Сварка является популярным видом соединения компонентов из металла. Данный метод стал массово распространенным чуть больше ста лет назад. Но в наши дни применяется во многих отраслях народного хозяйства, от производства современной электроники до возведения крупногабаритных конструкций. Так как состав металлов может быть разным, для получения качественных сварочных швов придумали и реализовали разные типы сварочных агрегатов. Давайте ознакомимся с тем, какие бывают сварочные аппараты, проанализируем достоинства и минусы каждого из них.

Несомненный плюс электросварки - возможность быстрого и надежного соединения компонентов с незначительными затратами. Некоторые виды сварочных аппаратов дают возможность разрезать металл, даже в труднодоступных местах, к которым невозможно подобраться, используя обычные инструменты. В последние десятилетия в производстве все чаще используется электроника, что позволило существенно уменьшить массу и размеры , способствуя расширению их применения в быту.

Трансформаторы

Устройства, принадлежащие к трансформаторным, считаются наиболее традиционными. Кроме того, их отличает простота конструкции. Главный конструктивный элемент таких сварочников - понижающий трансформатор для преобразования напряжения электросети до значений, необходимых для работы. Сила тока может меняться различными способами, но самый известный - смещение одного уровня обмотки относительно второго. По мере изменений промежутков между обмотками и будет меняться ток.

Особенность аппаратов этого типа - переменный ток около выхода, что приводит к разбрызгиванию металлов и снижению качества швов. Для проведения сваривания цветных металлов, повышения качества горения дуги, к структуре необходимо будет добавить ряд массивных и громоздких компонентов. Сам трансформатор занимает много места, имеет значительный вес. Для проведения работ понадобятся специальные электроды, а сам сварщик должен обладать немалым опытом.

Коэффициент полезного действия около 90%, но значительная часть энергии уходит на нагрев. Охлаждается агрегат посредством нескольких вентиляторов с неодинаковой мощностью, так как необходимо уменьшить температуру аппарата весом в несколько десятков либо сотен килограмм.

Устройства такого типа в наше время используются не настолько часто, как раньше, но определенный спрос имеется, чему способствуют низкая стоимость, надежность и долговечность. Трансформаторы идеально подходят для работы с низколегированными типами стали.

Выпрямители

Переменный ток не только меняет уровень напряжения, но и будет преобразован в постоянный. Дуга получится ровной и устойчивой, что приведет к снижению разбрызгивания металла и улучшению качества швов. Работать можно, используя электроды любого типа.

Сфера их применения значительно шире: посредством выпрямителей соединяются не только низколегированные стали, но и цветные металлы, чугун, нержавейка (с применением соответствующих электродов). При подключении электродов не стоит забывать о параметре полярности постоянного тока. Некоторые работы следует выполнять на обратной полярности (к примеру, соединение алюминия).

Большинство производителей сократили изготовление агрегатов подобного вида. Но среди профессионалов сварочного дела они пользуются достаточно активно. К недостаткам можно отнести значительный вес, необходимость опыта работы, заметная «просадка» напряжения при проведении работ. Плюсы - небольшая цена, долговечность, хорошее качество швов.

Полуавтоматы

Сварочные аппараты полуавтоматического типа работают в среде инертных либо активных газов. Устроены более сложно, но на удобности пользования этот факт не отражается. Чаще всего их применяют для ремонта кузовов автомобилей, достаточно широко используются и для бытовых нужд, а также в частных хозяйствах.

В состав конструкции входят:

• Трансформатор.
• Выпрямитель.
• Привод, подающий проволоку.
• Газовый баллон.
• Рукав с горелкой.

Элементы свариваются благодаря проволоке, которая плавится в электродуге и располагается в среде защитных газов. Ток регулируется ступенчато, может регулироваться и скорость подачи самой проволоки. Соотношение данных параметров определяет рабочий режим.

В зависимости от модификации полуавтоматы могут работать:

• Исключительно с газом.
• Как с газом, так и без него (можно переключать).
• Без газа.

Если сварка будет происходить без использования газа, следует приобрести специальную проволоку (флюсовую). Ее отличие от обычной в том, что в составе содержится не только металл, но и флюс. Когда горят составляющие флюса, формируется облако из защитного газа, предотвращающее дальнейшее окисление. Кроме того, флюсовые компоненты способствуют приданию металлу необходимых параметров , дуга обретает повышенную стабильность. Здесь не нужно газовых баллонов, но проволока стоит недешево.

При работе с разными металлами применяют разные газы - углекислый при сваривании железа, аргон с углекислотой - при сварке стали, аргон - для алюминия.

Подобные агрегаты отличает хорошая производительность, на выходе получаются качественные швы при соединении разных металлов. К недостаткам можно отнести разбрызгивание металлических частиц и значительный расход материалов.

Инверторы

Аппараты этого типа еще называют импульсными. На сегодняшний день инверторы для сварки стали самыми распространенными ввиду своего небольшого веса, размеров и доступности. Если десять лет назад подобные устройства отличались дороговизной и ненадежностью, то сейчас производителями устранены эти недостатки.

Использование такой технологии позволило уменьшить размеры трансформатора, повысить качественные свойства дуги , оптимизировать КПД, свести к минимуму разбрызгивание металла.

В состав входят:

• Силовой трансформатор.
• Блок электросхем.
• Дроссель-стабилизатор.

Аппараты для аргонодуговой сварки

Для работы используют специальные вольфрамовые электроды, в качестве защитного газа выступает гелий либо аргон . Устройство составлено из:

Данные агрегаты используют для соединения цветных металлов.

Знание того, каким бывает сварочный аппарат, виды и типы, можно осуществить правильный выбор. Когда в автомастерских или на больших производствах потребуются профессиональные аппараты, то для домашнего мастера вполне хватит небольшого и недорогого устройства.

Ручная электродуговая сварка . Электрическая дуговая сварка в настоящее время является важнейшим видом сварки металлов. Источником тепла в данном случае служит электрическая дуга между двумя электродами, одним из которых является свариваемые заготовки. Электрическая дуга является мощным разрядом в газовой среде. 

Процесс зажигания дуги состоит из трех стадий: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на 3-5 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. Короткое замыкание производится с целью разогрева электрода (катода) до температуры интенсивной экзо- эмиссии электронов.

Автоматическая сварка под флюсом . Флюс насыпается на изделие слоем толщиной (50-60) мм, в результате чего дуга горит не в воздухе, а в газовом пузыре, находящемся под расплавленном при сварке флюсом и изолированным от непосредственного контакта с воздухом. Этого достаточно для устранения разбрызгивания жидкого металла и нарушения формы шва даже при больших токах. При сварке под слоем флюса обычно применяют силу тока до (1000-1200) А, что при открытой дуге невозможно. Таким образом, пари сварке под слоем флюса можно повысить сварочный ток в 4-8 раз по сравнению со сваркой открытой дугой, сохранив при этом хорошее качество сварки при высокой производительности.

Электрошлаковая сварка является принципиально новым видом процесса соединения металлов, изобретенном и разработанным в ИЭС им. Патона. Свариваемые детали покрываются шлаком, нагреваемом до температуры, превышающей температуру плавления основного металла и электродной проволоки. На первой стадии процесс идет так же, как и при дуговой сварке под флюсом. После образования ванны из жидкого шлака горение дуги прекращается и оплавление кромок изделия происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через расплав. Электрошлаковая сварка позволяет сваривать большие толщи металла за один проход, обеспечивает большую производительность, высокое качество шва. 

Электронно-лучевая сварка. Источником тепла является мощный пучок электронов с энергией в десятки килоэлектронвольт. Быстрые электроны, внедряясь в заготовку, передают свою энергию электронам и атомам вещества, вызывая интенсивный разогрев свариваемого материала до температуры плавления. Процесс сварки осуществляется в вакууме, что обеспечивает высокое качество шва. Ввиду того что электронный луч можно сфокусировать до очень малых размеров (менее микрона в диаметре), данная технология является монопольной при сварке микродеталей.

Плазменная сварка. источником энергии для нагрева материала служит плазма - ионизованный газ. Наличие электрически заряженных частиц делает плазму чувствительной к воздействию электрических полей. В электрическом поле электроны и ионы ускоряются, то есть увеличивают свою энергию, а это эквивалентно нагреванию плазмы вплоть до 20-30 тыс. градусов. Для сварки используются дуговые и высокочастотные плазмотроны. Для сварки металлов, как правило используют плазмотроны прямого действия, а для сварки диэлектриков и полупроводников применяются плазмотроны косвенного действия. Высокочастотные плазмотроны так же применяются для сварки. В камере плазмотрона газ разогревается вихревыми токами, создаваемыми высокочастотными токами индуктора. Здесь нет электродов, поэтому плазма отличается высокой чистотой. Факел такой плазмы может эффективно использоваться в сварочном производстве.

Диффузионная сварка. Способ основан на взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов при высоком вакууме. Высокая диффузионная способность атомов обеспечивается нагревом материала до температуры, близкой к температуре плавления. Отсутствие воздуха в камере предотвращает образование оксидной пленки, которая смогла бы препятствовать диффузии. Надежный контакт между свариваемыми поверхностями обеспечивается механической обработкой до высокого класса чистоты. Сжимающее усилие, необходимое для увеличения площади действительного контакта, составляет (10-20) МПа.

Технология диффузионной сварки состоит в следующем. Свариваемые заготовки помещают в вакуумную камеру и сдавливают небольшим усилием. Затем заготовки нагревают током и выдерживают некоторое время при заданной температуре. Диффузионную сварку применяют для соединения плохо совместимых материалов: сталь с чугуном, титаном, вольфрамом, керамикой и др.

Контактная электрическая сварка. нагрев осуществляется пропусканием электрического тока достаточной иглы через место сварки. Детали, нагретые электрическим током до плавления или пластического состояния, механически сдавливают или осаживают, что обеспечивает химическое взаимодействие атомов металла. Таким образом, контактная сварка относится к группе сварки давлением. Контактная сварка является одним из высокопроизводительных способов сварки, она легко поддается автоматизации и механизации, вследствие чего широко применяется в машиностроении и строительстве. По форме выполняемых соединений различают три вида контактной сварки: стыковую, роликовую (шовную) и точечную.

Холодная сварка. Соединение заготовок при холодной сварке осуществляется путем пластического деформирования при комнатной и даже при отрицательных температурах. Образование неразъемного соединения происходит в результате возникновения металлической связи при сближении соприкосающихся поверхностей до расстояния, при котором возможно действие межатомных сил, причем в результате большого усилия сжатия пленка окислов разрывается и образуются чистые поверхности металлов. 

Свариваемые поверхности должны быть тщательно очищены от адсорбированных примесей и жировых пленок. Холодной сваркой могут быть выполнены точечные, шовные и стыковые соединения.

Сварка металлов появилась немногим более 100 лет назад, но уже стала неотъемлемой частью жизни. Это отличный способ неразъёмного соединения металлических частей, использующийся очень широко благодаря надёжности, быстроте и минимальным затратам. Сварка применяется в самых разных областях — от создания многотонных масштабных конструкций до микроэлектроники. Давайте разберёмся, какие сварочные аппараты существуют, оценим их плюсы и минусы.

Сварочный аппарат-трансформатор

Наиболее традиционным видом сварочного аппарата, работающего на электричестве, является трансформатор. Основной элемент устройства — понижающий трансформатор, который преобразует напряжение электрической сети в значения, которые нужны для сварки металла. Самой известной методикой изменения силы тока является смещение обмоток. Меняется промежуток между обмотками — меняется и ток. КПД такого аппарата достигает 90%, но часть энергии будет потрачена на нагрев. Стоит трансформатор недорого, надёжен и долговечен, но сегодня сфера применения таких устройств сокращается из-за имеющихся недостатков. К минусам относятся большой вес аппарата, необходимость использовать специальные электроды для переменного тока. Кроме того, чтобы работать с таким сварочным аппаратом нужен немалый опыт, иначе качество шва может серьёзно пострадать.

Сварочный аппарат-выпрямитель

В целом это усовершенствованный вариант сварочного аппарата-трансформатора. Сварочные швы, которые создаются выпрямителем, будут более качественными, сам аппарат недорогой, долговечный, надёжный. Устройство включает понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный блок), элементы для защиты, регулирования и запуска. Переменный ток аппарат преобразует в постоянный, что гарантирует устойчивую и ровную дугу. Это уменьшает разбрызгивание металла, а работать можно с любыми электродами. Выпрямитель позволяет работать с различными видами металла. Сварочные аппараты-выпрямители используются достаточно широко, но у них есть и недостатки: большой вес и серьёзная «просадка» напряжения в электрической сети во время работы.

Сварочный аппарат-инвертор

Подобные сварочные аппараты также называются импульсными. Инверторы сегодня считаются одним из наиболее популярных устройств для сварки. Весят они, в отличие от двух вышеуказанных типов аппаратов, немного, общедоступны и надёжны. включает в себя силовой трансформатор, который приводит напряжение к нужной величине, дроссель-стабилизатор и блок электросхем. Сварочный трансформатор используется высокой частоты, он куда более лёгкий и компактный. К плюсам также можно отнести повышение качества дуги, уменьшение разбрызгивания металла, оптимизацию КПД. Работать с инвертором проще, чем с выпрямителем и трансформатором. Недостатков у сварочных аппаратов-инверторов практически нет, можно отнести к таковым только достаточно высокую стоимость. Главное — бережно хранить устройство в отапливаемом помещении, защищать от влаги, пыли и использовать специальные средства для защиты от скачков напряжения.

Сварочные аппараты-полуавтоматы

Полуавтоматические сварочные аппараты представляют собой более сложные устройства, чем перечисленные выше. В состав конструкции входят: выпрямитель, трансформатор, привод, который подаёт проволоку, баллон с газом, рукав с горелкой. Полуавтоматы могут работать без газа, с газом или переключаться на разные режимы. Если газ не используется, потребуется флюсовая проволока. К плюсам полуавтоматов следует отнести высокую производительность, а также качественный шов и работу с различными металлами. К минусам — большой расход материалов на угар и разбрызгивание металла.

Такое устройство, использующее вольфрамовый электрод, включает в себя комплект горелок, применяющихся с различным напряжением, управляющую схему, источник переменного или постоянного тока для сварки, приспособление для регуляции работы, стабилизатор дуги. Аргонодуговые аппараты используются, если необходимо качественно сварить цветные металлы. К преимуществам таких сварочных аппаратов относится использование взрывобезопасного и негорючего газа, возможность сваривать детали с тонкими стенками, чистая и качественная технология дуговой сварки . Шов получается эстетичный и высокопрочный, а во время работы нет искр. К минусам аргонодуговых аппаратов относится высокая стоимость всего оборудования, малая производительность, особые требования к опыту сварщика, невозможность работать при боковом ветре.

Аппарат для точечной сварки

Применяется при контактной сварке термомеханического класса. Детали располагаются между электродами, сжимаются, нагреваются, после чего надёжно соединяются, совместно деформируясь. Разогревают детали до пластичного состояния с помощью мгновенного импульса тока сварки. К достоинствам точечной сварки относят прочность шва, простоту достижения автоматизации, экономичность. Однако такой сварочный шов получается негерметичным, поэтому не получил широкого распространения.

Аппарат для газовой сварки

В данном случае применяются такие горючие газы, как ацетилен, водород, природный газ. На воздухе такие газы горят хорошо. Сама технология использования газового сварочного аппарата проста. К достоинствам также можно отнести отсутствие необходимости источника электрического тока, то есть работать можно практически где угодно. Кроме того, швы получаются прочными и качественными. Но газовая сварка производится только вручную, скорость работы невысока, как и производительность. Важно также чётко регулировать мощность горелки, уделить достаточно времени подготовке деталей.

Аппарат для плазменной сварки металлов

В этом случае расплавление металла проводится с помощью потока плазмы, то есть газа с заряженными частицами, которые проводят электрический ток. Температура дуги в таких случаях может достигать десятков тысяч градусов. Плазменная сварка относится к одним из наиболее современных методов, такой аппарат безопасен, экономичен в работе. Применяются баллоны с ацетиленом, кислородом, пропаном. Аппарат мобильный, сварочный шов получается минимальным, так как металл практически не деформируется. Однако строит аппарат дорого и применяется пока в основном профессионалами.

Сварочный аппарат является электроустройством, с помощью которого производится сварка, а именно самый надежный и долговечный способ крепления металлических деталей, существующий уже более века.

Это электрооборудование выполняет соединение или резку деталей из металлов и их различных соединений с минимизированными затратами. Рассмотрим более подробно виды таких аппаратов и их основные функции.

Сварочные источники тока

Данные виды сварочных аппаратов нужны для преобразования напряжения в ток. Зависимо от схемы на выходе получаем электродугу, имеющую постоянный или же переменный потенциал. По типам различают следующие аппараты:

• трансформаторный;
• выпрямительный;
• инверторный.

Трансформаторный источник самый простой в использовании, работает за счет трансформатора, который снижает напряжение сети к сварочному и имеет на выходе переменный ток. Сила тока регулируется за счет изменения расстояния между обмотками.

Для или улучшения горения дуги трансформаторный сварочный аппарат доукомплектовывается дополнительными элементами, что увеличивает его вес в несколько. Наиболее ответственные работы выполняются за счет применения электродов переменного тока.

В современной модели трансформаторного аппарата используют мощные вентиляторы, ведь большая часть его энергии приходится на нагрев. Данный аппарат для сварки имеет КПД около 90%.

Достоинства:

• приемлемая стоимость;
• надежность;
• долговечность — качество, позволяющее использовать различные сварочные аппараты переменного тока на протяжении многих лет.

Недостатки:

• имеет довольно большой вес;
• применяется редко, несмотря на все свои достоинства.

Выпрямительный источник — оборудование, использующееся для сварки после преобразования переменного тока в постоянный. Он состоит из следующих комплектующих:

• токопонижающий трансформатор;
• диод;
• датчик регулировки и защиты.

Данный сварочный аппарат обеспечивает, по сравнению с трансформаторным аппаратом, наиболее качественные швы при варке. Выпрямительный аппарат имеет наибольшую стабильность в части сварочного тока и электрической дуги.

Достоинства:

• небольшая стоимость;
• надежность.

Недостатки:

• большой вес;
• сложность в работе, ведь в процессе варки наблюдается сильное перенапряжение сети.

Инверторный источник — это наиболее популярный в настоящее время вид сварочного аппарата. Рассмотрим его отличия от трансформаторных и выпрямительных сварочных аппаратов:

1. Работает при токе частоты в несколько десятков килогерц (обычный до 50 Гц).
2. Требуется трансформатор малых габаритов.
3. Более качественные швы.
4. Трансформатор инвертора весит несколько сот грамм при токе 160А, остальные — 18 кг.
5. Общая масса всего инвертора не более 7 кг.

Инвертор состоит из преобразователей электрической энергии, сетевого фильтра, трансформатора. Дополнительно для защиты инверторов применяют датчики для охлаждения, предохранители, ограничители перенапряжения.

Есть недостаток: не желательно работать в запыленных помещениях, при дожде.

Вернуться к оглавлению

Основные характеристики сварочного аппарата

Рассмотрим более подробно каждую их характеристик согласно каталогу моделей:

1. Продолжительность включения.

В зависимости от производителя сварочного аппарата продолжительность включения измеряется по-разному. Например, в Европейском стандарте EN 60974-1 учитывается продолжительность сварки только при температуре 40º С до первоначальной остановки от перегрева.

Итальянская компания Telwin в расчетах применяет температуру не более 20º С при работе с перерывами и учитывает количество электродов, используемых за этот период. В расчетах этой компании ПВ получается немного завышенным, поэтому выбор сварочного аппарата является очень важным в плане методики расчета ПВ.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что аппарат европейской компании, имеющий ПВ в 10-20%, будет иметь такую же продолжительность работы, как и итальянский (ПВ 60-80%).

1. Ток холостого хода.

Его пределы — 60-85В. Чем выше напряжение, тем проще зажигается дуга.

Существуют модели аппаратов для сварки инертным газом или же проволокой. В быту они применяются очень редко, так как главным их недостатком является высокая стоимость (по сравнению с другими моделями).

Но если же выполнять трудную работу на профессиональном уровне, то применение данных моделей будет весьма актуальным.

1. Диапазон измерения сварочного тока.

Частично показывает мощность аппарата. Чем больше мощность, тем вероятнее установить электроды большего размера. Также увеличивается ПВ при работе с небольшими электродами при равномерном распределении силы тока.

В быту для всех видов трансформаторов используют 3-миллиметровый электрод с допустимо максимальной мощностью в 150А, а для инверторных аппаратов — 4-миллиметровый с меньшей допустимой мощностью.

При выборе электродов нужно обращать внимание на рекомендуемые токи при работе со сварочными аппаратами.

Вернуться к оглавлению

Разновидности сварки

Способ ручной дуговой сварки в настоящее время является наиболее актуальным видом сварки смазочной проволокой. При плавке проволоки происходит надежное крепление металла, а смазка, которой покрыта проволока, защищает швы от воздействия воздуха, улучшая этим качество швов.

Данный способ применяется при сварке черных и некоторых цветных металлов (сплавов). При сварке только цветных металлов происходит мгновенная плавка с выделением пара, что приводит к некачественному шву.

Способ ручной сварки при помощи защитных газов

Часто применяемой смесью является инертный газ (аргон) с добавлением оксигена. Это нужно, чтобы очистить от примесей и грязи свариваемый металл. При сварке используют электроды из аллотропного углерода (графита) или тугоплавкого материала (вольфрама).

Достоинства:

• высокое качество шва;
• полноценная защита сварочной ванны от попадания воздуха;
• нет образований шлака.

Недостатки:

• низкая скорость выполнения работ;
• дорогостоящие материалы.

Несмотря на свои недостатки, такой способ ручной сварки очень популярен на сегодня.

Способ сварки в полуавтоматическом режиме

При сварке используются сварочная проволока или неметаллические сварочные электроды (смотреть любой каталог) в редких случаях. Полуавтомат для сварки не предусматривает автоматизированного перемещения. Сварка выполняется при помощи постоянного или импульсного тока. По типам сварки различают следующие:

1. При помощи инертного газа (MIG).
2. При помощи углекислого газа или кислорода (MAG).
3. При помощи трубчатой проволоки (порошковой).

Способ сварки полуавтоматов применяют при соединении тонкого металла, цветных сплавов и металлов, широко используют в промышленности.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные методы сварки

На сегодня (в основном в промышленном производстве) используются следующие методы сварки металлов.

Метод плазменной сварки

Этот промышленный метод имеет следующие способы сварки:

• тепло выделяется за счет плазменной струи, которая получается в результате ионизации воздуха между электродами;
• два электрода помещаются в плазмотрон.

Вышеуказанные способы применяют для резки металлов, нежели для сварки.

Метод контактной сварки

При использовании этого метода сварки соединенные части металла соприкасаются между собой, разогреваются до деформации, а потом сжимаются обратно. Контактная сварка имеет следующие разновидности:

• точечная технология сварки;
• стыковая технология сварки;
• рельефная технология сварки;
• шовная технология сварки.

Рассмотрим более подробно каждую из них.

Технология точечной сварки

Данный вид работ выполняется с помощью аппарата конденсаторной сварки путем накладывания друг на друга заготовок и зажимания между двумя электродами, при этом подавая малый ток и значительное напряжение.

Таким образом, между заготовками получается сварная точка. При контактной сварке нужно хорошо подготовить поверхность для работы. Сварка производится в ручном и автоматизированном режимах и пригодна для любых видов металла.

Технология рельефной сварки

Это сварочный процесс, соединяющий заготовки одновременно в нескольких точках. Данная технология подобна точечной сварке. Они отличаются тем, что рельефная сварка зависит от формы свариваемой поверхности, а точечная — от рабочей зоны электрода.

Достоинства:

• соединение деталей производится в нескольких точках одновременно;
• получается надежный сварочный шов.

Машина рельефной сварки используется для крепления отдельных деталей в автомобилях, для соединения метизов. Этот метод применяется в радиоэлектронике для соединения мелких схем.

Аппараты для сварки враструб

Область применения — сварка пластиковых труб и оцинкованных изделий диаметром не менее 16 мм и не более 125 мм. Существуют следующие типы этих аппаратов:

1. Аппараты для ручной работы с трубами мини-размеров и диаметров (способ муфтовой сварки).
2. Автоматизированные аппараты для работы с тубами больших диаметров.

Магнитопроводный сварочный аппарат из электродвигателя — самодельный аппарат, использовавшийся в прошлом веке. Для его изготовления для начала потребуется схема, согласно которой будут соединяться все детали между собой. Также нужно выбрать подходящие материалы в нормальном состоянии. Основными комплектующими для сборки этого аппарата для сварки являются:

• корпус асинхронного электродвигателя небольшой мощности;
• магнитопровод;
• киперная лента;
• электрокартоновые круги;
• эмаль-провод сечением 7,5 мм 2 ;
• шина прямоугольная сечением 25 мм 2 .

В корпусе двигателя размещается магнитопровод, с двух сторон закрытый кругами из электрокартона и обмотанный киперной лентой. Потом выполняются первичная (эмаль-проводом) и вторичная (медной прямоугольной шиной) обмотки.

Максимальный выход тока в первичной обмотке — 25А, а во вторичной — 200А. При сварке в течение 30 минут сварочный аппарат переменного тока нагревается максимум до 70º С. Главный недостаток в том, что потребляется большая мощность при сварке.

Как и подавляющее большинство всего электрического инструмента, сварочники разделяются на две обширные группы – бытовые и профессиональные. К бытовым моделям относятся агрегаты, рассчитанные на сравнительно небольшую продолжительность непрерывной работы. Они чаще всего имеют показатель силы тока менее 200 Ампер и подключаются от электросети со стандартным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Возможностей бытового сварочного оборудования вполне достаточно для решения целого спектра сварочных задач. К примеру, они отлично справляются со свариванием армированных каркасов, решеток, ворот, труб и котлов отопления, регистров и т.д. Для частного хозяйства и «гаража» такой модификации сварочного аппарата точно «хватит».

Устройства из профессиональной серии могут подключаться как к сети 220, так и 380 В (с частотой свыше 50 Гц). Большинство из них «выдает» силу тока свыше 200 Ампер. Кроме того, они имеют больший вес и размеры, чем бытовые сварочники, поэтому оснащаются специальными колесиками для удобства перемещения и транспортировки. Сфера применения профессиональных аппаратов очень широка. Без них не обойтись во многих отраслях промышленности и производства и специализированных крупных мастерских (например, по ремонту автомобилей). Применяются они и для надежного сваривания металлокаркасов и прочих ответственных конструкций в области строительства. Монтаж газовых и нефтепроводов также невозможен без использования профессионального сварочного оборудования.

Процесс сваривания металлов как при применении бытовых, так и профессиональных сварочников осуществляется посредством переменного либо постоянного тока. Это зависит от ряда факторов, таких как требуемое качество шва, вид металла и др. С уверенностью можно сказать, что наибольшим спросом продолжают пользоваться сварочные устройства, которые предназначены для работы обычным штучным электродом. Это довольно простые по конструкции, отличающиеся высокой ремонтопригодностью, надежные и функциональные агрегаты. В настоящее время особой востребованностью пользуются современные инверторы и полуавтоматы. Также в продаже есть и традиционные трансформаторы и простые выпрямители.

Трансформаторы

Это самый «древний» вид сварочников, имеющий предельно простое устройство. Они осуществляют преобразование переменного тока с большим напряжением в тот же переменный ток, но имеющий уже меньшее напряжение. Благодаря этому и становится возможным проведение сваривания. Регулирование силы тока осуществляется в результате смешения положения обмотки катушек как относительно друг друга, так и основного сердечника. По способу настройки рабочих параметров все трансформаторы можно разделить на несколько типов: с фазовой регулировкой (тиристорные), со стандартным магнитным рассеиванием и с увеличенным магнитным рассеиванием. Именно от крутопадающих характеристик зависят особенности функционирования и настройки той или иной модификации сварочного аппарата трансформаторного типа.

Конечно же, применение переменного тока делает электродугу непостоянной – поэтому необходимо постоянно ее поддерживать. Нестабильность дуги, большое количество газовых включений и шлаковых образований приводит к существенному разбрызгиванию металла и довольно низкому качеству шовного соединения.

Кроме того, трансформаторы являются достаточно громоздкими и тяжелыми устройствами, потребляют много электрической энергии и обладают повышенной чувствительностью к колебаниям сетевого напряжения. Но варить ими вполне можно – как внахлест, так и встык. Опытный сварщик в состоянии хорошо проварить даже ответственный шов с помощью трансформатора. Сварочное оборудование данного вида до сих пор применяется в различных сферах. Следует отметить, что посредством переменного тока можно сваривать лишь «чернуху» - стали самых «ходовых» марок и определенные марки чугуна.

Выпрямители

Следующим «поколением» сварочных аппаратов можно считать выпрямители, которые позволили избавиться от всех недостатков применения переменного тика. В таких агрегатах кроме снижения тока, поступающего из сети, осуществляется еще и преобразование «переменки» в «постоянку». Это становится возможным благодаря внедрению в конструкцию аппарата блока полупроводников-диодов, которые и «превращают» переменный синусоидальный ток в постоянный линейный, обладающий уже пологопадающими характеристиками.

Высокая стабильность электродуги позволяет проваривать герметичные и высококачественные швы равномерной глубины. Также существенно снижается разбрызгивание. А благодаря лучшей защищенности дуги соединение получается однородным и достаточно прочным, а необходимость в дополнительной очистке деталей от капель «брызгающего» расплава отпадает. Еще один плюс – возможность работы всеми типами электродов.

И варить можно не только черные металлы. Например, постоянный обратнополярный ток используется для сваривания алюминиевых деталей. Ведь на поверхности этого цветного металла (даже когда он расплавлен) находится оксидная пленка, которая препятствует сварке металла током прямой полярности, так как не происходят свободные атомарные реакции. Разрушение этой пленки становится возможным лишь при потоке заряженных частиц изнутри расплава. Таким образом образуется молекулярная решетка между соединяемыми алюминиевыми плоскостями. Область применения выпрямителей намного шире, чем трансформаторов: любой чугун и сталь (высоколегированная – в том числе), цветные металлы (медь, титан, никель и др., а также их сплавы).

Инверторы

Так называемые сварочные инверторы – это одно из самых удачных изобретений в сфере сварочного дела за последнее десятилетие. Небольшой вес и компактность наряду с мощностью и функциональностью сделали такие аппараты лидерами продаж на сегодняшний день. Автоматизация настройки рабочих режимов позволяет быстро научиться варить инверторами – что делает их оптимальным вариантом для новичков. А специалисты могут существенно повысить производительность работы, заменив современным сварочником инверторного типа выпрямитель или трансформатор.

Инверторные агрегаты устроены не так уж и сложно. Переменный ток сети, проходя сквозь сетевой выпрямитель, сглаживается и преобразуется в постоянный. После он поступает непосредственно в инверторный блок (это и есть частотный преобразователь), где снова становится переменным, но уже с гораздо большей частотой. Затем в дело вступает высокочастотный миниатюрный трансформаторный блок, где осуществляется понижение напряжения. Последний этап – это силовой выпрямитель. Таким образом, на выходе мы имеем высокомощный постоянный ток.

За работу частотного преобразователя отвечает микропроцессорный блок автоматического контроля. Он и позволяет с высокой точностью настраивать различный диапазон вольтамперных характеристик – от крутопадающих до возрастающих. Достоинство инверторов в том, что на выходе ток имеет практически идеально гладкую кривую, поэтому и электрическая дуга является очень стабильной.

Инверторные сварочные аппараты можно настроить очень точно, поэтому с их помощью становится возможным качественное выполнение самых разных задач. Кроме того, они нечувствительны к скачкам напряжения в сети. Шов получается просто отличным по всем показателям. Сваривать можно даже листовой тонкостенный металл. КПД инверторов – не менее 90 % (для сравнения: некоторые трансформаторы имеют КПД всего 30 %). Наличие таких полезных опций, как горячий старт, антизалипание электрода, импульсное сваривание превращает эксплуатацию агрегата в удовольствие.

Варить инверторами можно все – черные и цветные металлы любой толщины в любых положениях в пространстве. Электроды также можно применять всех видов.

Полуавтоматы

Данный вид сварочного оборудования позволяет не только существенно уменьшить временные затраты при выполнении различных сварочных операций, но и добиться более качественного провара. Шов получается сплошным – так как постоянно менять электроды не нужно. Полуавтоматическая техника предназначена для сварки в газовой среде (газ может быть как инертным, так и активным). Название «полуавтомат» подразумевает то, что сплошная электродная проволока подается автоматически к электрической дуге. Полуавтоматический «комплект» включает в себя источник тока (трансформатор/выпрямитель/инвертор), блок подачи проволоки, газовый баллон, электрические кабели, газовые шланги и горелку. То, какой газ применяется, зависит от вида металла, с которым работают. В качестве активного газа может выступать азот, кислород либо углекислый газ, в качестве инертного – гелий либо аргон. Чаще используются их смеси. Из баллона к горелке газ подходит по несущим патрубкам, а из горелки подается непосредственно к электродуге. Преимущество сварки «с газом» в том, что он дополнительно защищает сварную ванну от негативного действия газового состава воздуха окружающей среды, а также стабилизирует саму электрическую дугу и придает определенные химические свойства сварному шву.

Через горелку автоматическим образом непрерывно подается проволока, заменяющая в данном случае штучный электрод. Подбирая соответствующим образом сочетание смесей газов и различных видов электродной проволоки можно изменять в нужном направлении свойства сварной ванны. Очень хороши полуавтоматы, источник тока которых позволяет варить не только обыкновенной стальной проволокой, но специальной порошковой (или самозащитной). Ее отличительная особенность в том, что внутри внешней стальной оболочки имеется сердечник, состоящий из разного по химсоставу флюса. Когда такая порошковая проволока загорается, то образуется облако газа, которое выполняет роль газа, подающегося из баллона при сварке простой проволокой. Эффект тот же самый – сварная ванна защищается от окисления воздухом, активные компоненты сердечника придают металлу нужные свойства, электрическая дуга горит намного стабильнее. Только вот газового баллона, шлангов и горелки уже не требуется.

При необходимости можно приобрести и универсальную полуавтоматическую модификацию, которая рассчитана как на работу с применением газов, так и проволоки самозащитного типа. Механизмы, отвечающие за подачу проволоки, бывают как интегрированными в корпус агрегата, так и отдельными. Каждой разновидностью может оказаться удобнее варить в различных условиях. Такие подающие системы по количеству роликов производятся как двух-, так и четырехроликовые. Различными по форме и способу установки могут быть и сами ролики – это зависит от того, какая разновидность проволоки «загружается» в подающий блок: порошковая, медная, алюминиевая, стальная и др. Проволока подбирается по типу и диаметру с зависимости от вида и толщины свариваемого металла.

Настройка и регулирование внешних параметров может осуществляться как в автономном режиме (в частности – с использованием электронных систем), так и ручным способом, когда за процессами следит сам оператор. Сварочники MIG-MAG (работающие с применением активного/инертного газа) отличаются очень высокой производительностью и обеспечивают отличное качество шва при работе с любыми видами металлов и их сплавами (в том числе – с разнородными), а также с тонкостенными заготовками и деталями толщиной свыше двадцати миллиметров. Из недостатков полуавтоматов можно выделить большие потери на угар и разбрызгивание металла сварной ванны.

TIG – аппараты

Сварочная техника TIG (особенно с источником тока инверторного типа) позволяет производить сваривание с повышенным качеством сварного соединения. Поэтому она является во многом незаменимой в тех случаях, когда требуется проварить особо ответственные швы. Последние, помимо чрезвычайной надежности, отличаются еще и эстетичностью. При сварке TIG в качестве расходных материалов применяются графитовые либо вольфрамовые неплавящиеся электроды. Аппаратура работает по такому же принципу, что и при сварке MIG/MAG: по подающим шлангам к горелке поступает инертный защитный газ, от электрического блока – AC/DC ток, а электрод устанавливается в горелку. Баллоны могут заправляться гелием, аргоном, азотом и смесями этих газов. Как правило, при сварке электродом неплавящегося типа капельный перенос электродного расплава в сварную ванну отсутствует. По этой причине необходимо использовать дополнительные расходники – специальные присадочные проволоки или ленты. Применяя присадки, разные по химсоставу, можно изменять свойства самого сварного шва. На постоянном токе варят чугун и сталь различных марок. Режим переменного тока используется для работы с цветными металлами.

Аргонодуговая сварка – это один из самых сложных процессов в сварочном деле, который требует от сварщика не только большого практического опыта, но и теоретической подкованности. Так что новичкам «садиться» за TIG-агрегаты не рекомендуется, несмотря на то, что настройки инверторных модификаций во многом автоматизированы и оснащены упрощающими сварочный процесс функциями. Начать лучше с обычного инвертора – чтобы научиться держать дугу и проваривать металл, а потом уже осваивать более «продвинутое» сварочное оборудование.

Сварочники TIG используются очень широко для работы со всеми видами чугуна и стали, цветметом и его сплавами. Сравнительно невысокая производительность таких аппаратов вполне компенсируется великолепным качеством швов и незначительными металлопотерями.

Точечная сварка - споттеры

Необходимость в точечной сварке возникает тогда, когда требуется провести локальное соединение двух заготовок/деталей. Такие аппараты называют еще споттерами. Без них не обойтись в сфере автомобильной промышленности, а также - в крупных СТО и мастерских по ремонту автомобилей. Для мастерских, работающих по профилю кузовного ремонта, оптимальным вариантом станет приобретение профессиональной модификации агрегата точечной сварки – мощного и функционального. Для небольшого автосервиса и для частного «гаражного» использования вполне хватит и покупки специальных клещей для выполнения точечных сварных работ.

Все оборудование данного типа работает по следующему принципу: электрический ток используется для сваривания металла под давлением. Между парой медных электродов рабочие поверхности заготовок зажимаются внахлест. Проходя от первого электрода ко второму через свариваемые детали, электродуга образует локальный расплав металла обеих заготовок. Когда такое кратковременное воздействие дуги заканчивается, давление клещей усиливается. В итоге расплавленный металл кристаллизуется и соединяет металлические изделия друг с другом. В подавляющем большинстве случаев точечная сварка применяется для работы с листовым металлом.

Для скрепления листов большой площади по центру применяется специальный односторонний пистолет. При его действии образуется два сварных точечных соединения, расположенных рядом. Сила сварочного тока может доходить до 9000 Ампер, но такое воздействие является почти моментальным.

Для споттеров выпускается большой ассортимент всевозможных расходников, таких, как шпильки, петли, наварные крюки, заклепки и т.п. К достоинствам точечной сварки относится высокая производительность, хорошее качество соединения и внешняя эстетичность.

Плазменная резка

Аппаратура для проведения разрезания металлических заготовок с использованием плазмы функционирует по следующему принципу: к плазменной горелке поступают по шлангам воздух/газ с высокой скоростью и электрический ток для создания электрической дуги. При таком взаимодействии происходит ионизация газового потока. Температура образовавшейся плазмы может достигать показателя в 20 000 К. Разрезание металлической заготовки осуществляется в результате ее расплавления плазменной струей и последующего испарения (вымывания) высокоскоростным ионизированным потоком.

Как и все подобное оборудование, аппараты для плазморезки могут представлять собой большие и габаритные профессиональные установки для резки металла в промышленных масштабах и бытовые устройства – компактные и легкие, с инверторным блоком электропитания.

Достоинства плазменной резки трудно переоценить. Во-первых, с помощью плазмы можно качественно, быстро и с высокой точностью разрезать любые металлы. Во-вторых, никакой дополнительной обработки готовых деталей не требуется, так как разрез получается очень аккуратным. В-третьих, плазморезка позволяет проводить фигурный раскрой металлических листов. В-четвертых, ионизированный поток способен справиться с заготовками со стенкой до 200 мм – и это без возникновения температурной деформации разрезаемых поверхностей. Единственным минусом является то, что данный способ резки металла требует приобретения целого «арсенала» расходников, которые изнашиваются в два раза быстрее, чем расходные материалы для ручной сварки дугового типа. Помимо электродов потребуются диффузоры, сопла, направляющие и защитные колпаки.