Классификация сварочных аппаратов — виды и типы аппаратов для сварки

Сварка как способ неразъемного соединения металлов вошла в нашу жизнь немногим более ста лет назад, однако переоценить ее значение сегодня невозможно. С помощью сварки выполняется значительное количество разнообразных работ в различных областях, от микроэлектроники до изготовления многотонных конструкций.

Поскольку металлы и сплавы могут иметь различную форму, размер и химический состав, разработано множество соответствующих технологий, инструментов и приспособлений. Но основным методом давно и заслуженно считается электрическая сварка (а иногда и резка) металлов, в первую очередь низколегированных сталей.

Среди достоинств электросварки — быстрое и надежное соединение материалов с минимальными затратами. Однако при необходимости с помощью сварочного аппарата можно и разрезать металл, причем даже в труднодоступных местах, куда другой инструмент просто не подлезет. В последние десятилетия сварочное оборудование изготавливают с применением электронных компонентов, что значительно уменьшило их массу и габариты и позволило еще более расширить их применение в быту.

Сварочные агрегаты можно заказать на сайте http://gk-sk.ru/svarochnoe-oborudovanie/. Группа компаний “СК” выпускает высококачественное оборудование и комплектующие, необходимые для проведения сварочных работ, предлагая продукцию как российских, так и зарубежных производителей.

Является официальным дилером таких именитых зарубежных компаний, как Blueweld, Denyo, EWM, Kuhtreiber, Fubag. В то же время, поставщиками компаний “СК” являются самые известные Российские производители сварочного оборудования, и надо отметить, что отечественное сварочное оборудование пользуется заслуженным успехом из-за хорошего сочетания цены и качества.

Конструкция устройств сварки

Сварочные трансформаторы выполнены из листов стали и магнитопроводов с медными или алюминиевыми обмотками с термостойкой изоляцией. Эти устройства являются источниками питания переменного тока. При их работе применяются электроды из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Они простые в эксплуатации, недорогие, с высокой надежностью. Но для длительности работы их делают способными отводить выделяемое тепло через воздухообменник, поэтому они громоздкие и тяжелые, что является недостатком при перемещении.

Сварочные выпрямители, кроме трансформатора, имеют еще блок полупроводников, создающих одностороннее направление тока. С их помощью можно проводить соединение металлов высокого качества, но их мощность невелика. Присутствует и значительная чувствительность относительно перепадов напряжения в электросети.

У инверторов есть блок питания, который совмещен с генератором. Они работают с использованием тока высокой частоты, что дает возможность получать качественный шов. Эти устройства отличаются малым весом и компактностью. Источник питания – не единственный элемент конструкции сварочного аппарата. Они только обеспечивают питание дуги током и поддержание ее устойчивого разряда.

Операция сварки может быть автоматизированной или механической, поэтому в состав конструкции могут входить также:

  • Механизмы перемещения и подачи электрода.
  • Токоподводящие устройства.
  • Кассеты.
  • Флюсоаппараты.
  • Шланги, пульты.
  • Блоки управления.

Для плазменной сварки дополнительно необходимо иметь: диффузоры, сопла, направляющие и защитные колпаки.

Выпрямители

Сварочные выпрямители можно считать усовершенствованием аппаратов-трансформаторов. В сварочных швах, полученных при помощи выпрямителей, практически исключены те изъяны, что обусловлены применением переменного тока. Устройства, кроме понижающего трансформатора, имеют в конструкции диодный блок (выпрямитель), элементы регулирования, запуска и защиты. Переменный ток не только меняет напряжение, но и преобразуется в постоянный. Это даёт возможность получить ровную, устойчивую дугу. Соответственно, снижается разбрызгивание металла, шов получается более качественным. Работать можно любыми электродами.

Расширяется также сфера использования сварочника — можно соединять не только низколегированные «чёрные» стали, но и цветные металлы, нержавейку, чугун (применяя соответствующие электроды). Поскольку постоянный ток обладает полярностью, не следует об этом забывать — при подключении электродов этом параметр следует учесть. Некоторые сварочные работы целенаправленно выполняются на обратной полярности (сварка алюминия).

Многие производители сегодня снижают изготовление этого вида бытовых аппаратов. Если же говорить о профессиональном использовании, они до сих пор используются довольно широко. Недостатками можно считать большой вес, необходимость работы квалифицированного сварщика, серьёзную «просадку» напряжения в электросети в процессе сварки. Достоинства — невысокая цена, надёжность и неплохое качество шва.

Трансформаторы

Сварочный трансформатор — это один из старейших типов сварочного оборудования. Данный аппарат способен преобразовывать напряжение, поступающее от внешнего источника тока, в напряжение для выполнения сварочных работ. Проще говоря, он понижает входящее напряжение 220В таким образом, чтобы его можно было использовать для сварки.

Устройство сварочного аппарата трансформаторного типа включает в себя несколько компонентов. Вам важно знать о двух из них — о первичной и вторичной обмотке, которые в совокупности называют силовым трансформатором. Отсюда и название данного типа сварочников. Именно благодаря встроенному силовому трансформатору удается преобразовывать входное напряжение.

Классический трансформатор состоит из:

    1. Первичной обмотки из изолированных проводов, на которые поступает электричество из сети.
    2. Вторичной неизолированной обмотки.
    3. Сердечника (замкнутого магнитопровода).
    4. Система подвеса элементов трансформатора.
    5. Система управления, контролирующая расположение обмоток и величину воздушного зазора между ними.
    6. Винт управления воздушным зазором.
    7. Рукоять управления винтом.

Сердечник трансформатора обеспечивает непосредственно трансформацию напряжения из сети до нужного уровня. Когда устройство подключается к сети, электричество сначала попадает на первичную обмотку, где создается магнитное поле за счет определенно размещенных витков. Далее, с учетом рассеивания, поле передается на вторичную обмотку, с витками, количество которых отличается. Расстояние между намотками определяет уровень напряжения: чем дальше они расположены, тем оно ниже. Так как вторичная обмотка одним концом выходит на электродержатель, туда подается уже необходимое напряжение.

Принцип работы основан на понижении входящего напряжения до уровня, необходимого для создания устойчивой дуги. Трансформатор, основная деталь оборудования, имеет две обмотки: первичную и вторичную.

Напряжение регулируется двумя способами. Первый — это амплитудный метод, когда обмотки смещаются относительно друг друга физически. Делается это с помощью специального механизма.

Самое простое решение заключается в разделении обмотки на несколько частей, подключая/отключая которые добиваются нужного напряжения. Второй — фазное регулирование, которое обеспечивают тиристоры. Более производительный способ, дающий возможность регулировать ток по многим характеристикам.


Наблюдается заметное снижение разбрызгивания металла. В работе можно использовать любые типы электродов. Выпрямитель более универсален по сравнению с трансформаторным аналогом. Возможна работа не только с черными, но и с цветными металлами. Меняя полярность получают иные характеристики аппарата, например, для сварки алюминия.

Чтобы отрегулировать силу тока у трансформаторного сварочного оборудования нужно как минимум разбираться в основах электротехники. Ведь для банального уменьшения или увеличения сварочного тока вам необходимо либо изменить индуктивное сопротивление всей цепи, либо использовать тиристоры. Здесь не получится просто повернуть регулятор на нужное значение тока.

Это не единственная сложность, с которой вам придется столкнуться при работе с трансформатором. Во-первых, такое оборудование работает только на переменном токе. А это значит, что дуга будет гореть нестабильно и без должной практики у вас просто не получится сформировать шов. Эта проблема частично решается, если использовать электроды для переменного тока.

Также трансформатором не получится сварить нержавеющую сталь и вообще любые цветные металлы. Поскольку такая работа требует применения постоянного тока. Не забываем и о габаритах трансформатора. Зачастую это очень громоздкие и неподъемные аппараты, которые трудно перемещать с места на место. Нужно использовать специальную тележку.

Но не все так плохо, как может показаться на первый взгляд. У трансформатора есть и свои плюсы. Во-первых, такое оборудование стоит недорого, при этом способно выдавать большое значение тока. А это значит, что имея всего один дешевый трансформатор вы сможете варить даже самые толстые металлы. К тому же, такое оборудование технологически несложное и его можно дешево ремонтировать. А если вы варите в гараже и не перемещаетесь во время работ, то вес и размеры трансформатора не важны.

Сварочные трансформаторы переменного тока

Это самые простые сварочные аппараты. Основным элементом их конструкции является понижающий трансформатор, который доводит напряжение в сети до значения, необходимого для производства сварочных работ. Общей характеристикой любого сварочного трансформаторного аппарата этого типа является наличие на выходе переменного тока.

При работе с такими трансформаторами используются плавящиеся электроды диаметром от 1,5 до 2,5 мм с фтористо-кальциевым или рутиловым покрытием. Выбор точного диаметра электродов зависит от характеристик самого аппарата – его максимального тока и напряжения.

Чаще всего такие аппараты применяются для сварки черных металлов с соединением отдельных деталей внахлест или встык. Для того чтобы произвести сварку изделий из цветных металлов, необходимо использовать дополнительное оборудование.

Большое распространение сварочные трансформаторы переменного тока получили не только из-за простоты их конструкции и эксплуатации, но и благодаря высокому КПД, доходящему до 90%. Но здесь необходимо учесть и тот факт, что некоторое количество энергии, потребляемой аппаратом, уходит не на сам процесс сварки, а на нагрев. Избежать перегрева аппарата помогает включение в конструкцию вентилятора, который увеличивает вес и без того довольно тяжелого аппарата. А кроме большого веса, к отрицательным характеристикам такого оборудования относят его «чуткость» к напряжению в сети – если напряжение во время работы понижается, то и выходные значения тока могут существенно отличаться от заданных.

Но несмотря на все эти «недочеты» сварочные трансформаторы переменного тока все же пользуются сегодня большим спросом, особенно у домашних мастеров, для большинства из которых определяющими факторами при выборе аппарата становятся его доступная цена и долгий срок службы.

Инверторы Mosfet

Сварочные аппараты этого типа обычно стоят дешевле за счет использования более простых по устройству инверторов Mosfet. Транзисторы были разработаны около 50 лет назад. Они надежны и хорошо преобразовывают ток для сварки черных металлов. Но весят они больше, чем аналоги. Еще для нормальной работы инвертора, таких транзисторов должно быть около 20 в электронной схеме (у моделей на 180 А). Такие виды сварочных аппаратов имеют защиту от перегрева, срабатывающую уже после достижения 60 градусов, поэтому модели отличаются низким ПВ в 30-40%. Свободная компоновка и крупные детали упрощают доступ мастера во время ремонта.

Сварочный инвертор с транзисторами Mosfet

Это более современное поколение транзисторов, которое устанавливается в дорогие сварочные аппараты. Вес IGBT меньше аналогов и требуется их до 10 единиц в инверторах с мощностью 180 А. Все это содействует еще меньшим габаритам сварочного оборудования и снижению веса. Перегрев транзисторов IGBT срабатывает после 90 градусов, продлевая общее время использования аппарата. С одной стороны в такой схеме сварочного аппарата меньше деталей, но с другой стороны они очень мелкие и что-то заменить сложнее.

Основные параметры

Основные технические характеристики полуавтомата ПАТОН ПСИ 160.

В качестве примера рассмотрим основные характеристики оборудования сварщиков, работающих ручном режиме. Речь идет о трансформаторах, выпрямителях и продукте полупроводниковых технологий – инверторе. С их помощью можно соединять большинство металлов и сплавов: начиная с алюминия и заканчивая нержавейкой.

Наиболее важными параметрами являются:

  1. Напряжение. Для бытовых аппаратов этот показатель составляет 220 В. Приборы промышленного назначения работают от 380 В.
  2. Потребляемая мощность. Важный параметр, который определяет возможности агрегата. Единицей измерения является киловатт. От мощности зависит максимальная величина сварочного тока.
  3. Продолжительность включения. Показывает процентное соотношение режима работы к режиму отдыха на максимальных показателях силы тока за десятиминутный интервал. Например, ПВ 60 % указывает на то, что за 10 минут аппарат будет работать только 6 минут. У трансформаторов этот показатель, как правило, не превышает 50-60 %. Инверторы демонстрируют большую выносливость – их ПВ варьируется в диапазоне 70-80%.
  4. Напряжение холостого хода. Чем выше этот параметр, тем проще протекает процесс образования дуги.
  5. Габаритные размеры и масса. От этих показателей зависит удобство размещения и транспортировки аппарата. Современный инвертор можно спокойно перемещать по площадке усилиями одного человека.

Также следует обращать внимание на требования к эксплуатации. Опытный специалист обязан знать, проводом какого сечения должно производиться заземление сварочного трансформатора. Для большинства моделей достаточно использовать медный кабель, диаметром 6 мм. В качестве альтернативного материала подойдет стальной прут, сечением не менее 12 мм.

Для промышленных предприятий выпускают аппараты с несколькими постами сварки. В этом случае к каждому посту необходимо подключать балластный реостат, для регулировки параметров тока.

Помимо оборудования для выполнения работ существуют и аксессуары, играющие вспомогательную роль. Их делят на две группы:


Основные недостатки такие же, как у трансформатора — высокий вес, сложность работы, сильная «просадка» напряжения в сети в процессе сварки.

Способ преобразования электроэнергии

Сварочный трансформатор представляет собой простой силовой трансформатор, понижающий напряжение питающей сети с 220 (или с 380 – для трехфазного тока) до пригодных для сварки 50-90 вольт. Простота конструкции является залогом невысокой цены и надежности этого инструмента: он крайне неприхотлив, долговечен и надежен. Только сильная перегрузка (работа в режиме короткого замыкания) может вывести инструмент из строя. Но даже в этом случае (если в нем есть хотя бы минимальная защита от перегрева) его можно будет быстро отремонтировать своими силами.

Минусов у сварочного трансформатора тоже хватает: низкочастотный силовой трансформатор должен обладать солидным сердечником и иметь внушительное сечение проводов вторичной обмотки. И чем на больший ток рассчитан такой трансформатор, тем больше будут упомянутые величины, и, соответственно, вес трансформатора. Самые легкие модели будут весить от 20кг, при этом выдаваемый ими ток не позволит использовать электроды толщиной больше 4мм и сваривать крупные детали.

Регулировка выходного тока производится механически, перемещением по сердечнику вторичной обмотки (чем ближе вторичная обмотка к первичной, тем выше ток). Точность такой регулировки невысока, но большей для этого вида сварочных аппаратов и не требуется, поскольку на качество шва здесь точность установки тока влияет слабо.

Главным минусом сварочных трансформаторов является переменный выходной ток: катод и анод меняются местами с частотой 50Гц, поэтому дуга «мерцает», скачет по свариваемому материалу и в целом нестабильна. Это сильно усложняет сварку, делает практически невозможным создание тонких аккуратных сварных швов и требует от сварщика большого опыта и хорошей реакции. Впрочем, в одном-единственном случае этот минус обращается в плюс: варить алюминиевые сплавы рекомендуется именно переменным током.

Кроме вышеперечисленного, трансформатор создает большую нагрузку на питающую сеть. Если вы подключаете трансформатор к промышленной трехфазной сети 380В, об этом можно не беспокоиться. А вот включить трансформатор в розетку в многоквартирном доме, возможно, просто не получится – выбьет вводной автомат, поскольку многие такие сети рассчитаны на единовременное подключение нагрузки не более 5кВА.

Даже сеть на такие нагрузки и рассчитана – соседи будут смотреть на вас косо, поскольку с началом сварки во всем доме начнет выключаться бытовая техника, и «заморгают» лампочки. Владельцы дачных участков и хозяева частных домов наверняка тоже знакомы с этим явлением: замерцали лампочки и защелкали реле стабилизаторов – значит, сосед занялся сваркой.

Еще один минус: выходной ток и напряжение сварочного трансформатора сильно зависят от характеристик входного напряжения. Если оно ниже стандарта, ток на выходе также будет ниже ожидаемого. А если входное напряжение «скачет» (например, сосед как раз в это время тоже решил что-то приварить) – варить не получится вообще.

Сварочные выпрямители, фактически, являются теми же трансформаторами, но с дополнительным выпрямителем на силовых полупроводниковых элементах. В результате на выходе выпрямителя получается постоянный ток, обеспечивающий высокое качество шва и удобство сварки. На случай если вдруг потребуется варить переменным током, выпрямитель обычно имеет и такой выход. Сохранив надежность и неприхотливость сварочных трансформаторов, выпрямители обладают все теми же минусами: большой вес, большая нагрузка на сеть, зависимость от входного напряжения. Кроме того, выпрямители заметно дороже трансформаторов.

Сварочные инверторы. В этих аппаратах сначала производится частотное преобразование: частота входного напряжения повышается до десятков килогерц, затем, компактным высокочастотным трансформатором, производится снижение напряжения до 50-90 Вольт. Далее напряжение стабилизируется и выпрямляется.

В результате на электроды поступает стабильный постоянный ток, напряжение и сила которого практически не зависят от характеристик входного напряжения (впрочем, до определенных пределов – при сильном падении входного напряжения электроника инвертора просто откажется работать). КПД инверторов очень высок и не зависит от используемой силы тока. Поэтому, если не применять толстые (5-6мм) электроды, можно спокойно, не опасаясь гнева соседей и выбивания автоматов, варить, запитав инвертор от любой розетки.

Инверторы компактны, вес их невелик и неудивительно, что в сравнении с ними выпрямители и, тем более, трансформаторы выглядят довольно непривлекательно.

Раньше основным недостатком инверторов была высокая цена, но большой спрос на этот вид сварочных аппаратов сделал свое дело и сегодня простой инвертор китайского производства стоит даже дешевле среднего трансформатора. Впрочем, в этом случае, гнаться за дешевизной не стоит: электронная начинка инверторов сложна, боится пыли и влаги, а при выходе из строя зачастую неремонтопригодна.

Сварочные выпрямители

Основным конструктивным узлом сварочного аппарата является источник питания. Характеристики этого элемента служат основой для классификации установок по производству сварочных работ. Различают следующие основные виды: трансформаторы; выпрямители; инверторы; генераторные установки на дизельном или бензиновом.

Основным конструктивным узлом сварочного аппарата является источник питания. Характеристики этого элемента служат основой для классификации установок по производству сварочных работ. Различают следующие основные виды: трансформаторы; выпрямители; инверторы; генераторные установки на дизельном или бензиновом.

Виды и характеристики сварочных инверторов

Сварка, как известно, является наиболее эффективным способом соединения деталей, изготовленных из металла. Применяя для этого сварочный инвертор, можно создавать надежные и долговечные металлические конструкции не только в производственных, но и в домашних условиях.

Сварочные инверторы различных модификаций

Использовать для работ в частной мастерской именно инверторные устройства целесообразнее не только из-за их компактных размеров и небольшой массы. Эти аппараты также отличаются широкими функциональными возможностями. Для того чтобы правильно подобрать инверторный сварочный аппарат для оснащения домашней мастерской или производственного цеха, необходимо разбираться в разновидностях и технических характеристиках этого оборудования.

  • сварочные аппараты трансформаторного типа;
  • сварочные выпрямители;
  • инверторные сварочные устройства.

Бесперебойность процесса и его механизацию обеспечивают технологические свойства. Металлический компонент в сварочном шве остается защищенным в случае соблюдения требований и технологий. Виды сварки подразделяются на:

  • вакуумные;
  • воздушные;
  • защитно — газовые;
  • по флюсные;
  • пенные;
  • под флюсные виды.

Степень расплавленной среды материала подразделяется на атмосферную и струйную разновидность. Расплавленное вещество на дужке сварного шва характеризует струйную технологию. Характер заменимости способствует возможной замене газа на более или менее активный. Существует совокупность активных или инертных соединений газов. Степень механизации подразделяется на ручную, механизированную и полностью автоматический процесс.

Ссылка на основную публикацию
×
×