Сварочный аппарат – одно из самых востребованных оборудований в мире. Сварные работы проводятся повсеместно и в очень большом масштабе.
Конечно же, существует большое множество разновидностей данных устройств, различающихся по принципу работы, габаритам, выдаваемым амперажом и прочими техническими характеристиками. Существует также оборудование, работающее на переменном и постоянном токе.
Сварочный аппарат постоянного тока наиболее распространён, т.к. поддерживает 2 режима работы – сварка прямой (на электроде минус, а на детали плюс) и обратной (наоборот, на электроде плюс, на детали минус) полярности. Очень часто требуется менять режимы работы, т.к. одни металлы хорошо схватываются на прямой, а другие на обратной полярности.
Выбор того или иного аппарата тесно связан с тем, каких целей придерживается сам сварщик:
- Какой металл будет свариваться (тип и толщина);
- Какой ток (его напряжение и сила) присутствует на месте проведения работ;
- Какое время должен будет работать сварочный аппарат без отдыха;
- И прочие ситуации.
Сварочные аппараты, используемые в промышленности, на производстве, на строительстве и т.д. отличаются от тех, что применяются в домашних условиях. Основным отличием между ними является мощность и, соответственно, стоимость.
Сегодня на рынке большим успехом пользуются, так называемые, инверторы – аппараты электродуговой сварки. Они отлично подходят для проведения практически любых сварочных работ, любой сложности и объёмов. Их также чаще всего используют в быту по двум простым причинам – они имеют небольшие габариты и невысокую стоимость. Кроме того, инверторы легки в обращении и хорошо поддаются ремонту. А электронщик, даже с базовым набором знаний, способен создать самодельный сварочный аппарат постоянного тока из многочисленных схем, доступных в сети.
Рассмотрим вышеназванные критерии выбора инверторов более подробно.
Некоторые факты об инверторах и какой выбрать для дома
Начнём со свариваемого металла. К примеру, на производстве или в строительстве, часто требуется сварка толстых металлических деталей либо металлов с низким коэффициентом свариваемости (способность металлов поддаваться сварке). В таких ситуациях не обойтись без мощного сварочного аппарата с амперажом на выходе порядка 300-500 А или более. Однако в быту очень редко встречаются металлические листы или детали толщиной более 5мм. А для их сваривания вполне подойдёт инвертор с силой тока от 160 А.
Напряжения, которым оснащён дом, гараж и т.д., зачастую не хватает для нормального функционирования высокомощных сварочных аппаратов, т.к. им требуется 380 В (3 фазы). Перед покупкой того или иного инвертора необходимо замерить напряжение в том месте, где будут проводиться сварочные работы. Очень часто случается такое, что владелец проверяет товар перед покупкой в магазине на работоспособность, а приехав домой оказывается, что он не работает. Всё дело в нехватке напряжения. Поэтому нужно покупать инвертор с такими техническими характеристикам, которые подойдут для его нормальной работы в домашних условиях.
Инвертор – это чаще всего сварочный аппарат постоянного тока, особенно если его будут использовать в домашних условиях. Для того, чтобы на выходе получить постоянное напряжение, используются специальные высоковольтные преобразователи. Именно они во время своей работы очень сильно нагреваются, что требует использования качественного охлаждения. В более дешёвых моделях в инверторах используются металлические (алюминиевые или медные) теплоотводы – радиаторы. В более дорогих моделях применяется воздушное, либо водяное охлаждение, благодаря которому аппараты способны работать очень длительное время без выключения. Однако для бытовых целей вполне подойдут инверторы с радиаторным охлаждением электронных элементов.
Многочисленные подделки низкого качества вынуждают людей делать своими руками сварочные инверторы переменного и постоянного тока, которые более надёжны и проще ремонтируются. Как изготовить такой агрегат своими руками и сделать его долговечным и работоспособным в условиях нестабильного напряжения на даче и в сельской местности? На этот вопрос мы ответим в данной публикации и поэтапно соберём надёжный и практичный сварочный инвертор для соединения разных деталей. Наша задача - обеспечить малые габариты оборудования и небольшой вес конечного устройства для удобства работы с ним.
Для надёжного соединения металлов в любом строительстве используются сварочные аппараты, основой которых является силовой трансформатор, служащий преобразователем напряжения и потребляемого тока. По принципу действия агрегаты для сварки делятся на следующие типы:
До недавнего времени самым популярным был сварочный аппарат постоянного тока, основным недостатком которого был значительный вес. Вместе с тем несложная конструкция такого изделия позволяла в домашних условиях изготовить самоделку, не уступающую промышленным образцам. Кроме силового трансформатора, в конструкцию входят выпрямительные диоды и сглаживающий конденсатор большой ёмкости, а также дроссели и сопротивления. Таким образом, сварочный аппарат собрать своими руками не так уж и сложно.
Ещё проще выглядит сварочный аппарат переменного тока, представляющий собой силовой трансформатор, во вторичной обмотке которого делают несколько выводов с разным количеством витков. Это делают для регулировки сварочного тока в зависимости от толщины соединяемого материала. Такие сварочные аппараты переменного тока просты в изготовлении, но имеют низкую комфортность при работе, хотя шов получается более равномерным и прочным.
Трёхфазные агрегаты изготавливают из трёх трансформаторов, соединённых в звезду с шестью диодами, подсоединёнными по трёхфазной мостовой схеме. Такое подключение позволяет потребить небольшой ток и распределить равномерно по фазам нагрузку.
Далее рассмотрим сварочные инверторы с переменным током высокой частоты, которые отличаются небольшим весом и габаритами. Суть их работы состоит в том, что переменное сетевое напряжение 220 вольт с частотой 50 Гц выпрямляется, а затем преобразуется в высокочастотное переменное напряжение 20-50 кГц. Такой подход позволяет уменьшить потребление тока и понизить вес агрегата, не ухудшая его технических характеристик.
Важно помнить, что самодельные сварочные аппараты с постоянным током используются только с соответствующими электродами.
Преимущества самодельного инвертора
Для строительных работ с применением металлоконструкций желательно иметь свой аппарат для сварки, но его цена в розничных сетях зачастую оказывается слишком высокой. Можно собрать самодельный сварочный аппарат, который снизит стоимость конечного изделия, но без определённых затрат всё же обойтись не удастся. В частности, затраты на высокочастотные транзисторы, а также тиристорный регулятор тока для сварочного аппарата и выпрямительные диоды станут необходимыми.
Инвертор обладает следующими преимуществами:
- малый вес, около 10 кг, в зависимости от мощности;
- коэффициент полезного действия - более 90 %;
- малое потребление электроэнергии;
- широкие пределы работы схем регуляторов тока, что позволяет работать по разным технологиям сварки элементов из разных металлов;
- высокая стабильность напряжения на электроде позволяет сделать ровный и качественный шов;
- можно использовать электроды разного типа;
- современные схемы и элементная база дают возможность устранить залипание электродов и обеспечивают ускоренный розжиг дуги.
Необходимые комплектующие и инструменты
Мы видим, что инвертор в сварочных работах является незаменимым инструментом, лёгким и удобным в эксплуатации. Для того чтобы обеспечить его качественную сборку, понадобятся, кроме радиодеталей, следующие инструменты:
- мощный паяльник с припоем и флюсом;
- набор отвёрток и пассатижи;
- электродрель или шуруповёрт с набором свёрл;
- ножовка, нож, ножницы;
- подходящий по размеру корпус для монтажа инвертора.
Поскольку работа инвертора сопровождается нагревом элементов, необходимо обеспечить принудительную систему вентиляции, а диоды и транзисторы размещать на радиаторах.
Чтобы понять суть сборки аппарата, необходимо разобраться в принципиальной схеме устройства и взаимодействия его составляющих между собой. Сварочный инвертор состоит из следующих основных узлов:
- сетевое напряжение 220 В, 50 Гц поступает на первичный низкочастотный диодный выпрямитель, после которого постоянное напряжение фильтруется конденсаторами;
- постоянное напряжение подаётся на инвертор, выдающий на выходе высокочастотное переменное напряжение;
- далее располагается понижающий трансформатор;
- затем вторичный высокочастотный выпрямитель;
- постоянный ток через дроссель идёт на электрод;
- со входа и выхода высокочастотного трансформатора осуществляется соединение с блоком обратной связи, который корректирует работу инвертора в зависимости от параметров сварочного тока;
- блок управления сварочным инвертором.
Последовательность сборки сварочного аппарата
Собственноручная сборка инвертора подразумевает использование как можно большего количества готовых элементов, поскольку этот агрегат довольно сложный и без знания основ радиоэлектроники не обойтись. При окончательной проверке и отладке понадобятся осциллограф и тестер, рассчитанный на замеры токов большой силы.
Самостоятельно можно перемотать трансформатор, адаптируя его к вашим запросам, или создать дроссель. Под силу разместить диоды и тиристоры на радиаторах, закрепить шины из алюминиевых или медных полос, но собрать и отладить блоки обратной связи и управления можно только при помощи специалиста.
При сборке сварочного аппарата очень важно соблюдать правила техники безопасности, поскольку электрооборудование связано с риском поражения током.
Проводя работы по монтажу узлов инвертора, необходимо соблюдать ряд требований, а именно:
- корпус для аппарата нужно выбирать так, чтобы в нём компактно, но не скученно были размещены все элементы инвертора;
- при намотке трансформатора нужно следить за плотной укладкой витков обмотки, надёжно изолировать их и закреплять;
- силовые диоды, тиристоры и транзисторы надёжно закреплять на радиаторах с использованием теплопроводящей пасты;
- лучше всего использовать медные провода и шины, поскольку их токопроводящие свойства выше, чем у алюминия;
- к качеству всех компонентов следует относиться очень внимательно, потому что от них зависит долговечность устройства;
- обеспечить бесперебойную работу системы охлаждения с помощью мощных вентиляторов, а в корпусе просверлить отверстия для циркуляции воздуха;
- тщательно пропаивать все электрические соединения.
Окончательная отладка сварочного инвертора должна проводиться под контролем специалиста.
Итоги
При сборке сварочного инвертора своими руками вы обеспечите себя незаменимым и удобным аппаратом для сварки металлов, а кроме того, сможете существенно сэкономить. Важно ответственно подходить к выбору деталей и электронных компонентов, а при необходимости обращаться за помощью к профессионалам. При окончательной отладке их помощь и аппаратура обеспечат безупречную и длительную работу инвертора.
На переменном токе возможно выполнять только сварку обычной
низкоуглеродистой стали (кроме сварки с осциллятором). В практике же много случаев сварки деталей из чугуна,
средне- и высокоуглеродистой стали, цветных металлов, легированной стали. Здесь
необходим постоянный ток. Дело в том, что электроды для вышеуказанных металлов
устойчиво горят в основном на постоянном токе. Кроме этого, использование дуги
прямой или обратной полярности дает дополнительные технологические
преимущества.
Профессиональная сварка емкостей, работающих под давлением, также выполняется на постоянном токе.
Схема самодельного сварочного аппарата постоянного тока
Трансформатор Тр 1 – обычный сварочный, без каких-либо переделок. Лучше, если он будет иметь жесткую характеристику, то есть вторичная обмотка намотана поверх первичной. Диоды D 1– D 4– любые, рассчитанные на ток не менее 100 А.
Радиаторы диодов подбирают такой площади, чтобы нагрев диодов в процессе работы не превышал 100°С. Для дополнительного охлаждения можно использовать вентилятор.
Конденсатор С1 – составной из оксидных конденсаторов общей емкостью не менее 40 000 мкФ. Конденсаторы можно использовать любой марки емкостью по 100 мкФ каждый, включая их параллельно. Рабочее напряжение не менее 100 В. Если в работе такие конденсаторы перегреваются, то их рабочее напряжение следует брать не менее 150 В. Возможно использование конденсаторов и других номиналов.
Если планируется работать только на больших токах, то конденсаторы можно вообще не ставить. Дроссель Др 1 – обычная вторичная обмотка сварочного трансформатора. Желательно, чтобы сердечник был набран из прямоугольных пластин. Через него не течет ток подмагничивания. Если используется тороидальный сердечник, то в нем необходимо ножовкой по металлу пропилить магнитный зазор.
Резистор R 1 – проволочный. Можно использовать стальную проволоку диаметром 6 – 8 мм и длиной несколько метров. Длина зависит от напряжения вторичной обмотки вашего трансформатора и от тока, который вы хотите получить. Чем длиннее проволока, тем меньше ток. Для удобства ее лучше намотать в виде спирали.
Получившийся у вас сварочный выпрямитель допускает сварку прямой и обратной полярности.
Сварка прямой полярности – на электрод подается «минус», на изделие «плюс».
Сварка обратной полярности – на электрод подается «плюс», на изделие – «минус» (показано на рис. 4. 1.).
Если трансформатор Тр 1 имеет свою регулировку тока, то лучше всего установить на нем максимальный ток, а избыток тока гасить сопротивлением R 1.
Сварка чугуна
Практикой частных сварщиков отработаны два надежных и эффективных способа сварки чугуна.
Первый используется для сварки изделий простой конфигурации, там, где чугун может «потянуться» вслед за остывающим швом. Следует учитывать, что чугун – абсолютно непластичный металл, а каждый остывающий шов делает поперечную усадку примерно на 1 мм.
Таким способом можно сваривать отвалившееся ушко станины, лопнувший пополам чугунный корпус и так далее.
Перед сваркой трещину разделывают V -образной разделкой на всю толщину металла.
Заваривать разделку можно любым электродом, хотя лучшие результаты дает сварка электродом марки УОНИ (с любыми цифрами) на постоянном токе обратной полярности.
Накладки следует наваривать во всех возможных местах. Чем их больше, тем сварное соединение прочнее. Наваривать накладки следует вдоль действующего усилия.
Сварные конструкции с накладками часто оказываются прочнее исходной чугунной отливки.
Второй способ разработан для изделий сложной конфигурации: блоков цилиндров, картеров и так далее. Чаще всего он используется для устранения течи различных жидкостей.
Перед сваркой трещина очищается от грязи, масла, ржавчины.
Для сварки используется медный электрод марки «Комсомолец» диаметром 3 – 4 мм. Ток постоянный обратной полярности.
Перед сваркой трещину или заплатку ставят на точечные прихватки.
Сварку ведут короткими швами вразброс. Первый шов выполняется в любом месте. Длина его не более 3 см.
Сразу после проварки шва его интенсивно проковывают молотком.
Остывающий шов уменьшается в размерах, а проковка, наоборот, его раздает. Проковку выполняют примерно полминуты.
Затем дожидаются полного остывания металла. Остывание контролируют рукой. Если прикосновение ко шву не вызывает болезненных ощущений, сваривают второй короткий шов такой же длины.
Второй и все последующие швы сваривают как можно дальше от предыдущих. После сварки каждого короткого шва идет проковка и остывание.
Последними проваривают замыкающие участки между короткими швами. В результате получается сплошной шов.
Определение сорта стали по искре
В ремонтной практике достаточно много случаев сварки сталей, неизвестных по химическому составу. Без определения состава таких сталей качественная их сварка невозможна.
Существует способ определения содержания углерода в стали с точностью до ±0,05%. Он основан на соприкосновении испытываемого металла с вращающимся наждачным кругом. По форме образующихся при этом искр можно судить как о процентной доле углерода, так и о наличии легирующих примесей.
Углерод в отделяемых частичках металла сгорает, образуя вспышки в виде звездочек. Звездочки характеризуют содержание углерода в испытуемой стали. Чем выше в ней содержание углерода, тем усиленнее сгорают частички углерода и тем больше число звездочек (Рис. 4. 7.).
Такую пробу желательно проводить на карборундовом круге с зернистостью 35 – 46. Скорость вращения 25 – 30 м/сек. Помещение должно быть затемнено.
1 – искра имеет вид светлой, длинной, прямой линии с двумя утолщениями на конце, из которых первое светлое, а второе темно-красное. Весь пучок искр светлый и имеет продолговатую форму;
2 – от первого утолщения начинают отделяться новые светлые искры. Пучок искр становится короче и шире предыдущего, но тоже светлый.
3 – пучок искр получается короче и шире. От первого утолщения отделяется целый сноп искр светло-желтого цвета;
4 – на концах искр, отделяющихся от первого утолщения, наблюдаются блестяще-белого цвета звездочки;
5 – образуются длинные искры красноватого цвета с характерными отделяющимися звездочками;
6 – длинная прерывистая (пунктирная) искра темно-красного цвета со светлым утолщением на конце;
7 – двойная прерывистая (пунктирная) искра со светлыми утолщениями на концах, толстая и длинная - красного цвета, тонкая и короткая – темно-красного цвета;
8 – искра такая же, как и в пункте №7, с той лишь разницей, что искры имеют разрыв.
Обучение методу искровой пробы следует начинать с образцов известных марок стали.
Применяя этот метод, следует учитывать, что сталь в закаленном состоянии дает более короткий пучок искр, чем незакаленная.
Пробу на искру необходимо брать на глубине 1 – 2 мм от поверхности, так как на поверхности металла может быть обезуглероженный слой.
При соприкосновении с наждачным кругом цветных металлов и их сплавов, в которых углерод отсутствует, искр не получается.
Сварка среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали
Среднеуглеродистые стали сваривают электродами с небольшим содержанием углерода. Глубина провара должна быть небольшая, поэтому применяют постоянный ток прямой полярности. Величина тока выбирается пониженная.
Все эти мероприятия снижают содержание углерода в металле шва и предупреждают появление трещин.
Для сварки используют электроды УОНИ-13/45 или УОНИ-13/55.
Некоторые изделия перед сваркой необходимо нагревать до температуры 250 - 300°С. Лучше всего полный нагрев изделия; если это невозможно, то применяют местный нагрев газовой горелкой или резаком. Нагрев до более высокой температуры недопустим, так как вызывает появление трещин из-за увеличения глубины провара основного металла и вызываемого этим повышения содержания углерода в металле шва.
После сварки изделие укутывают термоизолирующим материалом и дают возможность медленно остыть.
В случае необходимости после сварки производится термическая обработка: изделие нагревают до темно-вишневого цвета и обеспечивают медленное охлаждение.
Высокоуглеродистую сталь сваривать труднее всего. Сварных конструкций из нее не изготавливают, но в ремонтном производстве сварка применяется. Для сварки такой стали лучше всего применять те же методы, что описывались ранее для сварки чугуна.
Сварка марганцовистой стали
Марганцовистая сталь применяется для деталей с высокой износостойкостью: ковшей землечерпалок, зубьев ковшей экскаваторов, железнодорожных крестовин, шеек камнедробилок, тракторных траков и так далее.
Для сварки применяют электроды ЦЛ-2 или УОНИ-13нж.
Сварочный ток выбирается из расчета 30 – 35А на 1 мм диаметра электрода.
При сварке образуется большое количество газов. Для облегчения их выхода из расплавленного металла наплавку следует выполнять широкими валиками и короткими участками, иначе шов получается пористый.
Сразу после сварки требуется проковка.
Для повышения твердости, прочности, вязкости и износоустойчивости наплавки необходимо после наложения каждого валика, пока он еще нагрет до красного каления, производить закалку с помощью холодной воды.
Сварка хромистой стали
Хромистые стали применяются как нержавеющие и кислотостойкие для изготовления аппаратуры нефтеперерабатывающей промышленности.
Сварку хромистых сталей необходимо выполнять с предварительным нагревом до температуры 200 - 400°С.
При сварке используется пониженная сила тока из расчета 25 – 30 А на 1 мм диаметра электрода.
Применяют электроды ЦЛ-17-63, СЛ-16, УОНИ-13/85 на постоянном токе обратной полярности.
После сварки изделие охлаждают на воздухе до температуры 150 - 200°С, а затем производят отпуск.
Отпуск производят путем нагрева изделия до температуры 720 - 750°С с выдержкой при такой температуре не менее часа и последующим медленным охлаждением на воздухе.
Сварка вольфрамовой и хромовольфрамовой стали
Такая сталь используется для изготовления режущего инструмента.
С помощью сварки режущий инструмент можно изготовить двумя способами:
1) приваркой готовых пластин быстрорежущей стали на держатель из малоуглеродистой стали;
2) наплавкой быстрорежущей стали на малоуглеродистую сталь.
Готовые пластины наваривают способами:
1) используя контактную сварку;
2) с помощью аргоновой сварки неплавящимся электродом;
3) используя газовую пайку высокотемпературным припоем;
4) плавящимся электродом постоянного тока.
Для наплавки можно использовать отходы быстрорежущей стали: поломанные сверла, резцы, зенкеры, развертки и др.
Эти отходы можно наплавлять с помощью газовой или аргоновой сварки, а также изготавливая из них электроды для электродуговой сварки.
После наплавки инструмент отжигают, обрабатывают механическим путем, затем подвергают трехкратной закалке и отпуску.
Сварка высоколегированной нержавеющей стали
Нержавеющая сталь в быту нашла довольно широкое применение: из нее изготавливают различные емкости, теплообменники, водонагреватели. Используют в частных банях как жаростойкую.
Отличить такую сталь от обычной можно по трем характерным признакам:
1) «нержавейка» отличается светло-стальным цветом;
2) при приложении постоянного магнита не притягивается, хотя бывают и исключения;
3) при обработке на наждачном круге дает мало искр (или совсем не дает).
Нержавеющая сталь обладает повышенным коэффициентом линейного расширения и пониженным коэффициентом теплопроводности.
Увеличенный коэффициент линейного расширения вызывает большие деформации сварного соединения вплоть до появления трещин. Некоторые сварные конструкции из «нержавейки» перед сваркой желательно подогреть до температуры 100 - 300°С.
Низкий коэффициент теплопроводности вызывает концентрацию тепла и может привести к прожиганию металла. По сравнению со сваркой обычной стали такой же толщины при сварке «нержавейки» ток уменьшают на 10 – 20%.
Для сварки применяют постоянный ток обратной полярности.
Используют электроды марки ОЗЛ-8, ОЗЛ-14, ЗИО-3, ЦЛ-11, ЦТ-15-1.
Одно из главных условий при сварке – поддержание короткой дуги, это обеспечивает лучшую защиту расплавленного металла от кислорода и азота воздуха.
Коррозионная стойкость швов увеличивается при ускоренном их остывании. Поэтому сразу после сварки швы поливают водой. Поливание водой допустимо только для той стали, которая после сварки не дает трещин.
Сварка алюминия и его сплавов
Сварку покрытыми электродами применяют для алюминия и сплавов толщиной более 4 мм.
Для сварки технического алюминия применяют электроды марки ОЗА-1.
Для заварки литейных дефектов применяются электроды ОЗА-2.
В последнее время электроды марки ОЗА заменяются более совершенными электродами марки ОЗАНА.
Обмазка электродов для сварки алюминия сильно впитывает влагу. При хранении таких электродов без влагозащиты обмазка в буквальном смысле слова может стечь со стержня. Поэтому такие электроды хранят в пластиковом пенале со средствами влагопоглощения. Перед сваркой их дополнительно просушивают при температуре 70 – 100°С.
Перед сваркой алюминиевые детали обезжиривают ацетоном и зачищают до блеска металлической щеткой.
Сварку производят на постоянном токе обратной полярности.
Сварочный ток 25 – 32 А на 1 мм диаметра стержня электрода.
Деталь перед сваркой прогревают до температуры 250 - 400°С.
Сварку необходимо выполнять непрерывно одним электродом, так как пленка шлака на детали и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги.
Если есть возможность, с обратной стороны шва укладываются подкладки (см. газовая сварка алюминия).
Электродуговой сваркой получают швы среднего качества.
Сварка меди и ее сплавов
Чистая медь хорошо поддается сварке, и ее рекомендуется варить двумя способами. Способ сварки зависит от толщины детали.
При толщине изделия не более 3 мм лучше всего использовать сварку угольным электродом. Сварка выполняется постоянным током прямой полярности при длине дуги 35 – 40 мм.
В качестве присадочного материала можно использовать электротехнический провод. Не забудьте перед сваркой очистить его от изоляции.
Для повышения качества шва на свариваемые кромки и на присадочную проволоку наносят флюс, состоящий из 95% прокаленной буры и 5% металлического порошкообразного магния. Можно использовать одну буру, но результаты будут хуже. Если не требуется высокое качество шва, флюс не применяется.
Техника безопасности при электродуговой сварке
Электродуговая сварка имеет несколько вредных для здоровья сварщика факторов: напряжение электрического тока, излучение электрической дуги, газы, искры и брызги металла, термический нагрев, сквозняки.
Предельно допустимым напряжением холостого хода сварочного трансформатора считается 80 В, а сварочного выпрямителя 100 В. В условиях сухой погоды такое напряжение практически не ощущается, но в условиях влажности начинается довольно ощутимое покалывание руки. Это же самое может наблюдаться при нахождении сварщика на свариваемой металлической детали, а тем более внутри нее.
При сварке в сырую погоду, а также стоя на металле, независимо от погоды, необходимо использовать резиновые перчатки, резиновый коврик, резиновые калоши. Перчатки, коврик и калоши должны быть из диэлектрической резины, то есть той, что используют электрики. Резиновые изделия, продающиеся для бытового использования, электроизолирующими не являются.
Для защиты сварщика от случайного пробоя трансформатора используется защитное заземление. Устройство заземления описано в Главе 1.
Для уменьшения вероятности электрического удара лучше всего использовать трансформаторы с невысоким напряжением холостого хода.
Защитой от излучения дуги является костюм сварщика, маска с набором стекол, рукавицы. Верхний ворот костюма всегда застегивайте, иначе у вас появится несмываемый «галстук».
Ультрафиолетовое излучение дуги с достаточной степенью надежности ослабляется столбом воздуха в 10 м, поэтому не подпускайте никого к месту сварки ближе, чем на 10 м (особенно детей!).
В состав покрытия электродов входят газообразующие вещества, поэтому покрытые электроды сильно дымят. Единственный способ защиты от дыма – принудительная вентиляция. Устройство такой вентиляции описано в Главе 1.
С вентиляцией связан еще один неблагоприятный фактор в работе сварщика – сквозняки. Нагрузка сварщика в процессе работы является чаще всего статической, то есть сварщик работает практически неподвижно. При этом не происходит саморазогрева тела, что может привести к переохлаждению.
Как показывает опыт многих сварщиков, никакая закалка от сквозняков не помогает. Более надежная защита – теплая одежда, особенно в районе пояса (сварщик работает согнувшись).
Теплая одежда может оказать и отрицательное влияние. При переходе к динамической нагрузке сварщик начинает потеть, пот вместе со сквозняком вызывает гарантированную простуду.
Лучший вариант избежать простуды – поставить приточный тепловентилятор. Он должен подогревать приточный воздух до плюсовой температуры даже в сильный мороз. Если вы в такие морозы предпочитаете не работать, то мощность вентилятора достаточна в 3 кВт.
Довольно неприятным явлением считаются брызги металла. Попадая на костюм, в обувь, они вызывают тление защитной одежды или пожар, если рядом горючие вещества. Приобретите кожаную защитную одежду и кирзовые сапоги – и вы в достаточной степени защитите свое тело.
При сварке на больших токах и электродуговой резке металла держатель электродов, сварочные провода и сварочная маска могут перегреваться. Поэтому не касайтесь лицом металлических частей маски, а на рукоятку держателя наденьте теплоизолирующий рукав. Регулярно проверяйте все соединения проводов – они могут стать причиной пожара.
Вышеуказанные правила применяются и для других видов электрической сварки: аргоновой, полуавтоматической, контактной.
Существует множество видов сварочных аппаратов, среди которых наиболее известны следующие: устройства механической сварки с применением плавящихся электродов; оборудование для аргонно-дуговой сварки неплавящимися электродами; для сварки с применением флюса автоматически плавящимися электродами. Помимо этого, есть генераторы для сварки, трансформаторы, инверторы и устройства для контактно-точечной сварки. Для работы с каждым типом металлов предусмотрены вполне определенные электроды.
По своему устройству аппарат для работы с постоянным током значительно сложнее агрегата переменного тока, поскольку в нем для получения на выходе постоянного напряжения установлен выпрямитель с диодным или тиристорным мостом. Однако мощность сварочного аппарата на выходе значительно меньше потребляемой за счет падения ее на самом выпрямителе.
Говоря иными словами, коэффициент полезного действия его невысок, и это является серьезным недостатком с точки зрения экономии электроэнергии. Однако благодаря стабильной дуге и возможности работать с различными металлами, его можно было бы отнести к разряду профессионального оборудования.
Сварочный аппарат переменного тока – в чем его особенность?
Намного дешевле предыдущего образца сварочный аппарат переменного тока , также работающий с плавящимися электродами. Он отлично подходит для работы с черными металлами, позволяет сваривать их внахлест и встык.
Если используется этот сварочный аппарат, 220 вольт являются рабочим напряжением, однако при холостом ходе оно может меняться в зависимости от применяемых электродов, которые могут быть как с фтористо-кальциевым, так и с рутиловым покрытием. Аппарат очень прост в эксплуатации, предусматривает плавную регулировку силы тока, которая зависит от выбранного для работы электрода.
Этот трансформаторный сварочный аппарат может с успехом применяться как в домашних, так и в заводских условиях. Электросварочные аппараты рассчитаны на работу от сети 220 или 380 вольт и соответственно называются одно- или трехфазными. В зависимости от этого меняется схема подключения сварочных проводов.
Сварочный аппарат однофазный подключается присоединением одного сварочного провода к «фазе», другого – к разъему «нейтраль» и третьего – к заземлению «ноль». Иначе подключается трехфазный сварочный аппарат. Два конца сварочного кабеля подключаются к любым двум «фазам», а третий – к защитному «нулю».
Следует отметить, что если использует сварочный аппарат 380 вольт, то он считается более мощным, чем подключающийся к сети в 220 вольт, но не только таким образом можно увеличить производительность.
Инверторы – повышаем мощность сварочного аппарата
До сих пор мы рассматривали сварочные аппараты, в которых в качестве преобразователя входного напряжения используется обычный силовой трансформатор. Именно им и определяются солидные габариты и большой вес данного типа оборудования. Однако оно надежно и недорого.
Но существуют и другие виды устройств, в которых в качестве преобразователя напряжения используются так называемые инверторы – полупроводниковые усилители. Малые габариты и масса сделали их едва ли не самым востребованным видом сварочных агрегатов.
При уровне КПД, достигающем 85%, аппарат работает с разными металлами, гарантируя высокую скорость, качество и точность сварки. Инверторные аппараты имеют различную мощность и могут подключаться к сетям и в 220, и в 380 вольт.
При выборе сварки у покупателей возникает вопрос: купить инверторный сварочный аппарат постоянного тока или переменного? Оба типа инверторов имеют свои достоинства и недостатки, однако стоит отметить, что сегодня сварки переменного тока уходят в прошлое, их заменяют более совершенные сварочные аппараты токовыпрямительного или постоянного тока.
Какой аппарат выбрать?
Что выбрать - выпрямитель или трансформатор?
Сварочные аппараты переменного тока, имеют следующие преимущества:
- простая конструкция;
- минимум поломок, большой рабочий ресурс;
- возможность регуляции силы сварного тока.
- низкий КПД;
- разбрызгивание металла при сварке;
- большие габариты.
- высокое качество сварных швов;
- высокий КПД;
- наличие возможности регулировать силу тока, защитный блок;
- сварка любых металлов, в т.ч. низколегированных и пр.
Как измерить силу тока сварочного инвертора?
Основная характеристика сварочных инверторов - сила тока, чем она выше, тем производительней будет аппарата. Стоимость сварки тоже напрямую зависит от этого показателя.
Для бытового использования достаточно инвертора с параметрами до 160 А, подключаемого к электросети 220 В. Если же в электросети присутствуют скачки напряжения, то рекомендуется приобретать полупрофессиональный аппарат с токовыми характеристиками 200 А. Измерить силу тока аппарата - несложно. Обычно данный показатель исправного инвертора соответствует заявленной производителем, но если есть сомнения в исправности аппарата, то показания можно измерить, используя цифровой милливольтметр или стрелочный микроамперметр. Однако учтите, что показания приборов зависят от длины сварочной дуги, диаметра электрода, правильности измерения.
Также немаловажным показателем является мощность сварочного аппарата. Как правило, она не указывается в паспорте, но зная максимально выдаваемую сваркой силу тока и другие параметры можно вычислить количество потребляемых кВт.
