Виды сварочных аппаратов

Класс аппарата

Абсолютно все сварочные аппараты подразделяются на два класса: профессиональные и бытовые. К последним принято относить агрегаты, способные выдавать до 200 Ампер и имеющие небольшую продолжительность беспрерывной работы. Чаще всего для них вполне достаточно «бытового» напряжения 220 В со стандартной частотой в 50 Гц. Рабочих характеристик бытовых аппаратов вполне хватает для частного домашнего хозяйства или дачи. С их помощью можно качественно сварить ворота, решетки, навесы, металлические заборы, каркасы для теплиц, трубы, регистры и котлы отопления и др.

Мощность профессиональных аппаратов составляет более 200 Ампер. Такие сварочники подключаются к «промышленным» электросетям 380 В/50 Гц. Они отличаются от бытовых моделей более значительным весом, поэтому большинство из них оснащается колесами для транспортировки. Сварочные аппараты профессионального типа в самых различных отраслях промышленности и производства. Например, при монтаже металлоконструкций или трубопроводов (водяных, нефтяных и газовых).

Оба вида сварочных аппаратов выпускаются как в однофазном, так и в трехфазном варианте. Агрегаты могут быть как переменного, так и постоянного тока – целесообразность использования того или иного вида зависит от свойств металла и требований к надежности и качеству сварного шва. Наиболее распространены сварочные аппараты, которые «варят» штучными электродами – по причине доступной цены, долговечности и простого устройства. Они бывают трех видов: инверторы, выпрямители и трансформаторы.


Трансформаторы

Данный вид сварочных устройств относится к самым простым. Они устроены таким образом, что преобразуют переменный электрический ток большого напряжения в переменный ток более низкого напряжения, подходящий для проведения соответствующих сварочных работ. Регулировка силы тока производится с помощью специальной ручки, при вращении которой обмотки катушек смещаются относительно друг друга и самого сердечника. По способу настройки рабочих характеристик трансформаторы бывают трех типов: с увеличенным магнитным рассеиванием, со стандартным магнитным рассеиванием и с фазовым регулированием (тиристорные).

Специфика работы всех трансформаторов обусловлена их «крутопадающими» характеристиками. Применение переменного тока создает непостоянную электрическую дугу, поэтому ее не очень удобно поддерживать (тем более — начинающим сварщикам). По причине непостоянства дуги металл сильно «разбрызгивается», образуется много шлака, поэтому шов получается невысокого качества. Кроме этого, весят агрегаты трансформаторного типа весьма прилично, электроэнергии потребляют много и обладают высокой чувствительностью к «скачкам» напряжения в сети. Хорошо варить трансформатором могут только опытные сварщики. Данный вид сварочных аппаратов широко используется и по сей день – в силу своей долговечности и простоты. С его помощью можно сваривать только «чернуху» и некоторые разновидности чугуна.

Выпрямители

Недостатки сварки переменным током исчезают при использовании сварочных выпрямителей. В аппаратах данного типа не только уменьшено напряжение тока сети, но и переменный ток преобразуется в постоянный. Это становится возможным благодаря наличию электросхемы из диодных полупроводников, которые и способствуют преобразованию синусоидального переменного тока в постоянный линейный ток с так называемыми пологопадающими внешними свойствами. Стабильная дуга сварочного выпрямителя позволяет осуществлять глубокий провар, в разы снизить степень разбрызгивания, качественно выполнять сварные соединения, требующие герметичности. Лучшую защиту получает дуга, сварные швы получаются практически однородными и имеют достаточно хорошую прочность. Необходимость зачистки поверхности рядом со швом от капель металла отпадает.

Выпрямители рассчитаны на любые виды электродов. А использование обратнополярного постоянного тока дает возможность сваривать цветные металлы. Например, алюминиевые сплавы. Ведь поверхность алюминия (даже в состоянии расплава) покрыта оксидной пленкой, которая препятствует формированию свободных атомарных связей – чем и объясняется тот факт, что алюминий не варится обычным способом. Ток обратной полярности разрушает оксидную пленку и освобождает атомы для создания молекулярной решетки между свариваемыми алюминиевыми поверхностями. Сварочными выпрямителями без проблем варят высоколегированные марки стали, нержавейку, титан и все виды чугуна.



Инверторы

Одна из последних разработок в области сварочного дела – это миниатюрные (по сравнению с трансформаторами и выпрямителями) инверторы. Сварочный аппарат такого типа на 140 Ампер весит примерно столько же, сколько перфоратор. Неудивительно, что мобильность, мощность, автоматизация рабочих настроек и многофункциональность сделали сварочные инверторы самыми популярными среди потребителей. Это оптимальный выбор как для профессионалов, так и для новичков в сварочном деле. Все инверторы устроены достаточно просто. Проходя через сетевой выпрямитель, переменный ток преобразуется в постоянный и одновременно сглаживается. А после этого, при помощи частотного преобразователя (инверторного блока) снова становится переменным, только уже с более высокой частотой. Затем ток поступает в трансформатор высокой частоты, где происходит понижение его напряжения, оттуда – в силовой выпрямитель. Посредством таких «хитрых» манипуляций на выходе сварочный инвертор имеет «высококачественный» постоянный ток значительной мощности.

Работа инверторного блока контролируется микропроцессором, управление которым позволяет получать любой рабочий вольтамперный диапазон. Очень высокая стабильность дуги обусловлена тем, что на выходе ток имеет очень гладкую кривую – практически без колебаний. Благодаря своей тонкой настройке, инверторные аппараты позволяют отлично сваривать даже самый тонкий металл. «Инверторный» шов выглядит просто идеально, разбрызгивания никакого нет. Инверторы потребляют мало электроэнергии – это при КПД свыше 90%. Наличие «опций» импульсной сварки, горячего старта и антизалипания электрода превращает процесс работы в удовольствие. Используя сварочный инвертор, даже новички в состоянии качественно проварить шов. Сегодня инверторы повсеместно применяются для сварки цветных/черных металлов любой марки и толщины, любыми видами электродов и в разнообразных пространственных положениях.



Полуавтоматы

Весьма востребованы сегодня и сварочные полуавтоматы (для сварки MIG/MAG – в среде активного либо инертного газа), позволяющие работать удобно, быстро и качественно. Полуавтоматическим процесс назван потому, что подача специальной электродной проволоки автоматизирована. Конфигурация полуавтоматических аппаратов подразумевает обязательное наличие источника тока, баллона с газом и горелки. Естественно, что понадобится и специальный шланг для подачи газа к горелке. В зависимости от источника тока полуавтоматы подразделяются на инверторы, выпрямители и трансформаторы. В зависимости от того, «что варить», используют и соответствующий газ – углекислый, азот и кислород (активные газы) либо гелий или аргон (инертные газы). Наиболее распространены их смеси. Применение газа позволяет эффективно защитить ванну расплава от негативного воздействия воздуха, дополнительно стабилизировать электрическую дугу и придать металлу сварных швов определенные свойства. Проволока автоматически и непрерывно подается в зону сварки непосредственно через горелку. Поэтому с помощью полуавтоматических сварочников удобно выполнять высокотехнологичные работы, требующие непрерывного сваривания. Кроме того, при правильном подборе газовой смеси и электродной проволоки, можно достичь необходимых металлургических характеристик сварной ванны.

Также существуют полуавтоматы «под сварку» не стандартной стальной проволокой, а так называемой самозащитной порошковой. Последняя отличается наличием наружной оболочки из металла и сердечника из разного по химическому составу флюса. Поэтому при сгорании такой проволоки возникает газовое облако, которое обеспечивает надежную защиту сварной ванны от контакта с воздухом. А порошковая «химия» стабилизирует электродугу и придает металлу требуемые свойства. Определенные модели полуавтоматических агрегатов являются универсальными – они работают как «на газе», так и применением самозащитной проволоки. Механизмы, подающие проволоку, могут быть «отдельными» или интегрированными в сам аппарат. По количеству роликов автоматические подающие системы бывают двух/четырехроликовыми. Сами ролики тоже могут быть разными – в зависимости от того, какой проволокой будет «заправляться» сварочник – порошковой, алюминиевой, латунной, стальной и т.д. Выбор диаметра и вида проволоки зависит, естественно, от металла, с которым работать. Что касается настройки и регулировки рабочих характеристик полуавтоматов, то она может осуществляться как вручную, так и автоматически – с использованием современных электронных систем. Сварочные агрегаты MIG/MAG позволяют работать с любыми металлами (в том числе – с разнородными) и отличаются высокой производительностью. С помощью полуавтомата можно высококачественно проварить как самый тонкий, так и металл значительной толщины. Недостатков у сварочных полуавтоматов не так много – работа на постоянном токе, разбрызгивание металла, и довольно значительные потери «на угар» металла.


Сварочные установки TIG

Данный вид сварочного оборудования заслуживает того, чтобы поговорить о нем отдельно. Сварочники TIG (особенно – инверторы) позволяют добиться высочайшего качества сварочного шва, отличаются исключительной надежностью и выглядят эстетично. Профессиональные установки такого типа используются при проведении работ с самым высоким уровнем ответственности. TIG-сварка проводится с применением графитовых или вольфрамовых неплавящихся электродов, установленных в горелке. Ток – переменный либо постоянный, инертный защитный газ – азот, аргон, гелий и их смеси. Преимущество сварки по данной технологии заключается в том, что неплавящиеся электроды обеспечивают отсутствие капельного переноса в сварную ванну электродного металла. Следовательно, обязательно используются металлические присадки – в виде проволоки или ленты. Присадки имеют разные химические свойства, поэтому возможно без труда изменять и свойства сварных швов. При сварки медных и алюминиевых сплавов применяется переменный ток. Постоянный ток «идет» на чугун и сталь. Аргонодуговые сварочники предназначены для профессионалов, так как сварочный процесс является достаточно сложным и требует немалого опыта и знаний. Новичкам лучше начинать с чего-нибудь    попроще. TIG-сварочники позволяют качественно варить все, что угодно – цветные металлы и их всевозможные сплавы, все виды стали и чугуна.



Точечная сварка

Без точечной сварки не обойтись в том случае, когда требуется локально сварить детали. Поэтому «точечные» сварочники (споттеры) широко применяются в автопромышленности, в мастерских по ремонту автомобилей и частном «гаражном» хозяйстве. Для СТО, специализирующихся на кузовном ремонте авто, наиболее подходящим вариантом будет приобретение универсальной и мощной сварочной установки. Для небольшой автомастерской или гаража достаточно иметь специальные клещи точечной сварки. Работа точечных сварочников основана на следующем принципе: электрический ток применяется для сваривания металлов под давлением – для этого заготовки внахлест зажимаются между двумя электродами из меди. Дуга проходит от электрода к электроду сквозь металл, вызывая его локальное расплавление и сваривая заготовки. Прочность соединения обеспечивается усилением давления клещей тогда, когда прекращается кратковременное действие дуги. Расплавленный в ванне металл кристаллизуется и создает сварочное соединение. Точечная сварка применяется в основном для листового металла. При необходимости скрепления между собой листов большой площади «по центру» применяют специальный односторонний сварочный пистолет. Ток при точечной сварке используется кратковременно, но может доходить до 9000 Ампер. Для споттеров существует множество различных «аксессуаров» — заклепок, петель, шпилек, рихтовочных крючков и т.п. Точеная сварка – это эстетичный, высокопроизводительный и надежный способ соединения металлов.