1. зварювальний трансформатор
2. зварювальний випрямляч
3. зварювальний генератор
4. Зварювальний інвертор
5. Зварювальний напівавтомат
6. Зварювальний апарат своїми руками
7. Як вибрати зварювальний апарат

У цій статті: види зварювальних апаратів, принцип їх роботи, характеристики, ГОСТи; вартість зварювальних апаратів; як зробити зварювальний апарат своїми руками; критерії вибору зварювального апарату.

серед усього будівельного обладнання зварювальний апарат займає особливе місце хоча б тому, що жодне будівництво без нього не обходиться - іншого способу надійно з'єднати металеві конструкції і труби просто не існує. Що могло б замінити зварене з'єднання? Кріплення анкерами, болтами або заклепками, з'єднання труб хомутами - всі ці та подібні до них способи дають або тимчасове рішення проблеми, або непридатні по безлічі причин. Зварювальні апарати бувають різних конструкцій і типів - трансформатори, випрямлячі, інвертори, генератори, напівавтомати - розібратися в цьому різноманітті допоможе ця стаття.

зварювальний трансформатор

Його завдання - зниження напруги з електричної мережі до необхідного рівня (нижче 141 V) і регулювання зварювального струму до бажаних значень.

Конструкція будь-якого трансформатора повинна відповідати ГОСТ 95-77, вона включає в себе сталевий магнітопровід (сердечник) і дві обмотки в ізоляції - первинну (підключається до мережі) і вторинну (з'єднана з власником електродів і об'єктом зварювання). У трансформаторах популярної серії ТДМ первинна обмотка жорстко з'єднана з сердечником, котушки вторинної обмотки віддалені від котушок первинної (їх по дві на кожну обмотку) на деяку дистанцію. Запалювання дуги вимагає напруги на вторинній обмотці в діапазоні 55-60 V, для більшості електродів , Що застосовуються при ручному зварюванні, достатньо 50 V.

Обертанням гвинта за допомогою ручки з'єднані з сердечником котушки вторинної обмотки переміщуються по вертикалі - виконується настройка зварювального струму до необхідних параметрів. При зближенні обмоток (рукоять обертають за годинниковою стрілкою) зменшуються індуктивний опір і магнітний потік розсіювання, зварювальний струм при цьому зростає, зворотним обертанням досягається його зменшення. Діапазон регулювання зварювального струму: при паралельному з'єднанні котушок в обох обмотках - 65-460 А, при послідовному - 40-180 А. Рукоятка на кришці трансформатора призначена для перемикання діапазонів струму.

Що відбувається в зварювальному трансформаторі при підключенні його до мережі змінного струму? Надходження змінного струму в первинну обмотку викликає намагнічування сердечника. Пройшовши через вторинну обмотку, магнітний потік сердечника викликає в ній змінний струм більш низької напруги, ніж надходить на первинну обмотку. При більшій кількості витків на вторинній обмотці напруга буде більш високим, при меншому - напруга нижче.

Величина зварювального струму регулюється за допомогою керованого індуктивного опору, змінює потік магнітного розсіювання. Способів зміни зварювального струму два: переміщувані котушки (як в трансформаторах ТДМ), магнітні шунти або виткове (ступеневу) регулювання; доповнення конструкції трансформаторів реактивної котушкою. Вибір способу регулювання залежить від магнітного розсіювання в даному трансформаторі: при підвищеному розсіюванні використовується перший спосіб регулювання; при нормальному - другий.

ККД зварювальних трансформаторів невисокий - рідко перевищує 80% бар'єр, їх вага значний. Проводячи зварювальні роботи з цим обладнанням складно домогтися високої якості шва, хіба що використовувати особливі стабілізуючі електроди, здатні поліпшити зварений шов. Однак мінуси зварювальних трансформаторів компенсуються невисокою ціною (від 6 000 руб.) І їх невибагливістю.

зварювальний випрямляч

Цей апарат вимагає підключення до мережі постійного струму. Конструкція випрямляча включає в себе блок вентилів, трансформатор і дросель (в деяких моделях) - виконання по ГОСТ 13821-77. Найбільшого поширення набули багатофазні випрямлячі - їх габарити значно менше, ніж у трансформаторів, тому їх простіше використовувати в зварювальних роботах. Вентилі в конструкції випрямлячів можуть бути кремнієвими або селеновими - перший їх тип володіє меншими розмірами, але вимагає додаткового охолодження. ККД селенових вентилів нижче, але вони мають більшу стійкість до перевантажень, ніж кремнієві.

Регулювання зварювального струму в випрямлячі виконується трьома способами: збільшенням / зменшенням дистанції між обмотками; за допомогою дроселя насичення; обмоток трансформатора, розділених на секції. Схеми, за якими збираються зварювальні випрямлячі - трифазна мостова і однофазна мостова з двухполуперіодним випрямляння. Збірка за першою схемою більш поширена, тому що побудований за нею випрямляч містить в конструкції менше число вентилів - при цьому зварювальний дуга горить більш стійко.

Зварювальний випрямляч вкрай нестійкий до перегріву - необхідно постійно стежити за справністю вентиляторів обдування, інакше зварювальний апарат згорить. Вартість зварювального випрямляча - від 12 000 руб.

зварювальний генератор

Складається з двох основних елементів - генератора постійного струму і асинхронного двигуна, встановлених в одному корпусі (якір генератора і ротор двигуна встановлені на загальний вал). Технічні вимоги до конструкції зварювальних генераторів наведені в ГОСТ 304-82.

Зварювальні генератори створюються за кількома схемами, серед яких найбільш популярні дві. Перша - обмотка збудження незалежна, розмагнічування відбувається через послідовну обмотку. Харчування такого генератора виконується через випрямляч з селеновими вентилями від мережі змінного струму - утворюється магнітний потік, індукуючий напруга на щітках генератора, що викликає збудження дуги. Змінюючи (перемикаючи) на послідовній обмотці число витків, оператор зварювання регулює зварювальний струм до необхідних характеристик.

Друга за популярністю схема зварювального генератора - обмотка збудження паралельна, обмотка розмагнічування послідовна. Для магнітних полюсів таких генераторів потрібно феромагнітна сталь - вони повинні володіти залишковим магнетизмом. В якості джерела живлення використовується бензиновий (дизельний) двигун.

За своїми характеристиками зварювальні генератори далеко не ідеальні - вони дороги (середня ціна - від 50 000 руб.), Мають складну конструкцію, їх ККД низький (0,7), високий витрата електроенергії (5 кВт / год на кг розплавленого металу). Однак в польових умовах без них не обійтися - тільки бензинові (дизельні) зварювальні генератори забезпечать запалювання і стійкість дуги в відсутності електромережі.

Зварювальний інвертор

Цей зварювальний агрегат побудований на транзисторних електричних схемах. ГОСТ на пристрій і робочі параметри зварювальних інверторів в Росії не розроблений - кожен виробник розробляє власні ТУ (технічні умови). Принцип його роботи такий: змінний струм з електромережі надходить в випрямляч (перетворюючись в постійний струм), потім в силовий модуль, де постійний струм знову стає змінним, але вже з більш високою частотою. Наступний етап - високочастотний трансформатор, звідки випрямлена напруга направляється на зварювальну дугу.

Конструкція зварювального інвертора відмінна від пристрою зварювальних трансформаторів і випрямлячів - в ній немає силового трансформатора. Його робота побудована на інверсії (фазовому зсуві) напруги - посилення струму виконується каскадом і управляється мікропроцесором. Одержуваний в результаті зварювальний струм має практично ідеальне значення, що якісно впливає на зварювальні роботи. Електричні блоки силових схем зварювальних інверторів побудовані на транзисторах MOSFET (МОП - метал / оксид / напівпровідник) або IGBT (біполярний транзистор, затвор ізольований).

Переваги зварювального інвертора: невелика вага (не більше 10 кг) і габарити; високий ККД - 85-90%; мікропроцесор відстежує найменші зміни напруги і струму (залипання електрода в процесі зварювання повністю виключено); «Тонке» регулювання зварювального струму в широкому діапазоні.

Недоліки: висока чутливість до пилу, до зварювальних перевантажень (наприклад, до спроб розрізати метал значної товщини), висока вартість - від 9 000 руб.

Зварювальний напівавтомат

Виповнюється за умовами ГОСТ 18130-79. Складається з джерела живлення (зазвичай зварювальний інвертор або випрямляч), блоку управління, механізму подачі і самої зварювального дроту (d від 0,6 до 2,0 мм), балона з активним газом (вуглекислий газ - MAG-зварювання або аргон - MIG- зварювання). Для роботи на цьому зварювальному апараті держатель електродів (як самі електроди) не використовується - робочим інструментом тут служить пальник, через яку подається дріт. До речі про дріт для зварювальних напівавтоматів - використовується нержавіюча, сталева, флюсова і алюмінієва дроту (краще, якщо з обмедненной). Флюсова дріт також виготовлена ​​зі сталі, однак проводити зварювання з нею можна без створення середовища захисного газу.

Подача захисного газу до об'єкта зварювання дозволяє витіснити кисень, не даючи тому окисляти зварювальний шов, тим самим багаторазово покращуючи характеристики зварювання.

Переваги зварювального напівавтомата: досягнення міцного зварного шва завдовжки до декількох метрів, легка і безпечна зварювання тонкого металу (будь-яких марок сталі і сплавів алюмінію). Блок управління дозволяє зберегти задані режими зварювання, з подальшою їх активацією.

Недоліки: потреба в громіздких балонах з газом, високий витрата недешевого інертного газу (в середньому MIG-зварювання зажадає витрати аргону 9 л / хв).

Середня вартість зварювального напівавтомата складає 11 000 руб. (220 V) і 20 000 руб. (380 V).

Зварювальний апарат своїми руками

Конструкція більшості саморобних зварювальних апаратів вимагають для їх створення певних навичок і специфічних матеріалів. Тим часом, найбільш простий пристрій для зварювання в побуті можна влаштувати і без знання електротехніки - знадобляться лише звичайні автомобільні акумулятори (зійдуть і б / у).

Отже, чотири 12-вольтів акумулятора або два 24-вольтів послідовно з'єднуються електричними кабелями з зажімамі- «крокодилами», до «-» крайнього акумулятора під'єднується кабель з тримачем зварювальних електродів, «+» іншого крайнього акумулятора з'єднується через кабель і затискач зі зварюваної деталлю . Ось і все - просто і ефективно! Такий зварювальний апарат, виконаний своїми руками, має кілька переваг: рівний зварювальний шов (немає ніяких стрибків напруги), незалежність від електромережі в процесі зварювання. Нарешті, по завершенні зварювальних робіт акумулятори можна використовувати за їх прямим призначенням - для 3-х мм електрода знадобиться струм силою в 90-120 A, тобто він не зажадає і 60% від штатної навантаження акумулятора.

Для постійного використання зварювального апарату з акумуляторів знадобиться 54-вольтової зарядний пристрій (якщо акумуляторів чотири) і зарядний струм в 5 A (якщо ємність акумуляторів 55 Ah. Використовуючи саморобний зварювальний апарат з акумуляторів влітку, необхідно періодично доливати в акумуляторні банки дистильовану воду (не водопровідну !) - її рівень буде знижуватися через випаровування. При використанні необслуговуваних акумуляторів ніяких дій з ними виконувати не потрібно.

Як вибрати зварювальний апарат

Перш за все - не покладатися на значну вагу пропонованого апарату. Сучасні зварювальні апарати в порівнянні з «важкими» трансформаторами мають в два-три рази меншу вагу. Кілограми, складові вага апарату для зварювання, особливо відчутні при частому переміщенні від одного об'єкта робіт до іншого - якщо передбачається таке пересування, то варто вибрати найбільш легкий зварювальний прилад.

Від якої мережі буде запитан апарат? На виробництві найчастіше це 380 V, в побуті - 220 V. Варто відразу зазначити - якщо напруга в мережі стрибкоподібно, то краще вибрати зварювальний інвертор, тому що будь-який інший зварювальний апарат просто згорить.

Який метал буде зварюватись? Для кольорового металу або чавуну потрібно зварювальний випрямляч або генератор, тому що тут потрібен постійний струм. Для зварювальних робіт на тонкому металі кузова автомобіля краще підійде напівавтомат. Сварка чорного металу допустима простим зварювальним трансформатором.

При виборі конкретної моделі зверніть увагу, скільки часу може працювати даний апарат без загрози перегріву - в паспорті ці дані будуть вказані під абревіатурою «ПВ» (тривалість включення) або «ПВР» (тривалість часу роботи). У Росії і СНД еталоном є 5 хвилин, в Європі - 10 хвилин. Тобто паспортне значення «ПВ» 20% для вітчизняного зварювального апарату означає, що працювати з ним можна 5 х 20% = 1 хвилину, після чого приладу потрібно чотирихвилинного перерву; для імпортного ті ж 20% означають - 10 х 20% = 2 хвилини роботи і 8 хвилин «відпочинку». Чим менше сила зварювального струму, тим вище значення «ПВ» (менше перегрівається апарат) і навпаки. Оптимальним значенням буде «ПВ» 15-20% (в побуті), 60% (на виробництві).

Вихідні параметри зварювального апарату - чим вище показники напруги і вихідного струму, тим з більш товстим металом він може працювати. З іншого боку при високих параметрах обмотки апарату швидше нагріваються, тобто його швидше відключить вбудований термостат, тому фактичних робочих циклів буде менше, а простоїв - більше. Правильним буде тут зупиниться на приладі з вихідними параметрами, що перевищують необхідні на 30%.

© Абдюжанов Рустам, спеціально для рмнт.ру

11.07.11