Ток в сварочном аппарате

Обновлено: 15.05.2024

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.

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.

Как выбрать сварочный инвертор – Диапазон тока, ПВ | VRD и другие функции

Собираясь заняться сваркой, позаботьтесь о том, чтобы сварочный аппарат полностью удовлетворял ваши нужды и даже немного выходил за рамки. На что обратить внимание? Давайте рассмотрим – кратко и по делу.

Выбираем диапазон сварочного тока для сварочного инвертора

Начинайте всегда именно с этого параметра. Он считается основным и первым берется во внимание перед тем, как выбрать сварочный инвертор. Диапазон определяется в зависимости от толщины рабочего материала, как и диаметр электрода. Таблица ниже даст всю необходимую информацию:

Толщина металла, мм

Диаметр электрода, мм

Сила тока, А

Даже если вы знаете, что будете варить в ближайшее время и не задумываетесь о другом применении, рекомендуем выбирать аппарат с запасом по рабочему току до 30% и более. Не ориентируйтесь на максимальное значение. Постоянная нагрузка на сварочный инвертор никак не пойдет ему на пользу. С запасом вы сможете обеспечить ее равномерность. К тому же расширенный диапазон тока пригодится на перспективу.

Определяем продолжительность включения аппарата сварки

Вторым по важности параметром считается ПВ или продолжительность включения сварочного аппарата. В соответствии с международным стандартом EN 60974-1 эта характеристика определяет количество времени работы инвертора с максимальным сварочным током внутри десятиминутного цикла. Например, если в паспорте указана длительность включения – 40 %, это означает, что из 10-ти минут на максимальном токе он проработает только 4, а на остальные 6 минут перейдет в режим покоя и будет остывать.

Обратите внимание на то, что показатель ПВ в стандарте измеряется при температуре окружающего воздуха равной 40-а градусам Цельсия. Почему мы заостряем на это внимание? Дело в том, что некоторые производители тестируют оборудование при 20 градусах, что увеличивает показатель в два раза. Такое значение несопоставимо с параметрами других агрегатов, указанных в характеристиках. Оно часто вводит в заблуждение тех, кто впервые выбирает сварочный аппарат.

Какой должна быть продолжительность включения в сварочном инверторе? На деле чаще всего длительность сварки без прерывания составляет не более 3-4 минут. Перерыв необходим для подготовки материала, подгонки деталей, замены электрода и т.д. Поэтому 4-х минут в рабочем режиме вполне хватает для выполнения бытовых задач.

Защита от сбоев в электросети

Если имеется проблема со скачками напряжения – не помешает запас мощности тока на 30-50 %. Альтернативой станет модель с защитой от перепадов в электросети. Инверторы FUBAG стандартно защищены от перепадов в диапазоне от 150 до 250 В. Что же касается аппаратов других производителей, нужно обязательно учесть этот нюанс, чтобы не прогадать с выбором.

Что за функции сварочного инвертора - Hot Start, Arc Force, Antistick?

Некоторые функции созданы, чтобы облегчить работу со сварочным аппаратом. Именно к ним и относятся перечисленные. Если вы новичок в сварочном деле, тогда обязательно обратите внимание на их наличие.

Hot Start («Горячий старт») – функция для быстрого и легкого розжига дуги. Работает она довольно просто – в момент поджига сварочный аппарат автоматически увеличивает силу тока на доли секунды, а затем снова возвращает параметры заданные сварщиком.
Arc Force («Форсаж дуги») – функция для стабилизации дуги. В процессе сварки может произойти всякое, особенно у новичков. Если сварочная дуга начинает «рваться» и гаснуть, то с включенным режимом Arc Force аппарат автоматически даст дополнительные импульсы тока.
Anti Stick («Антизалипание») – функция для легкого отделения залипшего электрода. Во время сварки электрод может прилипнуть к металлу, что приводит к короткому замыканию. При этом просто так отделить его от заготовки никак не получится. Anti Stick срабатывает при коротком замыкании и сбрасывает значение тока до минимума, что позволяет легко отделить электрод и продолжить работу.

Специальные возможности сварочных инверторов – функции VRD и TIG-lift

От функций облегчающих работу перейдем к тем, которые позволяют выйти на уровень близкий к профессиональному. И начнем мы с Voltage Reduction Device или VRD. Включение данного режима позволит автоматически снижать напряжение холостого хода до безопасного уровня, что актуально во время сварки при высокой влажности или в стесненных условиях. Использование функции VRD в сварочном инверторе обезопасит процесс сварки, защищая сварщика от случайных касаний электрода.

Некоторые инверторы позволяют варить TIG-LIFT сваркой с использованием TIG-горелки. В линейке FUBAG эти модели легко опознать по маркировке в названии – IN. Комбинируя различные типы сварки, они становятся универсальными сварочными аппаратами, которые могут использоваться не только в быту, но и в профессиональной деятельности. Само собой для TIG-сварки понадобится не только баллон с аргоном, но и специальная горелка.

Компактность и эргономичность сварочного аппарата

С развитием технологий производителям удалось существенно уменьшить вес и габариты аппаратов для сварки. Если требуется бытовой сварочный инвертор, то лучше всего брать что-то небольшое и в то же время функциональное. Некоторые модели FUBAG пользуются спросом за счет своей компактности и возможности использовать их на высоте или в чрезмерно ограниченных пространствах. Но здесь стоит ориентироваться на те задачи, которые вы ставите перед собой в ближайшее время. А когда вы почувствуете себя увереннее, вы наверняка захотите выбрать аргонодуговой аппарат или полуавтомат.

Узнайте больше нюансов выбора сварочного инвертора в нашем видео:

Уроки сварки: Сварка инвертором для начинающих

От умения и опыта сварщика напрямую зависит результат работы. А что если этого опыта попросту еще нет? Чтобы компенсировать нехватку стоит перенять знания от бывалых «товарищей по цеху».

В этой статье не будет истории появления сварки и других общих данных. Мы постарались сфокусироваться на том, что действительно важно знать начинающему сварщику, которого интересует электродуговая сварка (MMA).

О технике безопасности

Сварочная маска
Сварочные перчатки (краги)
Халат или костюм с огнестойким покрытием
Обувь из негорючих и неплавящихся материалов
Респиратор (в некоторых случаях)
Защитные очки для зачистки изделий

Как подобрать электрод для сварки инвертором

Чаще всего в учебных рекомендациях для новичков встречается зависимость толщины свариваемого металла и диаметра электрода. Обратите внимание на таблицу:

Кислые (А) – для сплавки низкоуглиродистой стали. Отличаются хорошим розжигом даже при низком напряжении и стабильностью дуги. Подходят для работы инвертором переменного и постоянного тока.
Основные (Б) – для сварки жестких металлоконструкций с несколькими слоями. Защищают швы от трещин и поддерживают равномерную дугу при сварке на постоянном токе и обратной полярности.
Рутиловые (Р) – для сварки в любых положениях. Идеальный вариант для новичка. Хорошее качество шва, минимальное количество брызгов, возможность спайки ржавых участков. Электроды невосприимчивы к влаге, что позволяет применять их для сварки трубопроводов. Перед использованием требуют просушку и прокалку.
Целлюлозные (Ц) – для сварки в труднодоступных местах. Особенности электродов с этой обмазкой делают их отличным выбором для работы в любых положениях. Они обеспечивают стабильную дугу и оставляют минимум шлака. Единственный минус – необходимость в дополнительной шлифовке поверхности шва.
Смешанные или комбинированные – здесь могут встречаться разные варианты, но приведем в пример лишь самый популярный – рутилово-целлюлозный. Такой расходник объединяет в себе лучшее из двух видов, из-за чего также рекомендуется новичкам.

Как настроить силу тока электродугового аппарата

Сварка инвертором для начинающих дается нелегко. В будущем новичок сможет основываться на опыте, чтобы подобрать идеальную силу тока под конкретную ситуацию. На начальных этапах придется ориентироваться на усредненные значения и экспериментировать.

Каждый диаметр электрода требует определенного значения тока, а точнее диапазона значений. Грубой пропорцией можно назвать 1 мм диаметра на 30 А силы тока. Для двойки понадобится 60 А, для тройки 90 А, а четверка будет уместна при 120 А. Более точные диапазоны приведены в таблице:

Не рекомендуем долго оставаться на усредненных значениях. Только опытным путем можно найти лучший вариант для сварки металла.

Как разжечь электрод

С первым все ясно. Розжиг происходит при касании электрода металлической поверхности. Второй также не должен вызывать затруднений. Представьте себе, что электрод – спичка, а деталь спичечный коробок. Чирканье обеспечит легкий розжиг, но только не в труднодоступных местах.

Обратите внимание на кончик электрода перед соприкосновением. Если вы видите выступ металла, то с розжигом не должно быть проблем. Иногда мешать розжигу может обмазка, которая не проводит ток и появляется после работы. Что делать в этом случае? Просто постучите по свариваемой детали, чтобы освободить нужную часть от лишнего слоя.

Как правильно вести электрод во время сварки

С розжигом справились. В дальнейшем этот процесс дойдет до автоматизма, и будет занимать минимум времени. Далее рассмотрим ведение электрода. Как это делать правильно, чтобы добиться шва хорошего качества без трещин и чрезмерного шлака? Рассмотрим далее.

Надеемся, вы уже сталкивались с теорией и знаете, что такое сварочная ванна. Нет? Тогда запомните простой ориентир – белое пятно из раскаленного металла. Во время работы нужно всегда следить за ней и отделять от шлака.

Прямой угол – для работы в труднодоступных местах
Углом вперед – для горизонтальных и вертикальных швов
Углом назад – для угловых и стыковых соединений

Обратите внимание на скорость ведения электрода. Слишком маленькая приведет к недостаточной величине провара. Если движение будет слишком медленным, то высока вероятность того, что заготовка будет прожжена насквозь и испорчена.

Не забывайте и про траекторию движения. Да, она также важна. Несколько из приведенных ниже примеров стоит отработать до автоматизма.

Как минимизировать ошибки в работе. Никакая теория вам не поможет. Только практика станет лучшим учителем. При рассмотрении сварки инвертором для начинающих рекомендуют тренироваться на толстых листах металла. Сначала нужно научиться свободно разжигать электрод и вести его в горизонтальной плоскости.

Как понять, что вы готовы к более серьезным задачам? В этом поможет качество шва. Вы сами сможете определить его, и решить стоит ли останавливаться на достигнутом результате.

Как работать с тонким металлом

Выставить верное значение тока и подобрать электрод (обычно это «двоечка» и 60 А).
Проваривать заготовку с короткими по времени отрывами (с получением опыта можно будет проводить сварку сплошным швом)

Самая распространенная ошибка начинающих сварщиков при сварке тонких металлов проявляется, когда их сваривают с заготовками большими по толщине. Запомните! Всегда ориентируйтесь на меньшую толщину. Только так вы исключите вероятность провара.

Если вы еще не успели купить инвертор, обратите внимание на функцию автоматического понижения величины сварочного тока во время короткого замыкания. Она также убережет от провара и порчи сплавляемых заготовок.

Прямая или обратная полярность

Прямая полярность – для тонких металлов (1,5-2 мм)
Обратная полярность – для толстых материалов (более 2 мм)

Причина этого проста – при обратной полярности выделяется больше тепла, что усиливает провар. Убедиться в этом можно, попробовав резать металл при помощи сварочного аппарата. При одних и тех же настройках и расходниках, металл будет легче резаться при обратной полярности (попробуйте проверить).

Не знаете, как переключить на прямую полярность или обратную? Для первого варианта держак подключается к «минусу», а «прищепка» к плюсу, для второго – наоборот.

*Важно! Для сварки некоторых металлов используется только обратная полярность. Пример, алюминий, физико-химические свойства которого существенно усложняют процесс.

Сварка алюминия электродуговым инвертором

В информационных материал часто встречаются высказывания о том, что инвертор-MMA не совсем то, что нужно для работы с алюминием. Действительно аргонодуговые аппараты лучше справляются с данной задачей, но они дороги и имеются не у каждого. На бытовом уровне покупать такой агрегат нет смысла, поэтому прибегают к помощи MMA-инвертора.

1. Для сварки алюминия потребуются специальные электроды. При этом существуют как универсальные варианты, так и виды, предназначенные исключительно для чистого металла. Внимательно подбирайте расходник, чтобы потом не было «мучительно больно» за бессмысленно потраченное время.

*Требуется улучшить качество сварного шва? Тогда стоит обратить внимание на легирующие добавки в составе обмазки электрода. Для повышения коррозийной стойкости используется добавка из Марганца, для защиты от провара – Кремний (уменьшает плавление, но способствует свариваемости), а для прочности – Магний. Если смешать добавки получится дополнительный эффект. Так Магний и Кремний формируют термостойкий сплав.

2. Обязательная тщательная очистка поверхности перед свариванием. Чаще всего на поверхности алюминия встречается оксидная пленка, она усложняет процесс из-за чрезмерной температуры плавления (2037 °С). Поэтому обязательным этапом работы с алюминиевыми деталями является их подготовка (зачистка).

3. Процесс проходит с использованием постоянного тока и обратной полярности. Только в таких условиях удается разрушить оксидную пленку с помощью катодного распыления.

И давайте немного поговорим про основные трудности в работе электродуговым инвертором с алюминиевыми деталями. Основных проблем четыре:

Текучесть металла. Данное свойство станет настоящим кошмаром для начинающего сварщика. Во время работы перегретый металл может протечь. Чтобы расплавленный алюминий не «убежал» рекомендуются прокладки из керамики или стали.
Окисление алюминия. Мы уже говорили об оксидной пленке, которая существенно усложняет процесс из-за высокой температуры плавления и других свойств (затрудняет розжиг дуги). К счастью «лечится» это просто – нужно тщательно зачистить деталь перед сваркой.
Коэффициент линейного расширения. Об этом показателе многие не говорят, но именно он становится частой причиной появления трещин и других дефектов. При сильном нагреве расширяющийся металл давит на остальную часть конструкции, что и приводит к появлению проблем. Решение здесь довольно просто – предварительный нагрев заготовки до 200 °С и контроль температуры.
Горячие трещины после застывания шва. Если такой дефект наблюдается, то нужно воспользоваться специальным присадочным материалом.

Сварочный инвертор и резка металла

Любой современный инвертор может использоваться для резки металла при условии достаточной силы тока. Планируете использовать аппарат для резки? Позаботьтесь о запасе сварочного тока в 20-50%.

Для резки металлических заготовок пользуются специальными электродами или привычными расходниками других типов. Чтобы проварить металл понадобится выставить силу тока большую, чем при сварке.

Обязательным условием также является работа на обратной полярности, о которой мы говорили ранее. Именно при таком подключении достигается максимальный прогрев. Также важным моментом будет способ ведения – двигать электрод нужно «углом вперед».

Чтобы все было ясно приведем пример. Допустим у нас заготовка из стали толщиной 20 мм. Для резки сварочным инвертором понадобится электрод «тройка» и сила тока в пределах от 150 до 200 А. Выставлять последнюю можно во время работы, подбирая лучшее значение.

Что влияет на выбор сварочного тока

При выполнении сварочных работ, качество получаемого соединения зависит в первую очередь от того, насколько правильно выбран режим сварки. Основным регулируемым параметром процесса или главной режимной характеристикой является электрический ток, который называют сварочным током.

Сила тока при сварке зависит главным образом от параметров заготовки, которую предстоит варить и от некоторых других факторов.

Основные понятия

Сварочный ток, кроме своего абсолютного значения, выражаемого в амперах, характеризуется постоянством или периодическим изменением во времени величины и направления.

В первом случае ток называется постоянным. Его источниками являются сварочные выпрямители, автономные сварочные генераторы, а также современные аппараты для сварки, использующие инверторные технологии.

Если направление и (или) величина тока меняются во времени, то его называют переменным. Источниками переменного сварочного тока служат понижающие трансформаторы, первичная обмотка которых включается в сеть переменного тока 220 или 380 вольт.

На выбор параметров сварки, то есть ее режима, влияют следующие факторы, тесно между собой связанные:

толщина свариваемой заготовки;
вид металла или сплава, который предстоит варить;
диаметр применяемого электрода;
расположение и характер шва.

Выбираемый токовый режим работы сварочного аппарата определяет величину энергии электрической дуги. Чем больше значение этого параметра, тем больше тепла выделяется при горении дуги, а значит, более интенсивно и глубоко плавится заготовка и применяемый электрод.

Отсюда становится понятным, что чем толще и массивней свариваемый металл, тем большее значение тока должно быть установлено при его сварке. Кроме этого, существует прямая зависимость между толщиной заготовки, токовым режимом и диаметром электрода при ручной дуговой сварке.

Зависимость от толщины электрода

Нормативная литература по сварочному делу содержит много таблиц, позволяющих выбрать требуемый диаметр электрода и значение сварочного тока для сваривания заготовок определённой толщины.

При увеличении тока сварки, увеличивается скорость плавления, как заготовки, так и материала электрода, это определяет прямую зависимость между сварочным током и диаметром электрода.

Например, если электродом, имеющим диаметр 2мм, рекомендуется сваривать металл толщиной 2 – 3 мм, выбирая при этом сварочный ток в диапазоне 40 – 80 ампер, то для электродов диаметром 5 – 6 мм указывается токовая величина 220 – 320 ампер при сварке металла 10 – 24 мм.

Стоит упомянуть ещё об одной характеристике сварочного процесса, связанной с диаметром используемого электрода. Речь идет о плотности тока сварки, определяемой отношением сварочного тока к площади поперечного сечения электрической дуги и измеряемой в амперах на миллиметр квадратный (А/мм2).

Этот параметр играет важную роль в формировании сварного шва. С увеличением диаметра электрода, плотность падает при неизменных токовых настройках аппарата.

Это обусловлено тем, что электрод с диаметром большего размера создает более толстую дугу, имеющую большее значение площади. Показатель плотности зависит также от длины электрической дуги.

При увеличении разрядного промежутка между электродом и заготовкой, дуга вытягивается, становясь тоньше, уменьшая площадь поперечного сечения разряда. При этом уменьшается температура, создаваемая дугой, замедляется процесс переноса вещества электрическим разрядом.

При дальнейшем увеличении зазора, процесс начинает терять стабильность, поверхность сварочной ванны становится неровной, и в итоге дуговой разряд гаснет. Таким образом, в относительно небольших пределах, энергию сварочного процесса можно регулировать путем изменения длины дуги.

Что касается сварки полуавтоматом, роль электрода здесь играет специальная проволока для сварки, диаметр которой также выбирается по таблицам, в зависимости от характеристик свариваемого металла и его толщины.

Практическое определение

Опытному сварщику не составит труда правильно выбрать режим сварки, если известны размеры заготовок и характеристики металла, из которого они изготовлены. При необходимости можно обратиться к одной из технологических таблиц.

Необходимо обращать внимание на рекомендации, прилагаемые к самим электродам и сварочному аппарату в инструкции. Существуют также эмпирические формулы, по которым можно произвести расчёт сварочного тока.

Для электродов, имеющих диаметр менее 4 мм или более 6 мм, иногда применяют следующую формулу:

В этой формуле I – сварочный ток, выраженный в Амперах, d – диаметр электрода в миллиметрах.

Для выбора сварочного тока при использовании электродов, имеющих диаметр менее 3 мм, и работе в самом простом нижнем положении, можно применить соотношение:

при диаметре 3-4 мм формула меняется на:

Расчетное значение на практике корректируют. Обычно происходит изменение в меньшую сторону на 10-15%.

Расположение и характер шва

Оптимальная величина тока сварки зависит от пространственной ориентации свариваемого соединения и положения, из которого производится сварка, а также от того, скошены ли кромки свариваемых деталей и под каким углом. Понятнее станет, если рассмотреть примеры.

При сваривании горизонтального шва в положении сверху, значение тока можно установить более высокое, чем при сварке вертикальных или горизонтальных потолочных швов в положении снизу.

Это объясняется тем, что сварочная ванна горизонтального, свариваемого сверху шва более устойчива и не склонна к растеканию. Повышенное значение тока в этом случае обеспечивает более глубокий провар заготовок, следовательно, более прочное сплавление по всей толщине детали.

Наименьший ток должен быть выбран при сварке потолочных швов снизу. В этом случае жидкий металл под воздействием силы тяжести стремится оторваться от шва и упасть, чему до определённого момента препятствуют лишь силы поверхностного натяжения расплавленного металла.

Это обстоятельство предъявляет более высокие требования к квалификации сварщика, которому в процессе выполнения работы необходимо тщательно следить за жидкой массой сварочной ванны, предотвращая вытекание из неё металла.

Следует заметить, что опытный сварщик может регулировать этот процесс, не уменьшая значение тока, а увеличивая скорость перемещения электрода вдоль шва, что кстати, уменьшает затраты времени на выполнение работы.

Подготовленные к сварке торцевые поверхности деталей путём их скашивания, требуют несколько уменьшить величину тока сварки, так как неподготовленные кромки необходимо проваривать гораздо глубже, чем предварительно снятые. Однако и в этом случае, при наличии опыта, выбор требуемого режима может быть осуществлен изменением скорости сварочного процесса.

Некоторые нюансы при выборе сварочного тока вносит тип покрытия применяемых электродов, но влияние этого фактора существенно ниже перечисленных ранее.

Какое влияние имеет полярность

При сварке инвертором, или классическим аппаратом постоянного тока, выбор режима сварки связан с полярностью. Прямой полярностью принято называть схему, при которой сварочный электрод подключен к минусовой клемме аппарата, свариваемая деталь соединяется при этом с плюсом.

Особенностью сварочного процесса при прямой полярности является то, что плавление материала электрода происходит более интенсивно, чем плавление заготовки. Объясняется это следующим образом.

Несмотря на то, что условное направление протекания электрического тока принято от плюса к минусу, реальный физический процесс представляет собой движение отрицательно заряженных частиц – электронов, от минуса к плюсу.

Благодаря этому, при такой полярности происходит быстрый расход материала электрода. Использование прямой полярности целесообразно в случае относительно тонких заготовок, либо если к массивному элементу приваривается тонкая деталь.

При подключении электрода к плюсу, а заготовки соответственно, к минусу, получаем полярность, которую называют обратной. При таком включении интенсивней плавится заготовка, что определяет преимущество его применения при сваривании более толстых деталей.

Поскольку каждая металлическая заготовка и сварочный аппарат имеет свои особенности, выбор оптимального значение тока зависит от опытности сварщика. Тем же, кто только учится варить, необходимо ориентироваться на расчетные и табличные значения.

Читайте также: