Школа ремонта
Гвоздём.RU
Ремонт квартиры своими руками
Квартирный вопрос
Главная Сантехника Электрика Дизайн интерьера Умный дом
Ремонт потолков Ремонт полов Ремонт стен Установка дверей Установка окон

Сварочные аппараты, типы, описание 

Сварочные аппаратыАппарат для сварки среди всего разнообразия стройоборудования занимает особое место. Ведь без него не может обойтись ни одна стройка – другого такого надежного способа соединения металлических конструкций и труб просто не существует. Промышленностью выпускается несколько разных конструкций и типов сварочных аппаратов: трансформаторы, инверторы, выпрямители, генераторы, полуавтоматы. С помощью информации, изложенной в данной статье, вам станет проще разбираться во всем этом многообразии.

Сварочный трансформатор

Задача данного устройства заключается в снижении напряжения из электросети до необходимых показателей (менее 141V) и, кроме того, регулирование сварочного тока до требуемых значений. Конструкция какого-либо трансформатора включает в себя сердечник (стальной магнитопровод), а также две обмотки в изоляции (первичная обмотка подключается к сети, а вторичная – соединяется с держателем, объектом сваривания). Если говорить о наиболее популярной серии трансформаторов ТДМ, то здесь первичная обмотка жестко объединена с сердечником, катушки же первичной обмотки удалены от катушек вторичной на определенную дистанцию. Зажигание дуги нуждается в напряжении на вторичной обмотке в пределах 55V-60V, для большинства применяемых при ручной сварке электродов достаточно 50V.

Вращение винта выполняется при помощи ручки. При этом катушки вторичной обмотки, объединенные с сердечником, перемещаются по вертикали. Так производится настройка сварочного тока до требуемых параметров. При приближении обмоток (вращают рукоять по ходу часовой стрелки) индуктивное сопротивление уменьшается, магнитный поток рассеивается. При этом сварочный ток возрастает. Если будет выполняться обратное вращение, то сварочный ток будет уменьшаться. Диапазон регулирования тока:

  • при последовательном типе соединения катушек в двух обмотках – 40А-180А,

  • при параллельном типе соединения – 65А-460А.

Расположенная на крышке трансформатора рукоятка предназначается для переключения диапазона тока.

Когда данный трансформатор подключают к сети переменного тока, в нем происходит следующий процесс. Переменный ток поступает в первичную обмотку, что вызывает намагничивание сердечника. Магнитный поток сердечника при прохождении через вторичную обмотку синтезирует в ней переменный ток с более низким напряжением, нежели тот, что поступает на первичную обмотку. Если количество витков будет больше, то напряжение на вторичной обмотке будет более высоким, если меньше – то напряжении ниже.

Уровень величины сварочного тока регулируют при помощи управляемого индуктивного сопротивления, которое изменяет потоки магнитного рассеивания. Существует два способа его изменения:

  • с помощью перемещаемых катушек, магнитные шунты либо ступенчатое (витковое) регулирование,

  • с помощью дополнения конструкции трансформатора реактивной подушкой.

На выбор способа регулировки влияет магнитное рассеивание определенного трансформатора: в случае повышенного рассеивания применяют первый способ регулирования, в случае нормального рассеивания – второй. 

Вес трансформаторов для сварки довольно внушителен, а вот КПД при этом невысок (редко превышает 80%). При проведении работ данным оборудованием сложно выполнить шов высокого качества, разве что применять особые стабилизирующие электроды, которые способны улучшить сварной шов. Тем не менее, недостатки агрегатов компенсируются их неприхотливостью и невысокой ценой (от 6000руб.).

Сварочный выпрямитель

Данный агрегат нуждается в подключении к сети постоянного тока. В состав конструкции выпрямителя входит трансформатор, блок вентилей и дроссель (в определенных моделях). Самыми распространенными являются многофазовые выпрямители. В сравнении с трансформаторами, они более миниатюрные, поэтому их удобнее использовать для сварочных работ. Вентили выпрямителей могут быть селеновыми либо кремневыми. Второй тип вентилей обладает меньшими габаритами, однако нуждается в дополнительном охлаждении. КПД селеновых вентилей меньше, чем КПД кремниевых, однако они более устойчивы к перегрузкам. 

Ток сварки в выпрямителе можно регулировать тремя способами:

  • уменьшением/увеличением дистанции меж обмотками,

  • посредством дросселя насыщения,

  • посредством разделенных на секции обмоток трансформатора.

Выпрямители собирают по таким схемам: трехфазная мостовая; однофазная мостовая двухполупериодного выпрямления. Более распространенной является сборка по первой схеме. Объясняется это тем, что конструкция созданного по ней выпрямителя содержит меньшее количество вентилей. И при этом сварочная дуга горит гораздо устойчивее. 

Недостатком выпрямителя является его неустойчивость к перегреву. Чтоб аппарат не сгорел, приходится постоянно следить за исправной работой вентилятора обдува. Цена составляет от 12000руб.

Сварочный генератор

Сварочный генераторДанное устройство состоит из двух главных элементов, установленных в одном корпусе – асинхронного двигателя и генератора постоянного тока. Ротор двигателя и якорь генератора смонтированы на одном общем валу.

Генераторы выполняют по нескольким схемам. Из них наиболее распространенными являются две:

  • Обмотка возбуждения независимая и размагничивание осуществляется через последовательную обмотку. Такой генератор питается посредством выпрямителя с вентилями селеновыми от сети переменного тока. В результате создается магнитный поток, который на щетках генератора индуктирует напряжение, это вызывает возбуждение дуги. При изменении (переключении) на последовательной обмотке числа витков, оператор сварки осуществляет регулировку сварочного тока до требуемых характеристик. 

  • Обмотка возбуждения является параллельной, обмотка размагничивания – последовательной. Магнитные полюса данных генераторов требуют ферромагнитной стали, т.к. у них должен иметься остаточный магнетизм. Источником питания служит дизельный (бензиновый) двигатель.

Данные агрегаты по своим характеристикам далеко не идеальны, поскольку они довольно дорогие (в среднем дороже 50 000руб.), обладают сложной конструкцией, невысоким КПД (около 70%), нуждаются в высоком расходе электроэнергии (на 1кг расплавленного металла 5кВт/ч). Однако в полевых условиях невозможно без них обойтись. Ведь при отсутствии электросети только дизельные (бензиновые) генераторы способны обеспечить зажигание, а также устойчивость дуги.

Сварочный инвертор

Сварочный инверторДанный агрегат выполнен на транзисторных схемах. В отличие от иных типов сварочных устройств, в России ГОСТ на рабочие параметры и устройство сварочных инвертеров не разработан – каждым производителем разрабатываются собственные ТУ.

Принцип его работы следующий. Переменный ток поступает из электросети в выпрямитель. По пути он преобразуется в постоянный ток. Потом он поступает в силовой модуль, где опять становится переменным, однако уже более высокой частоты. Следующим этапом является высокочастотный трансформатор - от него выпрямленное напряжение поступает на сварочную дугу. 

Конструктивно инвертер отличается от устройства сварочных выпрямителей и трансформаторов – в нем отсутствует силовой трансформатор. Работа инвертера основывается на инверсии (т.е. фазовом сдвиге) напряжения. Увеличение силы тока осуществляется каскадом и управляется посредством микропроцессора. Полученный в результате ток обладает практически идеальным значением, что качественно воздействует на сварочные работы. Электроблоки силовых схем инвертеров выполнены на транзисторах IGBT (биполярный транзистор, изолирован затвор) либо MOSFET (МОП-металл/оксид/полупроводник). 

Преимущества инвертеров:

  • Небольшие габариты и вес (не превышает 10кг),

  • Высокий КПД (от 85% до 90%),

  • Благодаря микропроцессору отслеживаются малейшие изменения в напряжении и токе (в процессе сварки залипание электрода полностью исключается),

  • Возможность осуществления «тонкой» регулировки сварочного тока в довольно широком диапазоне.

Недостатки инвертеров:

  • Высокая чувствительность к частицам пыли,

  • Высокая чувствительность к сварочным перегрузкам (к примеру, если пытаться разрезать металл значительной толщины),

  • Высокая стоимость (более 9000руб.).

Сварочный полуавтомат

Сварочный полуавтоматКонструкция данного полуавтомата состоит из блока управления; источника питания (как правило, сварочный выпрямитель либо инвертор); механизма подачи; сварочной проволоки диаметром от 0,6мм до 2мм; баллона, содержащего активный газ (аргон при MIG-сварке либо углекислый газ при MAG-сварке). При работе на данном аппарате электроды и держатель электродов не используют. Здесь в качестве рабочего инструмента служит горелка, по которой подается проволока. 

Говоря о проволоке, применяемой для полуавтоматов, следует сказать, что здесь применяются стальные, нержавеющие, флюсовые и алюминиевые проволоки (отлично, если с обмеднением). Флюсовую проволоку также изготавливают из стали, но выполнять с ней сварку можно без создания атмосферы защитного газа.

Подача к объекту сваривания защитного газа позволяет вытеснить кислород. При этом шов не окисляется, что значительно улучшает характеристики сварки.

Плюсы полуавтоматов:

  • Достигается прочный шов длиной около нескольких метров,

  • Безопасность и простота сварки тонких металлов (любых сплавов алюминия и марок стали),

  • Благодаря наличию блока управления можно сохранять заданные режимы сварки и их последующей активацией.

Минусы полуавтоматов:

  • Необходимость использования громоздких баллонов с газом,

  • Высокий уровень расхода инертного газа (при MIG-сварке средний расход аргона составляет 9л/мин.).

Средняя их стоимость составляет 20 000руб. (380V) и 11 000руб. (220V).

Создание сварочного аппарата своими руками

Сварочный автомат своими рукамиЧтоб сделать такой агрегат самостоятельно, необходимо обладать определенными навыками и иметь специфические материалы. Тем не менее, самое простое устройство, предназначенное для сварки в быту, может быть устроено даже без знания электротехники – потребуются только обыкновенные автомобильные аккумуляторы (подойдут и бывшие в употреблении). 

Итак, два 24-вольтовых аккумулятора или четыре 12-вольтовых последовательно соединяют посредством электрических кабелей с зажимами-«крокодилами». При этом к минусу крайнего аккумулятора подсоединяют кабель с держателем электродов, а плюс другого крайнего аккумулятора подсоединяют через зажим и кабель со свариваемой деталью. И все – довольно эффективно и просто!

Такое самодельное устройство обладает несколькими преимуществами:

  • Ровный  шов (поскольку отсутствуют скачки напряжения),

  • Процесс сварки не зависит от электросети.

Аккумуляторы по завершении работ можно применять по прямому назначению. Объясняется это тем, что 3-х миллиметровый электрод нуждается в токе силой 90А-120А, т.е. будет использовано лишь 60% штатной нагрузки аккумулятора.  

Чтоб постоянно использовать сварочный аппарат из аккумуляторов, потребуется 54-вольтовое зарядное устройство (когда аккумуляторов четыре штуки) и зарядный ток силой 5А (если емкость аккумуляторов составляет 55Ah). При использовании самодельного устройства из аккумуляторов в летний период, требуется периодически добавлять в аккумуляторные банки дистиллированной воды (ни в коем случае не водопроводную!), т.к. ее уровень из-за испарения будет понижаться.

Как правильно подобрать сварочный аппарат

Перво-наперво не надо полагаться на внушительную массу предлагаемого устройства. Современные модели аппаратов в сравнении с «тяжеловесными» трансформаторами обладают в три раза меньшим весом. Килограммы, которые составляют вес устройства, будут особенно ощутимы при частых перемещениях от объекта к объекту. Если такое перемещение планируется, то лучше подобрать легкий сварочный прибор.

Какая сеть будет питать аппарат? В условиях производства это чаще всего 380V, а в быту - 220V. Сразу же стоит отметить, что если напряжение в сети скачет, лучше отдать предпочтение инвертору, поскольку любое иное сварочное устройство просто сгорит.

Какие металлы будут свариваться? Для чугуна либо цветных металлов нужен генератор либо выпрямитель, поскольку тут требуется постоянный ток. Если же предполагается сваривать тонкий металл кузова автомобиля лучше подходит полуавтомат. Для сваривания черного металла можно использовать трансформатор.

При подборе конкретной модели необходимо обратить внимание, сколько данный агрега способен работать без угрозы перегрева. Эти данные указывают в паспорте устройства под аббревиатурой «ПВР» (продолжительность времени работы) либо «ПВ» (продолжительность включения). В СНГ и России эталоном является пять минут, в странах Европы – десять минут. Таким образом, значение «ПВ» в 20% для отечественных сварочных устройств означает, что с ним можно работать 5х20%, т.е. 1 минуту. Затем аппарату понадобится перерыв в четыре минуты. Если же речь идет об импортном приборе, то те же 20% означают следующее: 10х20%=2 мин. работы, после чего нужны 8 мин. «отдыха». Чем сила сварочного тока меньше, тем значение «ПВ» выше, т.к. прибор перегревается в меньшей степени. И наоборот. Оптимальными значениями «ПВ» будут: 15%-20% в быту и 60% на производстве.

Чем выше будут показатели выходного тока и напряжения, тем с более толстыми металлами аппарат может работать. Но с другой стороны высокие параметры вызывают быстрое нагревание его обмотки, т.е. встроенный термостат его быстрее отключит. В связи с этим будет меньше фактических рабочих циклов и больше простоев. Лучше всего здесь остановиться на сварочном устройстве, обладающем выходными параметрами, которые превышают необходимые на 30%.

Оборудование



Ремонт квартиры своими руками