Никакой магии или как работает сварочный инвертор


26.07.2019

На территории Российской Федерации, сварки для переменного тока заключается в используемой частоте в 50 Гц. В качестве источника питания используется сеть с напряжением 220В. А все трансформаторы для сварки, имеют первичную и вторичную обмотку.

В агрегатах, которые используются в промышленной зоне, регулирования тока осуществляют по-разному. Например, с помощью подвижных функций обмоток, а также магнитного шунтирования, дроссельного шунтирования различного типа. Используют также магазины балластных сопротивлений (активных) и реостат. Такой выбор силы сварочного тока нельзя назвать удобным способом, благодаря сложной схеме конструкции, перегревов и дискомфортом при переключении.

Более удобным способом урегулировать сварочный ток, можно, если намотать вторичку (вторичную обмотку), сделав отводы, что позволит изменять напряжение при переключении количество витков.

Но контролировать напряжение в широких пределах, в этом случае, не получится. Также отмечают определенные недостатки при корректировке с вторичной цепи.

Таким образом, регулятор сварочного тока, на начальных оборотах пропускает через себя ток высокой частоты (ТВЧ), что влечет за собой громоздкость конструкции. А стандартные переключатели вторичной цепи, не предусматривают нагрузку в 200 А. Зато в цепи первичной обмотки, показатели в 5 раз меньше.

В результате был найден оптимальный и удобный инструмент, при котором регулирование сварочного тока не кажется такой запутанной — это тиристор. Специалисты всегда отмечают его простоту, удобство в управлении и высокую надежность. Сила сварочного тока зависит от отключения первичной обмотки на конкретные промежутки времени, на каждом из полупериодов напряжения. При этом средние показатели напряжения снизятся.

Принцип работы тиристора

Детали регулятора подключены как параллельно, так и встречно друг другу. Они постепенно открываются импульсами тока, которые образуются транзисторами vt2 и vt1. При запуске прибора оба тиристора закрыты, С1 и С2 это конденсаторы, они будут заряжаться через резистор r7. В тот момент, когда напряжение любого из конденсаторов достигнет напряжения лавинной пробивки транзистора, то открывается, и через него и идет ток разряда, общего с ним конденсатора. После открытия транзистора открывается соответствующий ему тиристор, он подключит нагрузку в сеть. Затем начинается противоположный по признакам полупериод переменного напряжения, предусматривает закрытие тиристора, затем следует новый цикл подзарядки конденсатора, уже в противоположной полярности. Далее открывается следующий транзистор, но опять подключит нагрузку в сеть.

Ссора постоянным и переменным током

В современном мире, в большей степени используется сварка с постоянным током. Это связано с возможностью уменьшения количества присадочного материала электродов в сварном шве. Но при сварке переменным напряжением, можно добиться очень качественного результата сварки. Источники сварочного тока, работающих с переменным напряжением можно разделить на несколько видов:

  1. Приборы для аргонодуговой сварки. Здесь используются специальные электроды, не плавятся, благодаря этому аргон сварки становится максимально комфортной;
  2. Аппараты для производства РДС переменным электрическим током;
  3. Оборудование для сварки с помощью полуавтомата.

А методы сварки переменным способом делятся на два типа:

  • использование неплавящимся электродом;
  • искусственные электроды.

Ссора постоянным током бывает двух типов, обратная и прямой полярности. Во втором варианте сварочный ток движется от минуса к положительному показателя, а тепло концентрируется на заготовке. А обратная концентрирует внимание на торце электрода.

Сварочный генератор для постоянного тока состоит из двигателя и самого генератора тока. Их используют для ручной сварки в монтажных работ и в полевых условиях.

изготовления регулятора

Чтобы изготовить систему управления для сварочного тока, потребуются следующие компоненты:

  1. резисторы;
  2. Проволока (нихромовая)
  3. катушка;
  4. проект или схема прибора;
  5. переключатель;
  6. Пружина из стали;
  7. Кабель.

Виды сварочных аппаратов

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:

  1. с использованием постоянного тока;
  2. аппараты переменного тока;
  3. трёхфазные устройства;
  4. сварочные инверторы.

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.

Эксплуатация балластного соединения

Показатель балластного сопротивления регулирующего аппарата находится на уровне 0,001 Ом. Он подбирается путем эксперимента. Непосредственно для получения сопротивления, преимущественно используется сопротивление проволоки больших мощностей, их применяют в троллейбусах или на подъемниках.

Уменьшить сварочное напряжение высокой частоты, можно даже используя стальную пружину для дверей.

Такое сопротивление включается стационарно или по-другому, чтобы в будущем была возможность с легкостью отрегулировать показатели. Один край этого сопротивления подключается к выходу конструкции трансформатора, другой обеспечивается специальным инструментом для зажима, который сможет кувыркаться по всей длине спирали, позволит выбрать нужную силу напряжения. Основная часть резисторов с использованием проволоки большой мощности, осуществляется в виде открытой спирали. Она монтируется на конструкцию в длину полуметра. Таким образом, спираль делается также из проволоки ТЭНа. Когда резисторы, изготовленные из магнитного сплава совместить со спиралью или любой деталью из стали, в процессе работы прохождение тока с высокими показателями, она начнет заметно дрожать. Такой зависимости спираль имеет только до того момента, пока она не растянется.

Как работают сварочные инверторы?

Итак, давайте разберем, как же работает сварочный инвертор. От обычной сети, частота в которой составляет 50 Гц, ток поступает на расположенный в корпусе инвертора выпрямитель. Там переменный ток превращается в постоянный, затем направляется на специальные транзисторы, где снова преобразуется в переменный, но при этом значительно повышается частота тока — до 20 кГц. Далее полученное нами напряжение с высокой частотой проходит процесс понижения, в результате чего оно снижается примерно до 70 Ватт. За счет снижения напряжения повышается сила тока, которая может достигать 200 Ампер, что является необходимым условием для выполнения процесса сварки.

Основным плюсом сварочного инвертора является как раз высокая частота тока на выходе устройства. Не стоит даже сравнивать инвертор с другими возможными источниками питания дуги: он дает множество преимуществ, в сравнении с ними.

Как сделать дроссель самостоятельно?

Вполне реально самостоятельное изготовление дросселя в домашних условиях. Это имеет место при наличии прямого катушки с достаточным количеством витков нужного шнура. Внутри катушки проводятся прямые пластинки из металла от трансформатора. Путем выбора толщины этих пластинок, есть возможность выбора стартового реактивного сопротивления.

Рассмотрим конкретный пример. Дроссель с катушкой с 400 витками и шнура диаметром 1,5 мм, заполняется пластинками с сечением 4,5 квадратных сантиметров. Длина катушки и проведения должна быть одинакова. В результате трансформаторный ток 120 А уменьшится наполовину. Такой дроссель изготавливается с сопротивлением, которое можно менять. Чтобы провести такую ​​операцию, необходимо замерить углубления прохождения стержня сердечника внутрь катушки. С отсутствием этого инструмента, катушка будет иметь незначительное сопротивление, но если стержень будет введен в нее, сопротивление повысится до максимума.

Дроссель, который наматывается правильным шнуром, не будет перегреваться, но, возможно, сердечник будет отличаться сильной вибрацией. Это учитывается при взимании и креплении железных пластин.

  • Оборудование, которое выдает переменный электрический ток
  • применяемые электроды
  • область применения

Что представляет собой сварки переменным током? Сварочные работы — это особый вид работ с металлом, который предназначен для скрепления металлических конструкций. В настоящее время в связи с тока сварки бывает с применением постоянного и переменного электрического тока. Рассмотрим более подробно сварки с помощью подачи переменного электрического тока.

Первым и, пожалуй, самым основным преимуществом сварки переменным током является получение качественного сварного шва. От качества сварного шва зависит прочность всей конструкции, ну а сам эффект прочности достигается благодаря тому, что дуга не имеет никаких отклонений от начальной оси, а это, в свою очередь, является залогом сверхкачественные и сверхнадежного сварного шва.

Вторым же преимуществом является то, что можно использовать менее дорогое оборудование. Об аппаратах, вырабатывающих переменный электрический ток, речь пойдет чуть ниже.

Устройство сварочного инвертора

До недавнего времени инверторный аппарат был достаточно простым по схеме работы. Со временем инженеры дополнили ее электроникой, что повысило функциональность агрегата. Самое интересное состоит в том, что от этого цена сварочного инвертора не стала выше. Как показывает тенденция продаж, она постепенно снижается, что всех и радует.

Внимание! Термин «инверторный» не относится к процессу сварки. Это не методика. Это источник питания аппарата.

В чем заключается принцип действия сварочного аппарата инверторного типа?

  • Работает он от сети переменного тока напряжением 220 или 380 вольт и частотой тока 50 Гц. Включается в обычную розетку, если разговор ведем о бытовом сварочном инверторе.
  • Поступивший в инвертор сварочный ток проходит через фильтр, где он сглаживается и становится постоянным.
  • Полученная электрическая энергия проходит через блок транзисторов (с большой частотой коммутации), в результате получается опять переменный ток только с большей частотой – 20-50 кГц.
  • Далее, напряжение тока преобразуется, оно на выходе инвертора снижается до 70-90 вольт. По закону Ома снижение напряжение дает повышение силы тока. На выходе (на конце электрода) будет сила тока, равная 100-200 ампер. Это и есть сила тока сварки.

Именно высокая частота тока является главным техническим решением в инверторных сварочных аппаратах. Оно позволяет добиться максимальных преимуществ перед другими источниками питания электрической сварочной дуги. В инверторах необходимая для сварки сила тока достигается изменением высокочастотного напряжения. В обычных сварочных трансформаторах этот процесс происходит за счет изменения электродвижущей силы (ЭДС) катушки индукции, которая является основной частью трансформатора.

Именно предварительное преобразование электроэнергии позволяет использовать в инверторах трансформаторные блоки с небольшими размерами. Для сравнения можно привести такой пример. Если необходимо на выходе получить ток силой 160 ампер, то для этого в инверторе потребуется установить трансформатор весом 300 г. Такой же ток на выходе обычных сварочных трансформаторов получится, если в него будет вмонтирован трансформатор с медной проволокой (катушкой) весом 20 кг.

Почему так происходит? Основным элементов сварочного аппарата трансформаторного типа являлся сам силовой трансформатор с катушками первичной и вторичной обмотки. Именно катушка позволяла снижать переменное напряжение и получить на выходе из второй обмотки токи большой величины, пригодные для инверторной сварки металлов. Появляется зависимость от падения напряжения до увеличения силы тока. При этом длина медной проволоки на вторичной обмотке уменьшалась, но увеличивался его диаметр. Отсюда и большие габариты сварочного аппарата, и его большой вес.

Оборудование, которое выдает переменный электрический ток

Все оборудование, предназначенное для сварки переменным током, можно разделить на следующие категории:

  1. Оборудование, предназначенное для полуавтоматической сварки. Данный процесс осуществляется с помощью особой электродной проволоки, в средах защитного (MAG) и инертного (MIG) газов.
  2. Оборудование, предназначенное для осуществления РДС электрическим переменным током. Осуществляется с помощью особых искусственных электродов, с особым покрытием.
  3. Оборудование, с помощью которого можно осуществлять ручную аргонной сварки. Данный метод осуществляется с помощью неплавящимся электродом, изготовленных из вольфрама.
  4. Кроме того, необходимо добавить, что эти аппараты имеют свои собственные аббревиатуры и позволяют производить сварку постоянным или переменным током. Дуговая сварка штучными электродами обозначается как ММА, а аргоновое — TIG.

    Кроме того, методы сварки подразделяются на следующие виды:

    • MMA-AC / MMA-DC (РДС штучными электродами)
    • TIG -AC / TIG-DC (плавятся).

  5. Рассмотрим основные плюсы и минусы, которые присущи TIG. Независимо от типа подачи тока, данный вид сварки имеет следующие преимущества:

  • высочайшее качество сварного шва;
  • возможность «варить» металлические объекты, обладающие большой площадью сечения;
  • отсутствие брызг.

Вполне естественно, что там, где есть преимущества, есть и недостатки. А недостатки вышеназванного метода следующие:

  • Сварщику нужно иметь высокую квалификацию, а также обладать особым профессионализмом.
  • Постоянно надо с собой таскать баллон с газом.
  • Очень низкая скорость выполнения сварочных работ.
  • Теперь следует сказать пару слов о методе MMA. Его преимуществами являются:

    • более экономичное использование;
    • отсутствие необходимости в наличии баллона с газом.
    • очень низкую производительность работы;
    • необходимость снимать шлак из готового изделия.

    Вернуться к списку

    Что такое переменный ток в сварке

    Переменное напряжение получило свое название, так как поток электронов непрерывно меняет направление своего движения. Во время сварочного процесса с потреблением переменного тока дуга непрерывно «скачет». Происходит это из-за регулярного отклонения от оси сварочной дуги. Конечно, это сказывается на качестве получившегося шва. В итоге, рубец широкий, а в месте соединения образуются капельки металла. Если дуга погаснет, то возобновить зажигание можно с помощью повышения напряжения.

    При всем этом оборудование для электросварки переменкой, имеет свои плюсы:

    1. Простая конструкция.
    2. Большой рабочий ресурс.
    3. Можно регулировать силу сварного тока.

    Трансформаторы, по-прежнему пользуются своей популярностью.

    Применяемые электроды

  • Электроды, предназначенные для сварки переменным током, применяемых в данной области уже довольно-таки давно, когда сварки постоянным током была очень дорога. Поэтому приходилось искать компромиссные варианты, пусть и уменьшая качество конечного результата.

    Такая ситуация возникла в большей степени из-за того, что выпрямительные элементы, которые были рассчитаны на большие сварочные токи до недавнего времени представляли собой громоздкие, дорогие и неэффективные агрегаты. Ситуация изменилась в лучшую сторону относительно недавно. Это стало возможным благодаря тому, что появились малогабаритные, высокоэффективные полупроводниковые выпрямители последнего поколения. Ну после того, как были изобретены инверторы, РДС стала доступна широкому кругу пользователей. Ниже будут приведены основные марки электродов, которые позволяют производить инверторную сварки.

    Наиболее популярными электродами, которыми варят на переменном электрическом токе, есть такие, как AHO, O3C и MP.

    Данные виды отличаются не только по виду покрытия, но и также по химическому составу. Например, электроды, имеющие маркировку МР-3 и АНО-6, имеют особое рутиловое покрытие, оно является основным и ильменитовым соответственно. Ну а все остальные марок МР-3С, ОЗС-12, ОЗС-6, ОЗС-4, АНО-6, АНО-4, АНО-21, имеют обычное рутиловое покрытия. Необходимо отметить, что эти электроды применяются для сварки углеродистых, малоуглеродистых и низколегированных сталей. Одной из главных особенностей данных электродов является то, что они прекрасно подходят и для сварки с помощью подачи постоянного электрического тока.

    На переменном токе можно выполнять только сварки обычной низкоуглеродистой стали. 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 сварки сосудов, работающих под давлением, также выполняется на постоянном токе.

  • Марки электродов для переменного и постоянного тока

    На переменном токе можно варить расходниками:

    1. ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12 (рутиловыми). Предназначены для сварки углеродистых сталей.
    2. МР-3. Созданы для соединения низкоуглеродистых сталей. Рекомендованы начинающим сварщикам. Обеспечивают высокое качество соединения даже при наличии на заготовках грязи, ржавчины и влаги. Разновидность МР-3С предназначена для высокоуглеродистых и низколегированных сталей.
    3. АНО-4, АНО-6, АНО-21. Первая марка создана для низкоуглеродистых сталей, средняя — для углеродистых, третья — для высокоуглеродистых и низколегированных.
    4. WP. Вольфрамовые расходники.
    5. WL-15 и WL-20. Легированные вольфрамовые расходники.

    Следующими электродами варят только на постоянном электротоке:

    1. УОНИ-13/55. Считаются лучшими для изготовления ответственных конструкций из углеродистой стали. При затухании дуги расплавленная обмазка сразу застывает на торце электрода, поэтому для повторного розжига его следует зачистить.
    2. ОЗЛ-8. Предназначены для сталей, легированных хромом и никелем. Используются при изготовлении узлов, испытывающих высокие нагрузки; создают прочный, устойчивый к окислению шов. Необходимо обеспечить плавное остывание металла, иначе возможно его растрескивание.
    3. Kobelco LB-52U (Япония). Созданы для изготовления ответственных конструкций из низкоуглеродистой стали. Часто применяются при отсутствии возможности выполнить двухстороннее обваривание, например при монтаже трубопроводов. Чувствительны к влажности обмазки, потому нуждаются в предварительной прокалке при температуре 300°С.
    4. ESAB OK 61.30 (Швеция). Электрод для нержавеющей стали.

    Схема сварочного аппарата постоянного тока

  • Трансформатор 1 мая — 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 100 мкФ каждый, включая их параллельно. Рабочее напряжение не менее 100 В. Если в работе такие конденсаторы перегреваются, то их рабочее напряжение следует принимать 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 дольше провод, тем меньше ток. Для удобства ее лучше намотать в виде спирали.

    Полученный у вас сварочный выпрямитель допускает сварки прямой и обратной полярности.

    Ссора прямой полярности — на электрод подается «минус», на изделие «плюс».

    Ссора обратной полярности — на электрод подается «плюс», на изделие — «минус» (показано на рис. 4. 1.).

    Если трансформатор 1 мая имеет свою регулирования тока, то лучше установить на нем максимальный ток, а избыток тока тушить сопротивлением R 1.

  • Сварка с применением постоянного тока

    Сварочные аппараты на постоянке поддерживает 2 режима работы — процесс соединения с прямой и обратной полярностью. Пользуясь такими установками необходимо регулярно следить за их режимом работы, так как одни металлы схватываются на прямой, а другие на обратной полярности.

    Наиболее широко применяется прямая полярность. Сварной кратер получается глубоким и узким. Подача тепла уменьшается, скорость прохода увеличивается. Применяется для нарезки металла, имеет стабильную дугу, в результате образуется качественное соединение. Используется во время работы со сталью, толщиной от 4 мм. Большинство материалов свариваются именно на прямой полярности.

    Обратная полярность применяется для соединения тонких металлов средней толщины. Электросварочный шов не глубокий, но достаточно широкий. При этой полярности нельзя пользоваться электродами, которые чувствительны к перегреву.

    Основными достоинствами сварки с постоянным напряжением является:

    1. Отсутствие брызг расплавленного металла.
    2. Устойчивость дуги электрического тока.

    Сварка чугуна

    Практикой частных сварщиков отработанные 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 остывает шов делает поперечную усадку примерно на 1 мм.

    Таким способом можно сваривать отвалилось ушко станины, что лопнул пополам чугунный корпус и так далее.

  • Перед сваркой трещину обрабатывают V-образной разделкой на всю толщину металла.

    Заваривать обработки можно любым электродом, хотя лучшие результаты дает сварка электродом марки УОНИ (с любыми цифрами) на постоянном токе обратной полярности.

    После сварки шов зашлифовывается вровень с основным металлом, и привариваются накладки из малоуглеродистой стали.

    Накладки следует зарабатывать во всех возможных местах. Чем их больше, тем сваренное 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 заплату ставят на точечные прихватки.

    Сварку ведут короткими швами вразброс. Первый шов выполняется в любом месте. Длина его не более 3 см.

    Сразу после проваривания шва его интенсивно проковывают молотком.

    Остывает шов уменьшается в размерах, а проковка, наоборот, его раздает. Проковка выполняют примерно полминуты.

    Затем ждут полного остывания металла. Охлаждение контролируют рукой. Если прикосновение к шву не вызывает болезненных ощущений, сваривают второй короткий шов такой же длины.

    Второй и все последующие швы сваривают дальше от предыдущих. После сварки каждого короткого шва идет проковка и охлаждения.

    В последние проваривают замыкают 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 сварки невозможна.

    Существует способ определения содержания углерода в стали с точностью до ± 0,05%. Он основан на столкновении испытывается 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 частицах металла сгорает, образуя вспышки в виде звездочек. Звездочки характеризуют содержание углерода в испытуемой стали. Чем выше в ней содержание углерода, тем усиленно сгорают частицы углерода и тем большее число звездочек (рис. 4. 7.).

    Такую пробу желательно проводить на карборундовом кругу с размером зерна 35 — 46 Скорость вращения 25 — 30 м / с. Помещение должно быть затемнено.

    1 — искра имеет вид светлой, длинной, прямой линии с двумя утолщениями на конце, с 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, отделяются от первого утолщения, наблюдаются блестяще-белого цвета звездочки;

    5 — образуются длинные искры красного цвета с характерными отделяются 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 незакаленных.

    Пробу на искру необходимо принимать на глубине 1 — 2 мм от поверхности, так как на поверхности металла может быть обезуглероженная слой.

    При столкновении с наждачной вокруг 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 снижена.

    Все эти меры 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 нагреть до температуры 250 — 300 ° С Лучше 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 вызванный этим повышение содержания углерода в металле шва.

    После сварки изделие заворачивают термоизолирующим материалом и дают возможность медленно остыть.

    В случае необходимости после сварки проводится термическая обработка: изделие нагревают до темно-вишневого цвета и обеспечивают медленное охлаждение.

    Высокоуглеродистой стали сваривать труднее. Сварных конструкций из него не производят, но в ремонтном производстве сварки применяется. Для сварки такой стали лучше применять те же методы, что описывались ранее для сварки чугуна.

    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.

    Сварка марганцовистой

    Марганцовистого 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 нужно проковка.

    Для повышения твердости, прочности, вязкости и износостойкости наплавки необходимо после наложения каждого валика, пока он еще нагретый до красного каления, производить закалку с помощью холодной воды.

    Сварка током прямой полярности

    Под сваркой прямой полярности принято понимать сварку, при проведении которой на свариваемую деталь (изделие) подаётся положительный заряд от сварочного аппарата, т.е. сварочный кабель соединяет свариваемое изделие с клеммой (+) сварочного аппарата. На электрод же подаётся отрицательный заряд через электрододержатель, соединённый кабелем с клеммой (–).

    При сварке током прямой полярности основная температурная нагрузка ложится на металлическую свариваемую деталь. То есть, она разогревается сильнее, что позволяет углубить корень сварочного шва.

    Ток прямой полярности рекомендуется применять при необходимости резки металлоконструкций и сварке толстостенных деталей, а также в иных случаях, когда требуется добиться большого выделения тепла, что как раз и является характерной особенностью такого типа подключения.

    Сварка хромовой стали

    Хромистых стали применяются как нержавеющие и кислотостойкие для изготовления аппаратуры нефтеперерабатывающей промышленности.

    Сварка хромистых сталей следует выполнять с предварительным нагревом до температуры 200 — 400 ° С

    При сварке используется снижена 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 проводят 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.

    Технология дуговой сварки. Виды электродуговой сварки.

    Самый распространенный способ электродуговой сварки является способ сварки с помощью металлических электродов.

    Схематический процесс электродуговой сварки и её виды изображены на рис. 1.

    Виды электродуговой сварки.

    Рис. 1. Виды дуговой электросварки:

    а – сварка металлическим электродом:

    1 – генератор; 2,3 – провод; 4 – металл; 5 – электрододержатель; 6 – электрод; 7 электрическая дуга.

    б – сварка угольным электродом:

    1 – электрическая дуга; 2 – электрод угольный; 3 – металл; 4 – присадочный пруток; 5 – держатель.

    Технология ручной дуговой сварки.

    Ток от генератора или трансформатора 1 по проводу 2 подводится к свариваемому металлу 4, а по проводу 3—к электрододержателю 5, в который зажимается электрод 6. Сварщик, приближая электрод к свариваемому металлу, замыкает цепь, возникает электрическая дуга 7. От тепла электрической дуги металл нагревается до температуры плавления и происходит слияние двух металлов. Расплавленный металл электрода служит присадочным материалом. Оказывать механические усилия на свариваемые детали при этом способе электросварки не требуется.

    Преимущества и недостатки сварки постоянным и переменным током.

    Электродуговая сварка выполняется как при переменном, так и постоянном токе.

    Преимущества и недостатки постоянного тока.

    Постоянный ток дает более устойчивую электрическую дугу и, благодаря неодинаковому выделению тепла на положительном и отрицательном полюсах, допускает более гибкую регулировку распределения тепла, применяя прямую (отрицательный полюс на электроде) или обратную (отрицательный полюс на детали) полярности. Это имеет большое значение при сварке цветных металлов, тонких листов металлов и некоторых марок специальных сталей. Оборудование для сварки на постоянном токе в 1,5 раза дороже оборудования для сварки на переменном токе.

    Преимущества переменного тока.

    Преимуществом сварки на переменном токе служат небольшие габариты, малый вес и сравнительно невысокая стоимость электросварочных трансформаторов, а также простота их эксплуатации и значительная экономичность.

    Недостатки переменного тока.

    К недостаткам сварки на переменном токе относятся трудность выполнения потолочной и вертикальной сварки и необходимость употребления более дорогих обмазных электродов. Качество сварки при использовании переменного и постоянного тока равноценно.

    Сварка угольным электродом.

    Другим способом электросварки является сварка угольным электродом.

    Процесс сварки угольным электродом.

    Процесс электросварки угольными электродами следующий (см. рис. 1, б). При сварке электрическая дуга 1 возникает между угольным или графитовым электродом 2 и свариваемой деталью 3. Шов получается при плавлении прутка 4, который называется присадочным прутком, он вводится со стороны в электрическую дугу. Для начала сварки электроды графитовые или угольные зажимаются в держатель 5. Одновременно происходит плавление электрической дугой кромок свариваемого металла. Такой способ сварки в промышленности применяется очень редко.

    Значит, для угольного электрода присадочным материалом для заполнения шва будет пруток, который вводится со стороны в электрическую дугу, а при сварке металлическим электродом присадочным материалом будет металл самого электрода.

    Преимущества электродуговой сварки перед газовой заключаются в том, что она в три-четыре раза дешевле газовой и безопасна от взрыва горючих газов.

    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 малоуглеродистой стали.

    Готовые пластины наваривают способами:

    1) используя контактную сварку;

    2) с помощью аргоновой сварки неплавящимся электродом;

    3) используя газовую долю высокотемпературным припоем;

    4) плавится 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 сварки.

    После наплавки инструмент отжигают, обрабатывают механическим путем, затем подвергают трехкратной закалке и отпуску.

  • 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.

    Сварка высоколегированной нержавеющей стали

    Нержавеющая сталь в быту нашла достаточно широкое применение: из нее изготавливают различные емкости, теплообменники, водонагреватели. Используют в частных банях как жаростойкий.

  • 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 наждачной кругу дает мало искр (или совсем не дает).

    Нержавеющая сталь обладает повышенным коэффициентом линейного расширения и пониженным коэффициентом теплопроводности.

    Увеличен коэффициент линейного расширения вызывает большие деформации сварного соединения 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 прожига 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 охлаждении. Поэтому сразу после сварки швы поливают водой. Поливка водой допустимо только для того стали, которая после сварки не дает трещин.

  • Что собой представляет метод электродуговой сварки

    Электродуговую сварку выполняют с обязательным использованием источника большого тока, который при этом отличается невысоким напряжением. Такое напряжение одновременно подается как на сварочный электрод (один контакт), так и на свариваемую заготовку (второй контакт). В результате взаимодействия заготовки и электрода между ними образуется электрическая дуга, именно за счет нее и происходит плавление кромок соединяемых деталей. Использование такой дуги, которая и необходима для преобразования энергии электрического тока в тепловую, позволяет получать в зоне электродуговой сварки температуру порядка 5000 градусов, которой вполне достаточно для того, чтобы расплавить любые из известных человечеству металлов.

    Технология электродуговой сварки предполагает одновременное плавление металла электрода и соединяемых деталей, за счет которых и формируется так называемая сварочная ванна. Именно в данной ванне и протекают все процессы, характерные для сварки: металл электрода взаимодействует с металлом соединяемых деталей, образуется шлак, который поднимается на поверхность расплавленной сварочной ванны и формирует защитную пленку.

    Электродуговая сварка может выполняться электродами двух типов:

    • не плавящимися в процессе получения сварного соединения;
    • плавящимися.

    Электроды для ручной дуговой сварки

    Когда для электродуговой сварки используется неплавящийся электрод, для формирования сварного шва применяют специальную присадочную проволоку, вводимую в зону действия электрической дуги. При использовании электродов плавящегося типа, которые сами и формируют сварочный шов, в присадочной проволоке нет необходимости.

    Чтобы электродуговая сварка проходила с высокой устойчивостью и дуга не гасла, в состав плавящихся электродов добавляют специальные присадки. Это может быть натрий, калий или другие элементы, отличающиеся хорошей степенью ионизации. Для защиты сварного шва от окисления могут использоваться различные газы:

    • аргон;
    • углекислый газ;
    • гелий.

    Для выполнения электродуговой сварки с использованием таких газов необходимо использовать сварочные аппараты, в конструкции которых предусмотрены специальные головки. Через последние и подается защитный газ.

    Для выполнения сварки с формированием электрической дуги использоваться может как постоянный, так и переменный ток. В большинстве случаев применение постоянного тока является более предпочтительным, так как это дает возможность минимизировать степень разбрызгивания расплавленного металла.

    Сварка алюминия и его сплавов

    Сварки 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 Озане.

    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 влагопоглощение. Перед сваркой их дополнительно просушивают при температуре 70 — 100 ° С

    Перед сваркой алюминиевые детали обезжиривают ацетоном и зачищают до блеска металлической щеткой.

    Сварка производится 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 зажигания дуги.

    Если есть возможность, с обратной стороны шва заключаются подложки (см. Газовая сварка алюминия).

    Электродуговой сваркой получают швы среднего качества.

    Электроды и особенности работ

    Для сварки переменным электротоком электроды разработаны давно и имеют большое разнообразие. При использовании инверторов пришлось создавать новые электроды из-за специфики высокочастотного переменного тока.

    Наиболее широко применяются электроды марок АНО, ОЗС, МР. Они используются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивают легкое разжигание электрической дуги и равномерность ее поддержания, легкое удаление шлака. Могут применяться для сварочных аппаратов переменного и постоянного тока.

    Главная особенность сварки переменным током заключается в изменении полярности протекающего через электрическую дугу тока. Из-за того, что на частоте 50 Гц время перехода через ноль довольно большое, дуга почти гаснет, получается неравномерной.

    Это приводит часто к пористости шва, снижению его качества. При использовании высокочастотного переменного электротока этот недостаток практически преодолевается.

    Использование постоянного позволяет получать сварочные швы более высокого качества за счет равномерного выделения теплоты в сварочной ванне. На постоянном токе электрическая дуга зажигается при меньшем напряжении, и ее легче поддерживать сварщику.

    Сварка меди и ее сплавов

    Чистый медь хорошо поддается сварке, и ее рекомендуется варить двумя способами. Способ сварки зависит от толщины детали.

    При толщине изделия не более 3 мм лучше использовать сварку угольным электродом. Ссора 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 свариваются кромки и на присадочные проволока наносят флюс, состоящий из 95% прокаленной буры и 5% металлического порошкообразного магния. Можно использовать одну бурю, но результаты будут хуже. Если не требуется высокое качество шва, флюс не применяется.

  • Высокая прочность пайки таким припоем гарантируется при пайке деталей внахлестку. Чем больше площадь нахлестки, тем крепче соединения.

    Второе условие прочности паяного соединения — выполнение пайки вдоль действующего усилия.

  • Паяные соединения латуни и бронзы отличаются достаточной прочностью и герметичностью.
  • Что такое прямая и обратная полярность постоянного тока (DC)?

    Полярность
    прямаяобратная
    отрицательнаяположительная
    (–)(+)

    Процесс сварки будет различаться в зависимости от направления, полярности тока: положительной (+) или отрицательной (–).

    Положительная полярность постоянного тока (DC+) обеспечивает высокий уровень проплавления, в то время как отрицательная полярность постоянного тока (DC–) даст меньшее проплавление, но более высокую скорость осаждения (например, на тонком листовом металле). Различные защитные газы могут дополнительно влиять на процесс сварки.

    Рейтинг
    ( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: