Сварочный аппарат постоянного тока характеристики

Обновлено: 18.05.2024

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.

Как устроен аппарат для сварки постоянным током

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.

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.

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.

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.

Другие компоненты

Самодельный сварочный аппарат постоянного тока трансформаторного типа состоит из понижающего трансформатора мощностью от 7 кВт и выше, выпрямительного моста на диодах типа В200, ВЛ200 или нескольких мостовых диодных сборок, набора электролитических конденсаторов общей мощностью 30000 мкФ и дросселя. Для охлаждения диодов применяются алюминиевые радиаторы и вентилятор.

Все контакты рекомендуется делать пайкой для уменьшения переходных сопротивлений в местах соединений. Сварочный трансформатор будет иметь различные габариты в зависимости от мощности и используемой частоты преобразования. Это необходимо учесть при конструировании корпуса или его подборе.

Сварочные кабели должны подсоединяться к устройству через болтовое соединение. В таком варианте исполнения практически отсутствуют регулировки сварки постоянным током.

Если в наличии имеется сварочный аппарат переменного тока, то добавив выпрямительную схему можно получить устройство постоянного тока, но уже с регулировками по переменному напряжению, что тоже хорошо.

Изготовление сварочного аппарата инверторного типа под силу людям, разбирающимся в электронике. Здесь нет такого большого разброса по параметрам, как в трансформаторном аппарате.

Схемы достаточно сложные для начинающего радиолюбителя, но при соблюдении всех правил пайки микросхем и полупроводниковых приборов, особенно полевых транзисторов, можно сделать аппарат требуемых параметров.

Четыре вида источников питания электрической дуги при сварке

Источники питания для сварки представляют собой различные преобразователи тока промышленной частоты либо генераторы, самостоятельно вырабатывающие электроэнергию необходимых параметров.

По причине того, что для электродуговой сварки требуются особые параметры питающего тока и напряжения (приводя усредненный пример — напряжение низкое, а ток очень большой), стандартное напряжение бытовой или промышленной сети требуется, как минимум, понизить.

Как максимум — привести рабочие характеристики питания в соответствие с заданной потребностью. Поэтому к источникам питания сварочной дуги выдвигаются особые требования.

Основные требования

Источник питания для сварочных работ любого вида и класса должен удовлетворять следующим ключевым характеристикам:

обеспечивать легкость зажигание дуги;
поддерживать стабильное горение;
контролировать верхний порог тока короткого замыкания;
обладать хорошей динамикой;
соответствовать требованиям по электробезопасности.

Под динамикой в данном случае понимается скорость восстановления напряжения от момента контакта электрода с массой (возникновения короткого замыкания) до вспыхивания дуги, то есть образования электрического пробоя воздуха.

Дуга вспыхивает при напряжении около 20 В. Время от момента короткого замыкания до вспышки дуги у хорошего источника питания должно составлять не более 0,05 секунды. Чем оно меньше, тем динамика выше.

Эти требования предъявляются ко всем без исключения устройствам. Им должен соответствовать даже самодельный сварочный аппарат, собранный для ручной дуговой сварки из блока питания компьютера.

Кстати, из последнего собрать устройство для домашнего применения не так уж сложно. Импульсный блок питания как раз и предназначен для понижения сетевого напряжения. Но варить можно будет только тонкий металл.

Принципы классификация

Источники питания сварочной дуги классифицируются по многим градациям. В их числе:

по предназначению — для ручной сварки, сварки под флюсом или в среде защитного газа (например, аргонодуговой);
по числу сварочных постов, которые можно подключить единовременно;
по способности передвигаться — мобильные и стационарные;
по способу производства энергии — преобразователи или производители;
по роду выходного тока;
по ВАХ (вольт-амперная характеритика).

Основными параметрами сварочного аппарата для сварщика являются назначение данного конкретного агрегата и сварочный ток, который он выдает. Во многих случаях ключевым требованиям является подбор нужной вольт-амперной характеристики (ВАХ).

Так, например, для сварки в среде защитных газов требуются устройства с жесткой характеристикой, варящие постоянным током. Для ручной и полуавтоматической сварки под флюсом применяются аппараты переменного и постоянного тока с падающей характеристикой.

Некоторые современные источники питания сварочной дуги универсальны: имеют много режимов работы, в том числе позволяют менять род сварочного тока и изменять его ВАХ.

Четыре вида преобразователей

Основное различие между источниками питания сварочной дуги, определяющее их технические характеристики, массу, габариты и сферу применения — это различия по принципу преобразования электротока.

Существуют следующие виды источников:

трансформаторы;
выпрямители;
преобразователи;
инверторы.

Особняком стоят генераторы, так называемые агрегаты. Эти машины — не вторичные, а первичные источники энергии, они не преобразуют тем или иным способом питание от городской или промышленной сети, а вырабатывают его сами.

Как правило, агрегаты строятся на базе двигателя внутреннего сгорания — бензинового или дизельного. Первые — дешевле, вторые имеют большую мощность и моторесурс.

Трансформатор

Это самый простой тип сварочного аппарата. Основой ему служит дроссель — реактивная катушка индуктивности.

Простой понижающий трансформатор понижает вольтаж сети до величины холостого хода — 60…80 В. В дальнейшем при работе поддерживается напряжение сварки в 20 В.

Трансформатор варит только переменным током. Его достоинство состоит в простоте конструкции (можно изготовить своими руками, рассчитав число витков обеих намоток).

Он имеет высокий КПД, сравнительно небольшой расход энергии, отличается надежностью в сочетании с ремонтопригодностью. Трансформаторный источник питания дуги бесшумно работает, относительно немного стоит.

Но использование для сварки переменного тока имеет и определенные недостатки. У такого источника питания сварочной дуги большие габариты и очень большая масса.

Дуга горит нестабильно, и сильно зависит от скачков питающего напряжения. Возникает необходимости в использовании специальных покрытых электродов. Перечень металлов и сплавов, которые можно варить переменным током (в основном это низкоуглеродистые стали), ограничен.

Выпрямитель

Как следует из названия, это устройство, выпрямляющее переменный ток, то есть преобразующее его в постоянный. Для этого используются полупроводниковые элементы на основе селена либо кремния.

Выпрямители могут быть однофазные и трехфазные, стационарные или мобильные, иметь любую вольт-амперную характеристику — либо жестко заданную производителем, либо изменяемую пользователем согласно его нуждам.

У выпрямителей есть много достоинств. Это бесшумная работа, высокий КПД (выше, чем у трансформаторов), широкий диапазон использования (можно варить любые металлы и сплавы). У такого источника питания малые потери на холостом ходу, сравнительно небольшие габариты и вес и малое потребление энергии.

Недостатков у них немного, но, к сожалению, они довольно существенные. Выпрямители, как источники питания сварочной дуги, очень сильно нагреваются во время рабочего процесса, поэтому нуждаются в хорошей системе охлаждения, за которой надо тщательно следить.

Кроме того, они очень чувствительны к скачкам напряжения, не любят пыли, которая может вывести из строя систему охлаждения, и достаточно дороги.

Преобразователи

Преобразователь — устройство, механическим способом превращающее переменный ток в постоянный. По сути своей это электродвигатель, который вращает вал генератора постоянного тока. Когда-то это были первые устройства, способные производить сварку постоянным током.

По похожему принципу работают и генераторы, питающиеся от бензинового или дизельного мотора.

Несмотря на кажущуюся нелогичность конструкции, преобразователи также имеют свои плюсы и минусы. Основное их достоинство в том, что эти аппараты нечувствительны к перепадам напряжения — ток на выходе всегда имеет стабильную характеристику.

Кроме того, они могут выдавать очень большой ток — 300, 500, некоторые модели 1000 А. В некоторых видах работ, например, при сварке толстых металлических плит, это принципиально.

Их недостатки заключаются в большой массе (до 500 кг), а также в необходимости регулярного ТО из-за наличия вращающихся с высокой скоростью деталей. КПД преобразователей невысок из-за трат энергии на раскрутку вала двигателя.

Инверторы — особый класс источников питания сварочной дуги. Это сварочные аппараты, которые оптимально подходят для бытовых нужд.

Благодаря малым размерам и удобству в обращении они активно используются там, где нужна мобильность, а также есть ограничения по мощности, которую можно взять от сети.

Большинство инверторных источников питания сварочной дуги можно включать в обычную розетку, не боясь перегруза сети.

Принцип действия этих устройств заключается в инверсии — зеркальном превращении одного состояния энергии в другое. Инверторный аппарат осуществляет сварку переменным током высокой частоты, который он получает из постоянного тока, а его, в свою очередь — из промышленного переменного.

Инверсия позволяет увеличить частоту тока в 1000 раз — до 50 кГц. За счет этого удалось добиться существенного снижения размеров и веса аппарата.

Благодаря некоторым инверторным источникам питания сварочной дуги можно производить сварку и постоянным, и переменным током, в зависимости от режима.

К их достоинствам, кроме габаритов, относится малое энергопотребление, высокий уровень безопасности, плавная регулировка выходного тока и малое разбрызгивание расплава при сварке.

Список недостатков невелик. Аппарат нуждается в тщательном уходе и защите от пыли, не любит морозов, и не очень дешев в ремонте. Инвертор можно назвать оптимальным аппаратом для ручной сварки.

Сварочные аппараты постоянного тока (DC)

Сварочный аппарат постоянного тока DC – оборудование, предназначенное для соединения металлических изделий используюя в качестве источника дуги постоянный ток.

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 200 А, Продолжительность включения (ПВ) 80 %, Диаметр электрода от 1,5 до 5 мм, Вес 8 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 200 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Встроенный, Диапазон диаметров сплошной проволоки от 0,6 до 1 мм, Воздушная, Вес 12,5 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 200 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 5 мм, Вес 5,2 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 180 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 4 мм, Вес 4,7 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 160 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 3,2 мм, Вес 4,7 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 200 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, DC, Импульсный режим (TIG), Воздушная, Вес 6,2 кг

380 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 250 А, Продолжительность включения (ПВ) 80 %, Диаметр электрода от 1,5 до 5 мм, Вес 13 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 180 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, DC, Импульсный режим (TIG) , Воздушная, Вес 6 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 160 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Встроенный, Диапазон диаметров сплошной проволоки от 0,6 до 1 мм, Воздушная, Вес 12,5 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 20 до 250 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, DC, Импульсный режим (TIG) , Воздушная, Вес 19 кг

380 В, Диапазон сварочного тока от 10 до 500 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, DC, Импульсный режим (TIG), Жидкостная, Воздушная, Вес 54 кг

380 В, Диапазон сварочного тока от 20 до 250 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Встроенный, Диапазон диаметров сплошной проволоки от 0,6 до 1,2 мм, Вес 47 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 15 до 160 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 3,2 мм, Вес 3,5 кг

380 В, Диапазон сварочного тока от 30 до 400 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 6 мм, Вес 22 кг

220 В, Диапазон сварочного тока от 20 до 250 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 5 мм, Вес 6,6 кг

380 В, Диапазон сварочного тока от 30 до 400 А, Продолжительность включения (ПВ) 60 %, Диаметр электрода от 1,5 до 6 мм, Вес 25 кг

Работать на сварочном аппарате постоянного тока проще и удобнее, что положительно отражается на продуктивности и эффективности швов. Более стабильная дуга – ещё одно преимущество DC агрегатов. Однако, данное оборудование не подходит для сварки алюминия.

Типы сварочных аппаратов

Трансформаторные аппараты переменного тока для сварки плавящимся покрытым металлическим электродом (MMA процесс).

Простые по конструкции, надежные и недорогие. Предназначены для сварки черных металлов встык и внахлест. Самые распространенные аппараты. Применяются плавящиеся электроды с рутиловым или основным (фтористо-кальциевым) покрытием. Покрытие электрода предназначено для защиты сварной ванны или придания различных физико-химических свойств сварному соединению (легирование).

Основные характеристики:

Напряжение питания. Обычно чувствительны к изменению питающего напряжения. При понижении – выходные характеристики существенно ухудшаются. Напряжение питания 220В, 220/380В однофазное или 220/380 трехфазное.
Напряжение холостого хода. Напряжение на выходе трансформатора без нагрузки. Чем оно выше, тем проще зажигание дуги и тем она стабильнее. Для разного типа электродов для нормальной работы требуется разное напряжение холостого хода. Необходимо это учитывать при выборе электродов. Обычно бывает 45 – 52 В, в отдельных аппаратах делают еще один выход с напряжением порядка 70В.
Сварочный ток. Регулируется ступенчато или плавно. Чем выше его максимальное значение, тем большего диаметра электрод возможно использовать и больше производительность. Обычно необходимо 30 – 40А на каждый миллиметр диаметра электрода. Для рутиловых электродов ток требуется меньший, а с основным покрытием больший. Так же это необходимо учитывать при выборе электродов.
Диапазон диаметров электродов. Обычно от 1,5 мм. Для большинства приложений достаточно 2 – 2,5 мм. Возможный диапазон зависит не только от максимального значения тока, но и от вольтамперной характеристики аппарата. Поэтому идентичные по выходным характеристикам аппараты разных производителей могут иметь различные значения максимального диаметра электрода.

Трансформаторные аппараты постоянного тока для сварки плавящимися электродами.

По конструкции похожи на предыдущие аппараты, но на выходе установлены диодный или тиристорный выпрямитель. Переменный ток выпрямляется, но при этом теряется часть мощности. Конструкция более сложная, тяжелая и дорогая. Но работа на постоянном токе более комфортная, дуга стабильнее. Кроме сваривания черных металлов возможна работа с нержавеющей сталью и цветными металлами, применяя соответствующие электроды. Постоянный ток обладает полярностью, поэтому необходимо это учитывать при выборе и подключении электродов. Так же существуют электроды для постоянного тока, есть универсальные. В последнее время многие производители отказываются от производства такого типа аппаратов хобби класса.

Аппараты полуавтоматической сварки в среде инертного или активного газа (MIG/MAG).

Более сложные и дорогостоящие аппараты. Но производительные и удобные. Широко применяются в авто ремонте. Небольшой аппарат очень удобен в личном хозяйстве.

Состоит из трансформатора с крутопадающей вольтамперной характеристикой, выпрямителя, привода проволоки и рукава с горелкой. Сварка производится с помощью проволоки обычно 0,6 – 1,2 мм толщиной из различных металлов в среде защитного газа. Ток на выходе регулируется обычно ступенчато (4,8,16,32 ступени), реже плавно. За редким исключением регулируется скорость проволоки. Комбинацией этих двух параметров устанавливаются режимы работы.

Напряжение питания. Питание бывает 220 или 380В, однофазное или трехфазное.
Напряжение холостого хода. Обычно порядка 35-37В.
Диапазон регулировки тока. Чем больше ток, тем выше может быть скорость работы (при определенном умении), возможность использовать проволоку большего диаметра. При токе больше 165А возможно производить точечную сварку без предварительного засверливания.
Диаметр используемой проволоки. Обычно используют проволоку 0,6 – 0,8 мм.
Материал проволоки выбирается исходя из того, какой металл будет свариваться.
Размер бобины проволоки, устанавливаемой на аппарат. Обычно используются бобины весом 15, 5, 0,8 кг.

Разные модели аппаратов могут работать только с газом , с газом и без газа, только без газа. При необходимости работы без газа используется специальная флюсовая проволока. Это удобно – не требуется баллон, проволока примерно в 5 раз выше. У аппаратов работающих как с газом, так и без него требуется переключать полярность горелки. При сварке разных металлов используется разный газ. Железо – СО2, сталь – смесь СО2 и аргона, алюминий – аргон. Баллон подсоединяется к аппарату через редуктор с регулятором (желательно с манометром). Использовать можно промышленные баллоны или специальные фирменные не перезаряжаемые. При различных режимах сварки требуется различное количество защитного газа, подаваемого в сварочную ванну.

Сварочные аппараты инверторного типа. Инверторы.

Их называют еще импульсными. Эти аппараты были придуманы в 1977 г. Самые продвинутые сварочные аппараты. Очень широко используются во всем мире. В последние годы и в России они приобретают заслуженную популярность.

На базе технологии инверторов сейчас производятся многие виды аппаратов, а также их комбинации. Отличаются очень малым весом (от 3 кг), габаритами, малой зависимостью от входного напряжения. Для улучшения качества и комфорта сварочных работ оснащены схемами стабилизации, усиления поджига дуги и защиты от очень низкого или высокого питающего напряжения. Обладают очень высоким напряжением холостого хода 85-90В. Инвертор – аппарат постоянного тока. Питающее напряжение на входе выпрямляется, а потом преобразуется в переменное напряжение с частотой 20 – 45 кГц, которое и подается на трансформатор. Т.к. частота напряжения высокая, то появляется возможность использовать трансформатор малых размеров и массы. На выходе напряжение выпрямляется.

Электроды и проволока. Рекомендации по выбору.

Необходимо внимательно относиться к выбору электродов, т.к. от этого зависит качество сварочного шва. Электроды имеют срок годности, а так же должны правильно храниться. Часто пользователи сталкиваются с трудностями, которые при “разборе полетов” на поверку обусловлены плохим качеством электродов, а не качеством сварочного аппарата. Отличные результаты сварки получаются при использовании электродов, рекомендованных производителем сварочного аппарата.

Электроды могут отличаться полярностью, родом тока (переменный/постоянный ), покрытием, материалом. Специфические электроды по чугуну, титану, нержавейке и т.д. редко используются в бытовых целях. Часто электроды бывают универсальными по полярности. Чаще используются основное и рутиловое покрытие. При использовании электродов с основным покрытием шов получается прочным и хорошо защищенным от окисления, но для качественной работы требуется напряжение холостого хода порядка 70 В. Некоторые производители делают аппараты с двумя выходами – около 50 В и 70 В для работы разными электродами. Эти аппараты несколько дороже обычных трансформаторов переменного тока, но позволяют получить качество сварного шва и комфорт в работе на уровне аппаратов постоянного тока, являясь при этом значительно более дешевыми по сравнению с последними. Такие аппараты будут хороши как для любителя, так и для профессионала.

В таблицах, приведенных ниже, указаны рекомендации по выбору значения выходного тока, а также диаметров электродов при разной толщине материала.

Как видно из первой таблицы для работы электродами с рутиловым покрытием требуется меньший ток, чем для электродов с основным покрытием. Поэтому можно использовать менее мощный, а значит и более дешевый аппарат. Для электродов с целлюлозным покрытием требуется весьма дорогостоящий аппарат, они часто используются для сварки труб. Для большинства работ по низкоуглеродистой стали рутиловые электроды самые предпочтительные. При работе с ответственными конструкциями лучше использовать электроды с основным покрытием.

Из второй таблицы следует что для большинства работ не требуется большая толщина электродов. Самые удобные и позволяющие производить практически любую работу электроды 1,6 – 3,2 мм. 4 и 5 мм электроды используются уже в профессиональных приложениях и чтобы не только поджечь дугу, но и получить действительно качественный и прочный шов требуются большой дорогостоящий аппарат, а главное значительное умение.

Часто после покупке недорогого аппарата на 140-160 А в ценовой категории 2500 – 3500 руб. возникает вопрос: аппарат не варит. Конечно, трудно требовать от такого аппарата серьезных результатов.

Во-вторых, качество применяемых электродов оставляет желать лучшего. Часто применяют электроды позаимствованные на ближайшей стройплощадке, где абсолютно не соблюдаются условия хранения, но в силу того, что техника там применяется мощная - это компенсирует повышенную влажность электродов. Перед работой электроды необходимо прокаливать. В магазинах часто так же продают не совсем качественные электроды. Можно рекомендовать электроды Сычевского завода, Петербургского электродного завода, Ростовского, СТС, ЕСАБ-СВЭЛ, AWELCO и др. Не обязательно применять импортные электроды. Но, как и другие товары – электроды могут быть разного качества.

В-третьих, напряжение питания должно соответствовать указанному в паспорте – это касается любых электрических приборов. Но кроме напряжения существует еще и нагрузочная способность сети. Если подстанция слабая, к ней подключено много потребителей, то напряжение может быть и 220 В, но в момент подключения мощного потребителя (сварочный аппарат, компрессор, станок с мощным двигателем, пусковое устройство для автомобиля и т. д.) происходит просаживание напряжения до 150-170 В, что совершенно не достаточно для работы этих приборов. Компрессор, например, даже не запустится.

В-четвертых, необходимо ориентироваться на мощность аппарата. Как известно мощность это ток умноженный на напряжение. Если говорить о мощности дуги, то необходимо умножить ток дуги на напряжение дуги. В начальный момент, когда аппарат подключен к сети, но работа еще не производится, напряжение между массой и электродом соответствует напряжению холостого хода, которое указано в паспорте или каталоге (non load voltage). Для обычных трансформаторов это примерно 46-50 В для разных моделей. При поджиге дуги начинает течь ток между электродом и деталью. Ток течет установленный пользователем на аппарате, например 150 А, а напряжение дуги уменьшается примерно в 2 раза. Но в зависимости от мощности аппарата это уменьшение будет разным (ток один и тот же). Например у одного аппарата это будет 20В, а у другого 25В.

Соответственно в дугу будет выделяться мощность в первом случае 3 кВт, а во втором 3,75 кВт. Ток установлен один и тот же, а мощность разная – возможности аппаратов разные.

Учитывая все эти факторы необходимо рекомендовать аппарат как минимум с 30% запасом. И чем больше факторов влияет на работоспособность, тем больше этот запас должен быть. Например: нельзя рекомендовать аппарат стоимостью 2500 руб. с максимальным током 150А для уверенной работы электродом 3,2 мм. При достаточном напряжении в сети, качественных электродах и умении пользователя можно рекомендовать его для работы 2,5 мм, а если эти условия не выполняются, то 2 мм. Особенно трудно разжечь дугу при недостаточной мощности и умении – поэтому существует некоторое недовольство покупателей, которые не очень тщательно подошли к выбору аппарата.

Если говорить об инверторах, то в них все несколько проще. Они обеспечивают стабильность выходного тока при +10% изменении питающего напряжения. Функция Hot Start существенно облегчает поджиг дуги даже при небольшой мощности аппарата. Функция Arc Force помогает стабильно держать дугу. Т.е. аппарат берет на себя часть функций человека. Поэтому для начинающего пользователя – это означает практически гарантированный успех, а для профессионала – повышение качества работ.

Для того чтобы получить стабильную, беспроблемную и длительную работу электродом 3,2 мм классический аппарат должен быть: цена не менее 200 USD, масса 30-35 кг, максимальная потребляемая мощность не менее 5 кВт.

Для тех же самых задач инвертор: 4-5 кг, максимальная потребляемая мощность не более 3,5 кВт. Стоимость для любительских приложений примерно 300 - 350 USD, для профессиональных 450 - 500 USD.

Самая часто используемая проволока для полуавтоматов – стальная омедненная. Но полуавтоматом можно варить нержавейку и алюминий. Для этого применяют соответствующую проволоку и соответствующий газ.

Для сварки алюминия – 100% аргон, стали - газовая смесь из аргона (80%) и двууглекислого газа (20%), железо - только двууглекислый газ.

Также на многих аппаратах возможно использование порошковой проволоки без использования защитного газа. Это очень удобно, но дороже. Хотя если подсчитать расходы на приобретение баллона, заправки его газом (только в специальном месте), транспортные расходы, то для эпизодических работ (особенно для хозяйственных нужд) необходимо рекомендовать использовать порошковую проволоку. Ее использование возможно, если на аппарате указано GAS / NO GAS. Обратите внимание, чтобы работать с газом или без газа необходимо переключить полярность горелки и массы. Изначально обычно установлено для работы порошковой проволокой (см. инструкцию).

Диаметр проволоки, мм	0,6	0,8	1,0	1,2
Значение тока, А	20-35	40-120	80-150	120-180
Толщина материала, мм	1-2	1-4	4-8	>8

Самая распространенная проволока 0,8 мм. Больший диаметр требуется редко и требует дорогостоящего профессионального аппарата и навыков работы для получения качественного сварного шва. 0,6 мм используется для более точных работ или при недостаточной мощности аппарата. Так же как и с электродами, качество проволоки и умение пользователя значительно влияют не только на качество производимых работ, но и на саму возможность их проведения.

Выбор сварочного аппарата.

Зависит во-первых от материала, который необходимо сваривать (переменный / постоянный ток, полуавтомат, аргонно-дуговая). Далее необходимо определиться с выходными параметрами. Чем больше выходной ток и напряжение, тем на большее способен сварочник, тем толще металл можно сваривать или быстрее работать. Но никогда нельзя выбирать аппарат исходя только из максимального значения выходного тока. Чем выше ток, тем больше нагреваются обмотки, тем раньше сработает термостат. Т.е. меньше цикл работы. Поэтому необходимо определиться на каком рабочем токе обычно необходимо варить и выбрать аппарат с запасом (мин. 20-30%).

Например: в основном необходимо работать электродами 2,5 и периодически 3,25 мм. Можно выбрать аппарат с максимальным током 140 А, но гораздо лучше подойдет следующая модель на 150 – 160 А, а чтобы чувствовать себя уверенно в работе лучший вариант – это ~ 180 А. Чтобы работать “четверкой” достаточно 150 А, но качественный шов получится при токе 180 – 220 А и достаточном умении. Также и с “пятеркой”, которую в быту применять нет никакой необходимости, а для профессиональной деятельности требуются совсем другие аппараты, для которых величина выходного тока не единственный важный параметр. Также необходимо обращать внимание на величину цикла работы. Одни производители стремятся снизить цену продукта и снижают цикл работы. Для импортных аппаратов цикл указывается в процентах от 10 мин (30% - значит 3 мин работа, 7 мин отдых при 20С), для отечественных от 5 мин Но для хобби приложений очень высокое значение цикла тоже не нужно, так как при этом сильно увеличивается масса или стоимость или и то и другое. Цикл 10% не очень хорошо. Оптимальное значение 15-20%. Для профессионалов необходимо, чтобы цикл был не менее 60% на рабочем токе. Чем меньше установленный ток, тем выше цикл работы.

Читайте также: