сравнительно небольшими по своим габаритам, а выполняемые с их помощью сварные швы отличаются высоким качеством.

Полуавтоматическая сварка с использованием инвертора

Источник сварочного тока инверторного типа представляет собой высокотехнологичное устройство, которое с помощью используемых в его устройстве полупроводников превращает ток, получаемый от электрической сети, в сварочный ток.

Для того чтобы с помощью инверторного источника сварочного тока реализовывать технологические способы сварки полуавтоматом с использованием проволоки, потребуется дополнительное оборудование:

подающий механизм для подачи сварочной проволоки в зону выполнения соединения;
подающие шланги (рукава) для направления в сварочную зону защитного газа и сварочного тока;
баллон с защитным газом и редуктор для понижения давления к нему;
сварочная горелка.

В некоторых случаях используются смесители для защитных газов, а также устройства для их подогрева.

Процесс сварки

Сущность процесса сварки с использованием инверторного источника сварочного тока с применением сварочной проволоки заключается в подаче проволоки в сварочную зону за счет подающего механизма и сварочную горелку с задействованием подающих шлангов. Проволока подается непосредственно в сварочную зону. В момент направления проволоки в сварочную зону между краями свариваемых деталей и проволокой горит электрическая дуга, которая путем нагрева плавит кромки этих деталей и самой проволоки, что позволяет говорить об образовании сварочной ванны и последующего формирования сварочного шва.

Защита шва от попадания кислорода в таком случае осуществляется посредством подачи в сварочную зону специального защитного газа через сопло газовой горелки.

Другим видом сварочного процесса с использованием сварочной проволоки и инвертора является сварка с применением порошковой самозащитной проволоки. В данном случае формирование газового защитного облака в сварочной зоне не нужно, в результате чего сам сварочный процесс ведется без громоздкого сварочного оборудования.

Схема сварки с использованием порошковой проволоки

Такой способ удобен в тех случаях, когда речь идет о сварке в труднодоступных местах, когда необходимо выполнить работы в большом объеме, куда нет возможности доставлять весь большой комплект оборудования.

Особенности технологии

В настоящее время инверторное оборудование представляет собой достаточно сложный, с технологической точки зрения, комплекс приборов, в котором в одном компактном корпусе находится большое количество компонентов для преобразования электрического тока в сварочный. Каждый такой компонент подключен в единую электрическую сеть инверторного источника тока посредством использования интегральных схем, что существенным образом упрощает весь процесс его настройки.

Несмотря на кажущуюся простоту использования данного вида оборудования для реализации сварочных процессов с использованием проволоки, необходимо выполнить следующие действия:

перед первым включением изучить инструкцию по эксплуатации оборудования с целью получения представления о возможностях его использования;
перед каждым включением в электрическую сеть проводить визуальную проверку целостности аппарата, а также проверку на наличие механических и иных повреждений сварочных шлангов и подающего оборудования для проволоки;
до того как инверторный источник тока будет подключен в электрическую сеть, необходимо установить бухту с проволокой в аппарат и зарядить подающие ролики, освободив плоскогубцами конец проволоки на катушке и установив его между прижимными роликами подающего механизма;
подключить аппарат к электрической сети в соответствии с тем напряжением, которое предусмотрено функционалом аппарата (220 В для бытовых аппаратов, 380 В в случае, если речь идет о промышленном использовании), нажать на корпусе кнопку питания и убедиться, что все индикационные панели загорелись правильно и показывают исправное состояние аппарата;
на сварочной горелке нажать кнопку подающего механизма до тех пор, пока из ее сопла не выйдет свободный конец проволоки, длину которой следует отрезать с помощью плоскогубцев. Если проволока заедает в подающем шланге, то последний необходимо распрямить по всей длине. В случае проскальзывания проволоки между подающими роликами необходимо их отрегулировать в соответствии с указаниями в инструкции по эксплуатации;
следующим этапом становится подключение газового оборудования (если сварка происходит с использованием защитного газа). Баллон не должен иметь дефектов видимого типа (например, царапин, сколов), а на самом баллоне обязательно должны присутствовать отметки о дате и сроке изготовления, а также о дате его последней проверки. Вентиль баллона должен обеспечивать полностью герметичное хранение газа, так как, в противном случае, очень велик риск прямого попадания кислорода в сварочную зону из-за его присутствия в газовом баллоне;
к штуцеру баллона подключается редуктор, использование которого должно обеспечивать возможность регулировки давления защитного газа. В случае если по технологии защитный газ должен быть подогрет, необходимо использовать редуктор, который имеет специальное подогревающее устройство. Подающий шланг плотно надевается на штуцеры редуктора и сварочного инвертора с последующей фиксацией посредством использования специальных хомутов соответствующего диаметра;
после полного подключения всего сварочного оборудования в единую сеть происходит регулировка оборудования путем подбора наиболее оптимальных режимов сварки: давление газа должно быть таким, чтобы газ не выдувало из сварочной зоны, но при этом не происходило разбрызгивание расплавленного металла из сварочной ванны, а режимы тока должны находиться во взаимодействии со скоростью подачи сварочной проволоки вне зависимости от того, идет ли речь о простой модели, где оба показателя регулируются одновременно, либо о сложной модели с раздельной регулировкой указанных параметров;
после того как режимы сварки подобраны, необходимо провести их проверку. Данное действие осуществляется на аналогичных по качеству (толщина металла, тип металла, его состояние) деталях с использованием той проволоки, которая будет использована и в процессе сварки основных деталей;
весь сварочный процесс должен осуществляться в хорошо освещенном помещении, где есть возможность защитить сварочную зону от сквозняков (с целью избежать риск выдувания газа из сварочной зоны). Однако само помещение должно быть хорошо проветриваемым;
свариваемые детали необходимо закрепить на сварочном столе или относительно друг друга таким образом, чтобы при выполнении работ не возникло повреждений металла вокруг образуемого шва;
первые швы делаются «прихваточным способом», то есть сначала делаются короткие провары с целью более надежного закрепления деталей между собой, после чего формируется основной шов;
интервалы между прихватками и длину их самих сварщик выбирает в каждом конкретном случае в зависимости от того, какого размера детали приходится сваривать, а также какова толщина металла;
направление движения газовой горелки с подаваемой проволокой сварщик также выбирает самостоятельно с учетом физико-химических свойств металла, однако, соблюдая правило минимального задействования окружающего сварочную зону металла, то есть с минимальными колебательными движениями горелки.

Требования к инверторному источнику тока для полуавтоматической сварки

Основные требования, предъявляемые к инверторному источнику сварочного тока, связаны с ключевыми законами физики ввиду того, что сама по себе сварка – это сложный, с точки зрения физики и химии, процесс:

Холодная сварка металла

Холодная сварка представляет собой способ соединения деталей без нагрева какими-либо внешними источниками при комнатной температуре. Она применяется в случаях, когда физически или экономически нецелесообразно выполнять сварку с предварительным нагревом ввиду больших габаритов изделия, возникновения значительных внутренних напряжений или опасности коробления, например, газовую сварку своими руками. Выполняется холодная сварка по металлу при помощи специальных устройств, способных вызывать одновременную направленную деформацию заранее очищенных поверхностей в сочетании с нарастающим напряженным состоянием, способствующем образованию монолитного высокопрочного соединения. Таким способом можно соединять кадмий, серебро, цинк, алюминий, железо, медь, никель, свинец. Большим преимуществом холодного метода является соединение разнородных металлов, образующих интерметаллиды или чувствительных к нагреву.

Соединяемые детали сваривают внахлест путем вдавливания в металл пуансонов с одной или двух сторон. Соединения могут выполняться в виде непрерывного шва или отдельных точек. Наличие зоны обжатия около вдавливаемого пуансона способствует уменьшению коробления детали и повышению напряженного состояния в зоне сварки, что влечет за собой образование периферийного провара за площадью отпечатка пуансона. Недостатком являются возникающие технические затруднения, связанные с устранением протекания металла между прижимом и пуансоном и созданием двух больших давлений на малой площади поверхности. Этим способом можно сваривать малопластичные материалы.

Роликовая сварка

Роликовая (шовная) сварка представляет собой еще один способ соединения деталей, характеризующийся непрерывностью монолитного соединения. Заготовки располагаются между роликами и обжимаются ими при полном погружении рабочих выступов в металл. После этого ролики начинают вращать. Изделие перемещается, а рабочие выступы, последовательно внедряясь в металл, вызывают его интенсивную деформацию. В итоге образуется непрерывный монолитный шов.

Недостатки роликовой сварки

Недостатком является свободное затекание металла вдоль оси шва, что затрудняет образование достаточного напряженного состояния материала в зоне соединения. При необходимости его повышения увеличивают диаметр роликов. Роликовую сварку можно выполнять на металлорежущих станках, например фрезерных, а в случае необходимости сварки тонких пластичных металлов — на ручных настольных станках.

Рациональность в применении

Наиболее рационально применять холодную сварку по металлу при массовом производстве одинаковых деталей и в электротехнике, где с ее помощью можно соединять медные детали с алюминиевыми, с обеспечиванием надежного электрического контакта в разъемных соединениях.

Сварка цветных металлов сильно отличается от сваривания стали. Подробнее можно прочитать в этой статье.

Клей-паста — для сваривания металла

В последние годы появился еще один вид холодного метода сваривания. Этим термином называют особый клей-шпаклевку с добавлением стального порошка, обладающий сверхвысокой адгезией к большинству материалов, используемых в ремонте и строительстве (металл, пластик, стекло, дерево, керамика и т. д.).

Такой холодный метод соединения стали характеризуется высокой устойчивостью к воздействию различных агрессивных сред. Холодной технологией сваривания очень просто пользоваться, поэтому она находит применение при ремонте бензобаков, глушителей, радиаторов, головок блока цилиндров, аккумуляторов в автомобиле, а также для ремонта мебели, аквариумов, сантехники, зеркал, инструментов и т. д. Очень удобна при ремонте труб водоснабжения. Обладая свойством увеличиваться в объеме при затвердении, она выступает в качестве пробки при ликвидации вытекания жидкостей из любых агрегатов. После высыхания образуется соединение, по прочности сравнимое с горячей сваркой, что позволяет выполнять последующую токарную обработку, сверление, нарезку резьбы и окрашивание. Отломанную или потерянную деталь можно легко восстановить, вылепив ее руками.

Одной из популярных марок такого клея является холодная сварка для металла mastix, предназначенный для быстрого и надежного склеивания, герметизации соединений и восстановления утраченных фрагментов любых металлических изделий, работающих в температурном диапазоне от -60 ºС до +150 ºС.

Холодная сварка для металла инструкция

Соединяемые поверхности или место ремонта очистить от грязи и ржавчины крупнозернистой наждачной бумагой, по возможности обезжирить (ацетоном и т. п.) и просушить.
Отрезать необходимую по объёму часть состава и тщательно смешать оба компонента пальцами до образования равномерной массы.
Нанести полученную смесь на ремонтируемую поверхность. Для склеивания деталей нанести массу на обе склеиваемые поверхности, прижать и зафиксировать на 40 — 45 мин. При использовании на замасленных или влажных поверхностях смесь следует пригладить возвратно-поступательными движениями до ощущения её прилипания к поверхности(прочность соединения при этом снижается на 20 — 25 % для замасленных поверхностей).

Чтобы разгладить поверхность или придать ей необходимую форму, можно использовать плоские предметы, смоченные водой.
ВНИМАНИЕ!

Клей для металла mastix

Период жизнеспособности пластилина составляет 25 — 30 минут при +20 °С. В условиях, обеспечивающих отвод выделяющегося тепла время жизнеспособности увеличивается, при нагреве – уменьшается.

Состав схватывается в течении 40 — 45 минут при +20°С. На этот период необходимо обеспечить взаимную фиксацию соединяемых деталей.

По истечении 2 — 2,5 часов соединение можно подвергать любым механическим обработкам и нагрузкам.

Меры безопасности

Ни в коем случае не допускать попадания компонентов стержня на кожу и в глаза. При попадании в глаза следует промыть их водой и сразу обратиться к врачу. Для исключения попадания на кожу следует использовать защитные перчатки. Запрещено использовать на поверхностях, непосредственно контактирующих с продуктами питания.

Цена холодной сварки для металла достаточно низкая, но судя по отзывам, данная технология с лихвой позволяет окупить потраченные вложения.

Как самостоятельно изготовить аппарат для точечной сварки из инвертора? Схема, необходимые элементы

В некоторых случаях при ремонте в домашних условиях требуется соединение двух тонкостенных металлических деталей. Для этого можно использовать точечную сварку. Промышленность выпускает большое количество различных аппаратов для точечной сварки. Но эти устройства, как правило, довольно громоздкие и дорогие. Поэтому домашние мастера часто пытаются сделать аппарат для точечной сварки своими руками.

Варианты точечной сварки

Основными элементами при создании аппарата для точечной сварки обычно являются трансформатор довольно большой мощности (не менее 1 кВт) и самодельного устройства прижима, состоящее из двух рычагов с электродами.

В качестве первого элемента могут быть выбраны, например, трансформатор от микроволновой печи или сварочный трансформатор. Оба этих типа трансформатора требуют перемотки вторичной обмотки.

В сварочном инверторе силовой трансформатор 50 Гц, преобразующий сетевое напряжение 220 В, как правило, отсутствует. В таком устройстве сетевое напряжение выпрямляется и подается на генератор высокой частоты (50-80 кГц), в схеме которого имеется понижающий трансформатор, предназначенный для работы с повышенной частотой. Работа с такой частотой позволяет резко уменьшить вес и габариты сварочного инвертора. На выходе понижающего трансформатора напряжение снижается до 60-70 В, причем выходной ток может достигать 130 А.

Для осуществления точечной сварки требуется получить ток в 1000-2000 А при напряжении в 1-2 В.

Использовать высокочастотный трансформатор от инвертора отдельно в сети 50 Гц (как это делается в других случаях) невозможно. В принципе, для получения необходимого режима можно перемотать вторичную обмотку трансформатора. Но этот трансформатор имеет малые габариты и часто намотан на сердечнике тороидальной формы, что делает такую переделку трудновыполнимой. Возможен вариант с подключением дополнительного понижающего трансформатора. Он также будет работать на высокой частоте и иметь небольшие габариты. Еще один вариант – использование инвертора в качестве устройства для зарядки конденсаторов в дополнительном конденсаторном блоке.

Инверторный аппарат для точечной сварки

Этот аппарат собран на базе импульсных схем и позволяет производить точечную сварку даже при питании от низковольтных источников типа аккумуляторов.

Схема и необходимые элементы

Схема данного прибора представляет собой инвертор, который преобразует постоянное напряжение в высокочастотные колебания с частотой 30-50 кГц.

Для преобразования постоянного напряжения в переменное используется двухтактный генератор на мощных полевых транзисторах. Транзисторы должны пропускать ток не менее 40 А и иметь допустимое рабочее напряжение не менее 50 В.

Колебательный контур генератора определяется индуктивностью первичной обмотки трансформатора и конденсатором, емкость которого не должна превышать 2 мкФ. В принципе, емкость можно увеличить, но тогда генератор будет работать на более низких (звуковых) частотах, в результате чего трансформатор будет излучать свист.

Алгоритм создания аппарата:

Из силового трансформатора блока питания компьютера АТХ 450 делается импульсный трансформатор.
Из трансформатора удаляются все обмотки и наматывается первичная обмотка жгутом из 3 проводов диаметром 1 мм.
Поверх первичной обмотки наматывается 1 виток вторичной обмотки, представляющий собой медную ленту шириной 22 мм и толщиной 1 мм.
Вторичная обмотка фиксируется в трансформаторе эпоксидным клеем, а на концы ее напаиваются латунные клеммы. В клеммы вставляются и фиксируются отрезки медного провода диаметром 2 мм, которые и будут выполнять роль электродов.
Используемый в схеме дроссель выполняется на тороидальном сердечнике и имеет от 10 до 30 витков провода диаметра 1,5 мм.
Транзисторные ключи крепятся на небольших радиаторах.
Все элементы устанавливаются на плате из изоляционного материала и соединяются пайкой с помощью проводов в соответствии со схемой аппарата.
Сверху электрическая схема закрывается корпусом из изоляционного материала.
В удобном месте устанавливается кнопка управления.

Достоинства и недостатки конструкции

Довольно высокая выходная мощность, позволяющая проводить сварку аккумуляторов и других более крупных деталей.
Схема может питаться от источника постоянного тока с напряжением от 6 до 24 В.
Можно использовать как сетевой источник питания (например, блок питания от компьютера), так и мощный аккумулятор.
Малый вес и габариты.
Низкая себестоимость.

Питание должно осуществляться только от мощных источников. При просадках тока источника питания в аппарате могут появиться неисправности.
При сварке необходимо выполнять правильный режим работы. После двух секунд сварки делать перерыв на 2-3 секунды.

Сварка без сварки – сварочный карандаш

В статье мы расскажем в форме презентации, как родилась и развивалась идея создания сварки без сварки, а также пайки и резки без специального оборудования. Что такое сварочный карандаш и с чем его едят? Также расскажем о разработках отечественных ученых и зарубежных стартапах.

Как все начиналось…

Германия в 30-х годах ХХ века являлась лидером в области термитных технологий сварки.

Свое бурное развитие технология получила в первую очередь в деле тигельной сварки –теперь соединить две части железнодорожной рельсы не составляет труда.

Если вкратце, приспособление для сварки состоит из:

Тигель;
Термитная смесь;
Рельсы;
Разъемная огнеупорная форма

Способ промежуточного литья (до, в процессе и после заливки)

Изобретение карандаша

В конечном итоге, данные технологии привели к рождению идеи компактного сварочного инструмента в форме стержня- карандаша.

Однако при воплощении идеи в жизнь «первопроходцев» ожидала неудача. Дело в том, что при быстром остывании смеси в сварочной ванне после прекращения горения карандаша, шлак и металл перемешиваются и материал становится хрупким.

В результате, основанные на алюминиевом термите смеси так и не дали позитивного результата и в профессиональной среде, и в литературе модель «карандаша» была признана «не реализуемой» и долгое время никто этой проблематикой не занимался, пока не появился профессор, доктор технических наук, академик Лебедев Владимир Георгиевич.

Случайно познакомившись с идеей, вначале он рассчитал математическую модель, а затем реализовал химическую, на основе медного термита, при которой пара металл –шлак разъединяются в процессе образования припоя-сплава.

Открытые публикации В.Г. Лебедева в российских изданиях стали основой создания нескольких сварочных инструментов, присутствующих на рынке России.

Сварочные карандаши Шквал и Оксал производятся в Санкт-Петербурге и применяются для сварки, пайки и резки без применения какого-либо специального газосварочного или электросварочного оборудования.

Автономная мобильная сварка –карандаш СК-1, Москва

TEC Torch Promotion

Tech Torch -лазерный меч из «Звездных войн» — как окрестили его в США

Есть и зарубежный аналог (стартап в США) TEC Torch Promotion – термитное режущее устройство со сменным картриджем (устройство стоит 300$; картридж – 50$).

В Америке TEC Torch используется в качестве компактного инструмента, который могут использовать в своей работе американские правоохранительные органы, военнослужащие, мчсники. TEC Torch может открыть любую дверь за считанные секунды, что может спасти жизни людей, попавших в форс-мажорные обстоятельства.

Термитный резак в действии

Время сгорания картриджа всего несколько секунд – оптимальное время для проведения оперативного вмешательства. Картридж Rod Cutter может прожечь насквозь стержень диаметром до 2 см (при этом не важно, что перед вами, закаленная, низкоуглеродистая или нержавеющая сталь), а картридж Plate Penetrator способен вырезать отверстие до 1 см в металлической пластине толщиной до 1,3 см. Для выполнения сложных задач может потребоваться несколько картриджей или их комбинация.

Смотрите видеоролик, демонстрирующий возможности инструмента

Зарубежный аналог – DISARM CO (Разоружающий)

Факел в гильзе – прожиг до 3 мм (цена 30 евро)

Прожиг с помощью тигеля до 10 мм ( цена 200 евро)

Это если вкратце о наработках «проклятых буржуев», а вот что можно реально приобрести для выполнения разовых бытовых задач.

Сварочный карандаш Лебедева «Элькас»

Автономный сварочный инструмент НЕ ТРЕБУЕТ

Профессиональной квалификации
Внешних источников энергии
Специального оборудования

Все что необходимо для сварки – солнцезащитные очки, зажигалка и сам карандаш.

Читайте также: