Какое оборудование применяется при ручной дуговой сварке

Обновлено: 26.01.2025

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки металлическим покрытым электродом — дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в металлическую ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защитную атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковые ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и образуется сварочный шов. Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку.

Электроды для ручной сварки представляют собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень изготовляют из сварочной проволоки повышенного качества. Сварочную проволоку всех марок в зависимости от состава разделяют на три группы: низкоуглеродистая, легированная и высоколегированная.

Ручная сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях (рис. 1) — нижнем, вертикальном, горизонтальным, потолочном, при наложении швов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает более низкой производительностью, например, по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом.

Рис. 1. Виды сварных швов

Производительность процесса в основном определяется сварочным током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх рекомендованного значения приводит к разогреву стержня электрода, отслаиванию покрытия, сильному разбрызгиванию и угару расплавленного металла.

Выбор режима. Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварки.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве.

Примерное соотношение между толщиной металла S и диаметром электрода d_э при сварке в нижнем положении шва составляет:

Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, но также зависит и от длины его рабочей части, состава покрытия, положения в пространстве сварки.

Чем больше ток, тем больше производительность, т. е. большее количество наплавленного металла:

где Q — количество наплавленного металла; α_н — коэффициент наплавки, г/(А·ч);

Однако при чрезмерном токе для данного диаметра электрода, электрод быстро перегревается выше допустимого предела. Это приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию. При недостаточном токе дуга неустойчива, часто обрывается, в шве могут быть непровары. Величину тока приблизительно можно определить по следующим формулам:

при сварке конструкционных сталей для электродов диаметром 3—6 мм:

где d_э — диаметр электрода, мм.

Сварку швов в вертикальном и потолочном положениях выполняют, как правило, электродами диаметром не более 4 мм. При этом сила тока должна быть на 10—20% ниже, чем для сварки в нижнем положении. Напряжение дуги изменяется в сравнительно узком интервале 16—30 В.

Техника сварки. Дуга — мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка возникает во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает в себя три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода и возникновение устойчивого дугового разряда.

Дуга может возбуждаться двумя приемами: касанием конца электрода к свариваемому изделию и отводом от изделия перпендикулярно вверх на расстояние 3—4 мм (рис. 2), или быстрым боковым движением электрода к свариваемому изделию и отводе электрода от изделия («чирканьем» электродом по изделию, подобно зажиганию спички). Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, иначе он приваривается к изделию. Второй способ удобнее, но неприемлем в узких и неудобных местах.

Рис. 2. Методы зажигания дуги: а — боковым движением; б — касанием электрода

В процессе сварки необходимо поддерживать определенную длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ориентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах

где L_д — длина дуги, мм; d_э — диаметр электрода, мм.

Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и обеспечивает получение высококачественного сварного шва, так как расплавленный металл быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Кроме этого, сварка на длинной дуге электродами с покрытием основного типа, приводит к пористости металла шва. Для правильного формирования шва при сварке плавящимся электродом необходимо электрод по отношению к поверхности свариваемого металла держать наклонно, под углом 15—20° от вертикальной линии. Изменяя угол наклона электрода, можно регулировать глубину расплавления основного металла и влиять на скорость охлаждения сварочной ванны. На рис. 3 показано влияние наклона электрода и наклона свариваемого изделия на глубину проплавления основного металла.

Рис. 3. Влияние наклона электрода и наклона свариваемого изделия на глубину проплавления основного металла: а — сварка углом вперед; б — сварка углом назад; в — сварка вертикальным электродом под уклон; г — сварка вертикальным электродом на подъем; д — сварка вертикальным электродом горизонтальной поверхности

Кроме длины дуги на качество сварного шва также влияет величина сварочного тока, напряжение и темп сварки. Внешний вид получаемого сварного шва при отклонении от нормальных режимов показан на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость сварного шва от напряжения, тока и темпа сварки

В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях.

Первое движение— поступательное, по направлению оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная (в известных пределах) длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода.
Второе движение — перемещение электрода вдоль оси образования валика шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается так называемый ниточный валик, на 2—3 мм шире диаметра электрода, или узкий шов шириной е = 1,5dэ.
Третье движение— перемещение электрода поперек шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.

Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Широкие швы (e = (1,5 – 5)dэ) получают с помощью поперечных колебаний, изображенных на рис. 5. На примере этих основных колебательных движений в табл. 1 приведены движения электрода при различных видах сварки.

Рис. 5. Схема движения конца электрода при ручной электродуговой сварке

При сварке тонких листов накладывают узкий валик (шириной 0,8—1,5 диаметра электрода) без поперечных колебаний. В других случаях (при сварке толстых листов) применяют уширенные валики. Колебательные движения улучшают прогрев кромок шва, замедляют остывание ванны наплавленного металла, обеспечивают получение однородного шва и устраняют непровар его корня.

Таблица 1. Примеры движения электрода при различных видах сварки

Сварку встык без разделки кромок производят преимущественно сквозным проплавлением с одной стороны шва. В этих случаях рекомендуется применять подкладки (стальные, медные). Иногда, когда это возможно, производят подварку шва узким валиком с обратной стороны.

Детали под сварку собирают в приспособлениях, чаще всего прихватками. Сечение прихваточного шва составляет примерно 1/3 от сечения основного шва, длина его 30—50 мм. Угловые швы сваривают «в угол» или «в лодочку» (рис. 6).

Рис. 6. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов: а — сварка в симметричную «лодочку», б — в несимметричную «лодочку», в — «в угол» наклонным электродом, г — с оплавлением кромок

При образовании углового шва (рис. 6, а, б, в) электрод ставят под углом 45° к поверхности детали. Применяя повышенные величины тока, во избежание непровара шва, обе свариваемые поверхности наклоняют к горизонтальной плоскости под углом 45° (сварка в лодочку, рис. 6, а). При наклоне свариваемых поверхностей под углом 30° или 60° — в несимметричную лодочку.

При сварке «в угол» проще сборка, допускается большой зазор между свариваемыми деталями (до 3 мм), но сложнее техника сварки, возможны дефекты типа подрезов и наплывов, меньше производительность, так как приходится за один проход сваривать швы небольшого сечения (катет < 8 мм) и применять многослойную сварку. Сварка в лодочку более производительна, допускает большие катеты шва за один проход, но требует более тщательной сборки.

При сварке встык шва с V-образной разделкой (рис. 7, а) дугу зажигают вблизи скоса кромок и наплавляют валик металла. В зависимости от толщины листа и диаметра электрода шов выполняют за один или несколько проходов.

При многослойной сварке каждый слой тщательно очищают. Число слоев определяют, исходя из диаметра электрода. Толщина слоя равна (0,8 ÷ 1,2)d_эл.

Сварку Х-образных швов (рис. 7, б) с целью уменьшения деформации производят попеременным наложением слоев с обеих сторон разделки.

Рис. 7. Сварка в стык с разделкой кромок: а — схема наложения валиков металла с V-образной разделкой кромок; б — сварка встык с двухсторонней разделкой кромок.

Сборка деталей при подготовке под сварку, разделка кромок металла и зазоры между деталями при сварке встык, согласно ГОСТа, показаны на рисунках в табл. 2, а также на рис. 8—11.

Таблица 2. Основные типы и размеры конструктивных элементов шва

Сварка встык листов разной толщины показана на рис. 8. Соединение листов внахлестку лобовыми швами показано на рис. 9.

Соединение листов внахлестку фланговыми швами с усилением прорезными швами показано на рис 10.

Соединение листов встык с накладками показано на рис. 11. Накладки приварены к листам лобовыми и фланговыми швами (средняя проекция общая для обеих соединений).

Рис. 8. Разделка кромок листов разной толщины для сварки в стык

Рис. 9. Соединение листов внахлестку лобовыми швами

Рис. 10. Соединение листов внахлестку фланговыми швами, усиленными прорезными швами

Рис. 11. Соединение листов встык с одной накладкой (а) и то же, с двумя накладками (б)

Для повышения работоспособности сварных конструкций, уменьшения внутренних напряжений и деформаций большое значение имеет порядок заполнения швов. Под порядком заполнения швов понимается, как порядок заполнения разделки шва по поперечному сечению, так и последовательность сварки по длине шва.

По протяженности все швы условно можно разделить на три группы:

короткие — до 300 мм;
средние — 300—1000 мм;
длинные — свыше 1000 мм.

В зависимости от протяженности шва, материала, требований к точности и качеству сварных соединений сварка таких швов может выполняться различными способами (рис. 12).

Рис. 12. Схемы сварки: а — напроход; б — от середины к краям; в — обратно ступенчатым способом; г — блоками; д — каскадом; е — горкой; А — направление заполнения разделки: (стрелками указано направление сварки); 1—5 последовательность сварки в каждом слое

Короткие швы выполняют на проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины варят от середины к концам или обратно ступенчатым методом. Швы большой длины выполняют двумя способами: от середины к краям (обратно ступенчатым способом) и вразброс.

При обратно ступенчатом методе весь шов разбивается на небольшие участки длиной по 150—200 мм, на каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина участков обычно равна от 100 до 350 мм. В зависимости от количества проходов (слоев), необходимых для выполнения проектного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) швы.

С точки зрения производительности наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которые обычно применяются при сварке металла небольших толщин (до 8—10 мм) с предварительной разделкой кромок.

Сварку соединений ответственных конструкций большой толщины (свыше 20—25 мм), когда появляются объемные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приемов: заполнения швов «горкой» или «каскадным» методом.

При сварке «горкой» сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длины 200—300 мм, затем второй слой, перекрывающий первый и имеющий в 2 раза большую длину. Третий слой перекрывает второй и длиннее его на 200—300 мм. Так наплавляют слои до тех пор, пока на небольшом участке над первым слоем разделка не будет заполнена. Затем от этой «горки» сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона сварки все время находится в горячем состоянии, что позволяет предупредить появление трещин. «Каскадный» метод является разновидностью горки.

При сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости (рис. 13, а) разделку делают лишь верхнему листу, дугу возбуждают на нижней кромке, затем постепенно переходят на скошенную верхнюю кромку.

Вертикальные швы сваривать труднее, вследствие стекания расплавленного металла вниз. Для уменьшения стекания металла работу ведут короткой дугой и в направлении снизу вверх (рис. 13, б), за исключением листов толщиной до 1,5 мм.

Сварку потолочных швов (рис. 13, в) производят очень короткой дугой, при которой происходит короткое замыкание электрода на деталь. Применяют электроды с тугоплавкой обмазкой, которая образует вокруг электродов «втулочку», содержащую направленый газовый поток, удерживающий электродный металл.

Рис. 13. Схематическое изображение работы при выполнении сварки различными швами: а — горизонтальный шов на вертикальной плоскости; б — вертикальный шов; в — потолочный шов. 1—3 — положение электрода в пространстве; 4 — покрытие электрода

Обеспечение нормативных требований по технологии и технике сварки — основное условие получения качественных сварных швов. Отклонения размеров и формы сварного шва от проектных чаще всего наблюдаются в угловых швах и связаны с нарушением режимов сварки, неправильной подготовкой кромок под сварку, неравномерной скоростью сварки, а также при несвоевременном контрольном обмере шва.

Как выбрать дуговую сварку

Выбрать дуговую сварку всегда сложно, как для частного хозяйства и применения сварочного аппарата в быту, так и для использования более сложного и дорогого оборудования в производственных процессах предприятий, занимающихся металлообработкой.

Существует множество параметров, определяющих выбор дуговой сварки: от производительности до типа и толщины свариваемого металла. В нашем материале мы подробно рассмотрим различные виды оборудования и их важные параметры.

Общие критерии выбора оборудования для дуговой сварки

Прежде чем рассказать о том, как выбрать дуговую сварку, остановимся немного подробнее на самом процессе.

Для соединения деталей используется специальное оборудование, вырабатывающее постоянный или переменный ток определенной силы. Сварочная аппаратура оснащена кабелями, один из которых подключен к обрабатываемой заготовке, а другой – к горелке, электроду. По кабелю ток передается от рабочего инструмента к зоне сварки.

Из-за силы тока между заготовкой и электродом разжигается электрическая дуга. Она локально выделяет большое количество тепла, за счет которого металл заготовки и электрода плавится.

Сварочная электрическая дуга имеет настолько высокую температуру, что вызывает плавление металлических деталей.

Рекомендуем статьи по металлообработке

В сварочную зону, на которую воздействует дуга, подается присадочная проволока (металлический прут). Расплавленный металл заготовки и присадки соединяются друг с другом. После того как прекращается воздействие дуги на заготовку, металл кристаллизуется, образуя сварной шов, который соединяет детали между собой. Полученный шов такой же, а иногда и более прочный, чем основной материал заготовок.

Электросварка в большинстве случаев выполняется по единой схеме. Разница заключается в технологии розжига дуги, использовании присадок, условиях, необходимых для получения качественного сварного соединения.

Для того чтобы выбрать оборудование для дуговой сварки, следует ориентироваться на ряд критериев:

Напряжение питания. Большая часть бытовой сварочной аппаратуры работает от обычной однофазной сети с напряжением 220 В (50 Гц). Использование более мощного оборудования возможно при подключении аппаратуры к трехфазной сети. Однако для выполнения бытовых сварочных работ такие мощности не требуются.
Диапазон сварочного тока – критерий, от которого прямо зависят эксплуатационные характеристики оборудования для дуговой сварки. Для работы с более толстыми деталями нужно большее количество тепла.

Прежде чем выбрать оборудование для дуговой сварки, следует определиться с тем, какие заготовки планируется сваривать. Для бытовых нужд не стоит покупать дорогостоящие аппараты с высокими характеристиками сварочного тока, в них не возникнет необходимости, а значит, деньги будут потрачены зря. Верхняя граница силы тока в моделях, представленных на рынке, не менее 120 А. Она вполне позволяет сваривать металлы, толщина которых составляет 3-4 мм. Если выбрать оборудование с силой тока 160–180 А, можно работать с более толстыми заготовками.

ПВ или ПН указываются в технической документации к аппарату, обозначают эти характеристики в процентном отношении к общей продолжительности работы включенного сварочного оборудования.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

У бытовых сварочных аппаратов ПВ равен примерно 40 %, т. е. их 10-минутная работа означает, что в течение 4 минут выполняется сварка, а 6 минут затрачивается на перерывы.

Параметр может быть:

общим;
зависимым от величины тока (оборудование не всегда эксплуатируется на полной мощности) и от температуры окружающей среды (влияет на охлаждение электронной составляющей аппаратуры).

Продолжительность включения указывается в паспорте прибора, также эта величина может быть указана на его корпусе.

Критерии выбора оборудования для дуговой сварки

Для того чтобы правильно выбрать аппаратуру для дуговой сварки, следует обратить внимание на следующее:

Полезные функции оборудования, о которых поговорим далее.
Наличие ступеней защиты от перегрева и короткого замыкания, а также системы охлаждения – встроенного вентилятора. Он может работать постоянно или включаться при нагревании оборудования до определенной температуры.
Стоимость аппарата для дуговой сварки, комплектующих к нему и их качества.
Зарекомендовавшую себя компанию-производителя, гарантийные обязательства, сервисное обслуживание.

Перечисленные параметры необходимы учитывать при выборе любого оборудования для электродуговой сварки. Ниже поговорим об особенностях отдельных типов аппаратов для электросварных работ в зависимости от применяемой технологии.

Выбор типа дуговой сварки

Ручная дуговая сварка – самая распространенная, простая и дешевая технология, при которой все действия выполняются вручную сварщиком. Детали соединяются друг с другом плавящимся электродом.

Прежде чем выбрать ручную дуговую сварку, следует помнить о недостатках технологии, то есть о необходимости замены электродов в процессе работы, а также о недостаточном качестве сварного соединения, вызванного окислением из-за контакта воздуха с металлом. Достоинства этого способа заключаются в возможности работать в любом положении и месте, независимо от его труднодоступности.

Если выбрать аргонодуговую сварку, то материал заготовки не будет контактировать с воздухом, поскольку сами работы проводятся в защитной газовой среде.

Так как химическая реакция между инертным газом и металлом электродов и заготовок отсутствует, для работы можно выбрать как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды. При использовании вторых понадобится присадочная проволока, подающаяся в зону дуговой сварки.

Решив выбрать дуговую сварку в газовой среде, следует помнить о ее недостатках: необходимости создания защитной среды. Чаще всего технология применяется в автоматическом сварочном оборудовании.

В полуавтоматическом аппарате используется присадочная проволока, автоматически направляемая в зону сварки.

Горелка помогает создать защитную газовую среду. Можно выбрать дуговую сварку полуавтоматом для работы в разных условиях. Это универсальная технология, которая может различаться в зависимости от материала присадок, способа подачи проволоки, используемого инертного газа, конфигурации сварочных аппаратов.

При использовании дуговой сварки необходимо выбрать источник питания, который понизит напряжение электроэнергии, при этом увеличив силу тока до 100–200 А. Различное оборудование может работать на постоянном или переменном токе. Исключение составляют аппараты, работающие от аккумуляторов или генераторов с двигателями внутреннего сгорания. Оборудование, подключенное к сети, – преобразователь электроэнергии. Производятся различные виды аппаратов для дуговой сварки с разными техническими характеристиками, определенными плюсами и минусами.

Преимущества и недостатки инверторной дуговой сварки

Серийное производство инверторов – выпрямителей с транзисторным инвертором – началось в 80-х годах ХХ века. В этих аппаратах ток, проходя через полупроводник, выпрямляется, после чего сглаживается специальным фильтром. Происходит преобразование постоянного тока с частотой 50 Гц в более высокочастотный переменный. Затем он поступает в мини-трансформатор, снижающий напряжение и повышающий силу тока. После этого ток проходит через высокочастотный фильтр и выпрямитель. Электрическая дуга образуется за счет постоянного тока, подаваемого к электродам.

Помимо основного достоинства инверторных аппаратов – увеличения частоты тока, они обладают и другими преимуществами, такими как:

Экономичность – при высоком КПД источника питания, достигающем 85–95 %, потери электроэнергии незначительны. Оборудование можно подключать к обычной бытовой розетке.
Длительное время непрерывной работы.
Широкий диапазон регулировки силы тока, что позволяет использовать различные электроды, включая сверхтонкие.
Плавная регулировка силы тока и напряжения.
Легкий розжиг и хорошая стабилизация дуги, контролируемая электроникой.
Наличие защиты от перепадов напряжения.
Получение качественного сварного соединения, возможность работать в различных положениях, минимальное разбрызгивание расплавленного металла.
Возможность работы с различными материалами, в том числе плохо поддающимися сварке.
Высокая электробезопасность.

Прежде чем выбрать дуговую сварку инверторами, стоит узнать и о недостатках оборудования:

Такое оборудование стоит намного выше обычного трансформаторного. Если возникнет необходимость в ремонте, то он также обойдется весьма недешево. Так, за замену блока силовых транзисторов IGBT придется заплатить треть или половину стоимости нового оборудования.
Все инверторы оснащены кулерами охлаждения. Во время работы аппарата в кулер затягивается пыль, частицы металла, что может стать причиной замыкания. Во избежание подобных проблем сварочное оборудование нуждается в частом продувании воздухом и очистке с помощью мягкой щетки. Такие меры особенно важны на производстве и строительных площадках.
Электроника инверторных аппаратов для дуговой сварки обладает повышенной чувствительностью к воздействию влаги и низким температурам, поскольку они могут вызвать появление конденсата. По этой причине работать с инверторами зимой несколько затруднительно. Кроме того, хранить оборудование в зимний период нужно правильно (неотапливаемый гараж для хранения непригоден).
Может стать причиной помех в основной электросети.

Начинающим сварщикам, решившим выбрать дуговую сварку инвертором, аппарат облегчит выполнение поставленной задачи. Для более опытных специалистов не составит труда быстро получить качественный сварной шов. Небольшой вес и размеры обеспечивают мобильность оборудования. Автоматизация, компактность, функциональность – достоинства инверторов, которые окупаются затраченными на их покупку деньгами.

Плюсы и минусы дуговой сварки трансформаторного типа

Тем, кто думает о недорогих, надежных, неприхотливых аппаратах, стоит выбрать дуговую сварку, выполняемую на оборудовании трансформаторного типа. Электрический ток в таких аппаратах преобразуется за счет трансформатора, работающего от стандартной сети (с частотой 50 Гц).

Подготовка к преобразованию осуществляется путем механической регулировки магнитного потока в составном сердечнике аппарата. От сети запитывается первичная обмотка, намагничивается сердечник, на вторичной обмотке напряжение тока снижается (с 220 до 50–90 В), а сила тока увеличивается (100–200 А) и разжигает дугу. Чем меньше витков на катушках вторичной обмотки, тем ниже будет напряжение, и, соответственно, тем выше сила тока.

Регулировка силы тока в таких аппаратах выполняется механически, за счет перемещения вторичной обмотки на сердечнике.

Достоинства такого оборудования для дуговой сварки заключаются в:

невысокой стоимости аппаратуры;
простоте конструкции, а также легкости ремонтных работ;
надежности (поскольку отсутствует электроника, которая может выходить из строя).

Если выбрать дуговую сварку трансформаторного типа, стоит помнить о ее недостатках:

большой вес и размеры трансформаторных сварочных аппаратов;
переменный ток не способствует получению качественного сварного шва;
при отсутствии опыта сложно удерживать постоянную электрическую дугу;
максимальный КПД – 80 %, из-за большого потребления электроэнергии не подходит для использования в квартире с подключением к внутридомовой бытовой сети.

Невысокая стоимость обуславливает применение трансформаторов на производстве. На бытовом уровне нет высоких требований к качеству сварного соединения, не требуется мобильность аппаратуры, не нужно обслуживание, поэтому оборудование часто применяется для личных нужд.

Зачем покупать сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители похожи на классические трансформаторы: частота тока в них не меняется, но напряжение уменьшается, а сила возрастает на обмотках силового преобразователя. В отличие от трансформаторных аппаратов, ток пропускается через кремниевые или селеновые выпрямители (полупроводниковые вентили, через которые ток проходит в одном направлении). К электродам поступает не переменный (как в трансформаторах), а постоянный ток, что способствует получению устойчивой электрической дуги.

Если выбрать дуговую сварку с помощью выпрямителей, следует иметь в виду, что конструктивно это более сложное оборудование, оснащенное вентиляторами. Также они могут дополняться приспособлениями для сглаживания и фильтрации тока – дросселями. В комплектацию могут входить защитные, измерительные, пускорегулирующие элементы. Поскольку температура и стабильность электричества имеют большое значение, аппараты могут оснащаться термостатами, ветровыми реле, автоматами, плавкими предохранителями. Наибольшим спросом пользуются трехфазные выпрямители, обеспечивающие наилучшие характеристики сварочного тока.

К достоинствам выпрямителей относятся:

высококачественное сварное соединение;
стабильная дуга, позволяющая без проблем работать начинающим сварщикам;
минимальное разбрызгивание расплавленного металла присадки;
глубина плавления;
компактность и меньший вес в сравнении с трансформаторными аппаратами;
возможность работы с чугуном, цветными металлами.

Если выбрать дуговую сварку выпрямителями, следует быть готовым к ряду недостатков:

высокой стоимости;
необходимости прочистки кулера;
невозможности подключить выпрямитель к общедомовой электросети;
меньшим КПД по сравнению с инвертором;
сложной конструкции.

Стоит выбрать дуговую сварку современными аппаратами, поскольку многие из них имеют опции, облегчающие работу с дугой. Большинство инверторов изначально оснащается такими функциями, как «Горячий старт», «Форсирование дуги», «Антиприлипание на выключении», «Розжиг на подъеме». Поэтому переплачивать за них, как за дополнительные, точно не стоит.

Лучше выбрать аппарат для дуговой сварки, исходя из наличия индикаторов работы, функциональности, защиты от перегрузок, большого числа регулировок, качества, электробезопасности, комплектации, простоты выполнения ремонтных работ, эргономики. Приобретать стоит оборудование, которое выпущено зарекомендовавшим себя производителем, предоставляющим техническую документацию на русском языке, сертификаты на оборудование, имеющим сайт, сервисный центр и т. п.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Оборудование для сварочных работ

Оборудование для сварочных работ отличается в зависимости от выбранной технологии. Но одно требование должно соблюдаться всегда – результат должен соответствовать требованиям качества, а работа сварщика – быть безопасной и продуктивной.

В нашей статье мы расскажем не только о видах оборудования, которые применяются при использовании различных сварочных технологий – плазменной, газовой, лазерной и т. д., но и приведем требования техники безопасности, которые нужно соблюдать.

Оборудование для сварочных работ электродуговой сваркой

Ручная дуговая сварка выполняется при помощи генераторов, трансформаторов или выпрямителей. На выбор установок влияет тип и сложность предстоящей обработки. Для оборудования важно соответствие определенным требованиям. Оно должно:

иметь специальное устройство, позволяющее контролировать силу тока;
функционировать без нарушений в случае замыкания;
работать на холостом ходу, поддерживая сварочную дугу, при разомкнутой электрической цепи;
иметь высокие динамические возможности, позволяющие восстановить работоспособность после замыкания;
обладать внешними показателями.

Оборудование для сварочных работ, используемое в домашних условиях, имеет несколько отличий. Первое заключается в максимальных значениях электрического тока. Второе – во времени, необходимом для работы и выработки максимального тока.

Для работы генератора необходим постоянный ток, обеспечивающий бесперебойную стабильную сварочную дугу. Конструктивно устройство состоит из:

статора с магнитными полюсами;
якоря с коллекторами и обмоткой.

При вращении якоря в магнитном поле, создаваемом полюсами статора, обмотки вырабатывают переменный ток, преобразуемый коллекторами в постоянный.

Якорь приводится в движение электродвигателем, расположенном с ним на одном валу. Оборудование носит название сварочного преобразователя. Установки для сварочных работ оснащаются двигателями внутреннего сгорания, служащими для запуска вращающего устройства. Они отличаются возможностью сваривать заготовки, не прибегая к использованию внешних источников электроэнергии.

Источником питания оборудования для сварочных работ является выпрямитель, включающий в себя регулирующее устройство, блок выпрямителей и трансформатор. Он обеспечивает электрическую дугу постоянным током, проходящим через первичную обмотку и блок кремниевых или селеновых выпрямителей. Для получения падающей внешней характеристики аппаратура для сварки оснащается дополнительным дросселем. При производстве стандартных выпрямителей используется трехфазная схема, преимуществами которой является большое число пульсаций напряжения, позволяющее равномерно распределить нагрузку в цепи.

За счет трансформаторов обеспечивается устойчивость электрической дуги. Следовательно, эта часть оборудования для сварочных работ должна соответствовать определенным параметрам. Стандартно такой величиной является падающая характеристика, поскольку многие трансформаторы используются для аргонодуговой сварки или обработки под флюсом.

Частота промышленного переменного тока в России соответствует 50 Гц. Задача трансформатора заключается в преобразовании высокого напряжения в более низкое – до уровня, который требуется для выполнения сварочных работ. Значение вторичного показателя напряжения с учетом холостого хода составляет 60–75 В, сила малого тока варьируется в пределах от 65 до 100 А. Стабильная электрическая дуга получается при напряжении 75–80 В.

Оборудование для газосварки

Для обеспечения эффективной защиты от огня трубы, генератора ацетилена и других элементов используется водяной затвор в виде обратной тяги из газовой горелки. Важно поддерживать определенный уровень воды в затворе. Располагается этот элемент оборудования для сварочных работ между горелкой и ацетиленовой трубой.

Цвет баллонов зависит от наполняющего их газа. Однако верхняя часть любого сосуда остается не окрашенной. Это необходимо для того, чтобы краска не вступила в контакт с газом. Другой технический нюанс заключается в запрете установки медных вентилей на баллоны с ацетиленом, поскольку существует риск взрыва в результате взаимодействия ацетилена и меди.

Полностью лишенный запаха и цвета О₂ выступает в качестве катализатора, запуская процесс плавления при сварке. Кислород хранят и транспортируют в баллонах, давление в которых является постоянным.

Соблюдение правил безопасности при работе с кислородными баллонами является обязательным, поскольку вероятность возгорания возникает, например, при контакте газа с техническим маслом.

Запрещено присутствие источников тепла или прямого солнечного света в помещениях для хранения газовых баллонов.

Для получения кислорода для сварочных работ используется специальное оборудование, преобразующее атмосферный воздух.

В зависимости от чистоты существует три сорта кислорода:

высший – концентрация газа составляет 99,5 %;
первый – 99,2 %;
второй – 98,5 %.

Вторым по распространенности газом является ацетилен, его применяют для сварочных работ, а также для резки металлов. Этот газ без цвета и запаха взрывается при нагревании или повышении давления. Для его производства используются карбид кальция и вода.

Несмотря на более высокую стоимость, он обладает определенными преимуществами, что обуславливает его востребованность при сварочных работах. Ацетилен обладает более высокой температурой горения по сравнению с дешевым метаном, пропаном или парами керосина.

Сварочный шов формируется из флюса и присадочной проволоки. Последняя не должна иметь механических загрязнений, коррозии. Металлическая нить может в определенных случаях заменяться полоской металла, аналогичного тому, из которого выполнена свариваемая заготовка.

Флюсы защищают сварную ванну от негативного воздействия внешней среды. Флюсовые смеси состоят из буры и борной кислоты, наносимых либо непосредственно на обрабатываемые детали, либо на присадочную проволоку.

Обойтись без флюса можно только при работе с углеродистыми сталями. Сваривать медь, алюминий и их сплавы без этого вещества невозможно.

Шланги в оборудовании для сварочных работ используются для подачи газов и горячих жидкостей. Поскольку они функционируют под давлением, то должны отвечать определенным техническим требованиям.

Выпускается три разновидности шлангов:

с красной полосой – выдерживает давление до 6 атмосфер;
с желтой полосой – предназначен для горючих веществ;
с синей полосой – выдерживает давление до 20 атмосфер.

Газовые горелки.

Для смешивания газов и паров горючих жидкостей используется смеситель горелки. Производители предлагают множество горелок, различающихся в зависимости от мощности, наличия инжектора и т. п.

Требуется в сварочном оборудовании с высоким давлением газа.

Этот элемент необходим для снижения давления газа, выходящего из баллона. Редукторы могут быть прямого и обратного действия. Работа с сжиженными газами требует использования современных моделей с серебрением. Такое оборудование не допускает замерзания газа на выходе из баллона.

Так называется специальный рабочий стол для сварки. Оптимальным является пост с поворотной и фиксируемой столешницей. Также рабочее место должно оснащаться системой вытяжной вентиляции и местом для складирования и хранения оборудования и инструментов для сварочных работ.

Используемое оборудование для плазменной сварки

Оборудование для сварочных работ (для плазменной обработки) состоит из следующих элементов:

горелки (плазматрона);
источника питания (инвертора);
баллона с плазмообразующим газом;
баллона с защитным газом;
системы водяного охлаждения;
кабель-пакета.

Сварочная горелка является сложным устройством, состоящим из электродов, трубопроводов для подачи газов и охлаждающей жидкости, электрического кабеля для подачи питания к электроду.

На конструкцию горелки влияет мощность сварочного оборудования. Маломощные аппараты оснащаются горелками с выдвижным катодом, который за счет кнопки управления замыкается на анод-сопло и возбуждает дугу.

Ручная плазменная сварка выполняется при помощи горелки в форме пистолета, которую удобно держать в руках. Плазменно-водяная сварка осуществляется приспособлением для горения в форме пистолета, имеющего также разрядную камеру и парообразующее устройство.

Более мощное оборудование для сварочных работ оснащается горелками с неподвижным катодом. Оно состоит из:

катода;
полости для рабочего газа;
полости для защитного газа;
анода (с полостью для охлаждения);
корпуса.

В горелках для мощного сварочного оборудования отсутствуют ручки, так как они крепятся непосредственно к манипуляторам или станкам.

Источником питания в оборудовании выступают инверторы, практически полностью вытеснившие трансформаторные источники энергии. Благодаря современным импульсным преобразователям на IGBT-транзисторах обеспечивается стабильный рабочий ток, регулируемый для работы оборудования на различных режимах.

Плазма образуется за счет воздуха, кислорода, аргона и азота.

Для создания защитной газовой среды используются инертные газы (сварочную ванную защищают азотом, аргоном, парами спирта или ацетона).

Сварочный аппарат и горелку соединяют кабель-пакетом, который состоит из:

шлангов для подачи рабочего и защитного газов;
шлангов для подачи и отвода водяного охлаждения;
провода подачи основного тока;
провода запуска электрической дуги;
цепи системы управления.

В бытовых сварочных аппаратах к горелке подключены только провода подачи тока, соответственно в таком оборудовании речь идет об обычном кабеле электропитания.

Необходимое оборудование для лазерной сварки металла

Оборудование для лазерной сварки имеет разные габариты и мощность, но все оно функционирует на твердом или газообразном рабочем теле. Разница заключается в способе возникновения светового излучения. Обработка металлов на любом из типов станков выполняется одинаково.

Аппараты применяются в режиме непрерывного излучения. Для них характерны более высокие рабочие частоты, а также ограниченный КПД и мощность. Твердотельное оборудование используется при работе с малогабаритными и тонкостенными изделиями.

При необходимости сваривания более толстых заготовок требуется оборудование с газообразным рабочим телом. Возбуждение излучения в газовой среде происходит за счет электрического разряда. Такая аппаратура подходит для работы с заготовками толщиной до 20 мм. При данной технологии увеличивается мощность луча, а также повышается КПД. Оборудование для сварочных работ имеет сложное устройство с хрупкой стеклянной колбой.

Детали сложной конфигурации и толстые листовые металлы обрабатывают гибридными сварочными установками. Они имеют, помимо лазерной головки, горелку электродугового полуавтомата.

Присадочным материалом является проволока, заполняющая сварочный зазор и формирующая сварочный шов.

Требования к использованию сварочного оборудования

Требования к работе сварочного оборудования для электронно-лучевой сварки закреплены в «Правилах по эксплуатации высоковольтных электроустановок». Минимизировать риски получения производственных травм можно, укомплектовав рабочее место оператора-сварщика подъемно-транспортными механизмами (тельфером, тележкой и т. д.), а также надежно зафиксировав баллоны со сжатым и сжиженным газом.

Наибольшую опасность при газовой сварке представляет взрыв ацетилено-воздушной смеси в случае неправильной эксплуатации ацетиленовых генераторов, карбида кальция и горелок при обратном ударе пламени. Существует вероятность возгорания клапанов кислородных редукторов при попадании на них следов масел или резкого открывания вентиля газового баллона. Наиболее опасным является взрыв кислородного баллона, который находится под высоким давлением.

При неосторожном обращении с пламенем горелки возможно получение ожога мастером или возникновение пожара в помещении. Газовая сварка и резка металлов представляют опасность для зрения, видимые лучи отрицательно воздействуют на сетчатую и сосудистую оболочку глаз, невидимые инфракрасные лучи – на роговицу и хрусталик глаза.

Заниматься сварочными работами сварщики могут только после сдачи технического минимума по правилам техники безопасности.

Сварочные работы запрещено выполнять вблизи огнеопасных и легковоспламеняющихся материалов, включая бензин, керосин, паклю, стружки и т. п.

Если сварка выполняется на постоянной основе, то для работы требуется оборудовать помещение исходя из минимально необходимой для одного поста площади – 4 м 2 и прохода между рабочими местами – минимум 80 см. В помещении должна быть обеспечена хорошая вентиляция.

Работа со сварочным оборудованием, включая ручную и механизированную кислородную резку, сварку и другие виды газопламенной обработки требует использования газосварщиками и газорезчиками защитных очков закрытого типа со стеклами Г-1, Г-2 и Г-3. Плотность их стеклянных светофильтров должна соответствовать требованиям ГОСТ 9497-60 при расходе ацетилена до 750 дм3/ч – ГС-12. Вспомогательный персонал, работающий со сварщиками или резчиками должен обеспечиваться защитными очками со стеклами В-1, В-2 и В-3 в соответствии с требованиями ГОСТ 9497-60.

Электродуговая сварка - особенности и технология проведения

Электродуговая сварка является наиболее распространенным способом соединения разных видов металлов. Этот процесс обладает универсальностью, его применяют повсеместно в производстве и в бытовых условиях.

У него имеется множество положительных качеств - простое выполнение, не требует использования дорогостоящего оборудования, сварку могут проводить даже новички в этом деле. Но все же перед тем как приступать к работе рекомендуется изучить ее основные принципы и особенности.

Что такое электродуговая сварка

Важно знать, что такое электродуговая сварка. Во время этого технологического процесса происходит расплавление примыкающих друг к другу областей двух свариваемых элементов при помощи тепла, которое поступает от электрической дуги. Сварочная ванна перемещается за электродугой. А при застывании она переходит в состояние прочного и неразъемного соединения, которое также называют сварным швом.

Технология электродуговой сварки металлов имеет характерную особенность. Расплавленная металлическая основа способна усиленно взаимодействовать с кислородом воздуха и азотом.

Для того чтобы защитить сварочную ванну обычно применяются следующие виды газов:

Аргон;
Углекислый газ;
Гелий и другие инертные газы.

Стоит отметить! Сварка электрической дугой может проводиться с применением плавящихся электродов, материал которых войдет в сварной шов, а также неплавящихся. В данных ситуациях флюсовые добавки насыпаются вдоль линии соединения в виде порошка.

Принцип электродуговой сварки

В технологии электродуговой сварки имеется несколько принципов - короткое замыкание и пробой. Именно на последний показатель стоит обратить повышенное внимание.

В данном случае за основу берется пробой диэлектрика, который возникает при наполнении межатомного пространства частицами с электрическим зарядом. Ионы создают положительные заряды, а электроны - отрицательные. В некоторых ситуациях пробой возможен для любых диэлектриков. Но вот что касается электродуговой сварки металлов, то во время нее применяется пробой воздушного пространства между электродом и массой.

Во время сварки на электроде создается заряд тока с низким показателем напряжения, но с высокой силой - примерно 80-200 А. Также наблюдается огромная плотность - несколько тысяч А/м 2 .

В момент касания электрода массы, а именно другого материала с высокими показателями электропроводности при сваривании металлических конструкций, то может возникнуть короткое замыкание, которое создает электрическое поле с высокой мощностью. Именно в нем возникает пробой.

Виды и способы

Электрическая дуговая сварка имеет несколько разновидностей. Каждая из них обладает некоторыми отличительными особенностями, которые оказывают влияние на качество и вид сварного соединения.
Выделяют следующие виды электродуговой сварки:

Ручная электродуговая сварка. Во время нее используется только ручная сила человека без механизмов;
Механизированного вида. Во время процесса используется механизация при подаче проволоки в область сваривания, а часть работы производится ручной силой;
Автоматического типа. Сварка осуществляется в автоматическом режиме. Специальное оборудование самостоятельно подает дугу, регулирует показатели ее длине, перемещение.

Технологический процесс электродуговой сварки также разделяется на способы:

Пучком. Во время сварки производится связывание в пучок нескольких электродов, сваривание их торцов и установка в держателе. Используется больший диапазон токов и можно самостоятельно увеличивать показатели производительности.
Сварка лежачим электродом. Во время этого процесса может производиться укладка с длиной от 50 до 120 см с обмазкой в разделанный стык или угол. На него помещается медный брус с продольной канавкой. После этого заготовка и электрод подсоединяются к источнику тока. Угольный стержень поджигает дугу, которая уходит под область бруска. Она перемещается по стыку, расплавляет рабочий элемент и сваривает кромку. В результате этого получается сварное соединение.
Сварка наклонным электродом. Данный метод проводится для повышения производительности. Во время него электрод фиксируется в зажиме с обоймой, которая перемещается под своей массой по стойке. В момент зажигания дуги, электрод оплавляется, а обойма опускается вниз.

Виды аппаратов

Обычно при проведении электродуговой сварки используется простой сварочный аппарат - трансформаторный. Он работает по принципу обычного трансформатора, понижает напряжение и повышает ток. Данное устройство варит при помощи переменного тока.

Однако трансформаторное сварочное оборудование неудобное, оно обладает огромными размерами. По этой причине могут возникнуть проблемы с его перемещением. Для этих целей требуется специальное приспособление на колесиках.

Если требуется мобильный сварочный аппарат для электродуговой сварки, то отличным вариантом будет инвертор. Данное оборудование первым делом преобразует переменный ток от бытовой сети в ток с высокой частотой. А уже после этого оно переводит его в постоянный. Кроме этого устройства этого вида имеют небольшую массу, компактные габариты.

Инверторное сварочное оборудование для электродуговой сварки помогает добиться максимальной стабильности дуги. Именно это оказывает положительное воздействие на качество шва. Кроме этого устройство позволяет использовать разные режимы - с прямой и обратной полярностью.

Особенности проведения работ

Электродуговая сварка чугуна и других видов металла должна проводиться правильно. Соблюдение всех принципов и правил позволит получить прочный и качественный сварной шов.

Технология ручной электродуговой сварки включает несколько особенностей:

На начальном этапе производится зачистка и обезжиривание заготовок, может выполняться их разрезание. К ним требуется приставить раскаленный электрод. Торцевая часть электрода делит область поверхности свариваемого элемента на ионы и электроны;
Для того чтобы сварка была быстрее, а результат был качественным, на поверхность сварного материала (электрода) следует нанести специальные элементы. В качестве него рекомендуется использовать кальций, калий, натрий. Они ускоряют разделение металла на частицы;
Сварочный процесс может осуществляться с использование открытой или закрытой дуги. В открытом состоянии в металлическую основу будет проникать много азота, это окажет пагубное влияние на структуру сварного шва. Для снижения этого негативного воздействия на электроды требуется нанести слой металла. В условиях промышленности наиболее оптимальным вариантом будет использование закрытого метода, при его проведении зона сварки будет защищена от воздействия кислорода;
Далее необходимо установить электрод в оборудование для электродуговой сварки - инвертер. При помощи конца прута требуется провести два раза по торцам свариваемых металлических компонентов - это произведет разжигание дуги. После того как будет включен сварочный аппарат необходимо установить ток на требуемом уровне;
Во время сварочного процесса электрод опирается на поверхность свариваемых деталей и медленно водится по области зазора. В сварочную ванну поступает жидкий металл, который во время застывания образует прочный и ровный сварной шов. Использование специальной технологической карты позволит точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги;
Сваривание вертикальных швов производится при помощи дуги. Уровень угла соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым. Допускается небольшое отклонение на 10 градусов;
Чтобы предотвратить наплавление жидкого металла в одной области может применяться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дуги.

Важно! Сварщик во время электродуговой сварки обязательно должен соблюдать все правила и этапы. Каждый метод сваривания подбирается в зависимости от используемого металла и условий проведения сварки (в промышленных или бытовых условиях).

Меры безопасности

Во время проведения электродуговой сварки обязательно следует соблюдать следующие меры безопасности:

Обязательно требуется надевать защитную форму и обувь из плотного материала. Данные средства смогут защитить тело от раскаленного металла, который может вызвать сильные ожоги. Рукава требуется плотно застегнуть, на кисти рук надеваются перчатки.
Если нет защитной формы, то вместо нее можно воспользоваться хлопчатобумажной одеждой.
От яркого света и искры от раскаленного металла лицо и глаза необходимо закрыть защитной маской.
Сварочные работы должны выполняться в проветриваемых помещениях.
Перед началом работ рекомендуется подготовить воду или огнетушитель. Раскаленные частицы металла, искры могут привести к пожару, поэтому все средства для его предотвращения должны быть под рукой.

Обратите внимание! Технику безопасности обязательно нужно строго соблюдать. Если этого не делать, то во время сварочного процесса можно по неосторожности получить серьезные травмы.

Электродуговая сварка является популярной технологией, которая отлично подходит для сваривания разных видов металлов. Проведение процесса должно осуществлять правильно с соблюдение важных принципов. Работу требуется делать все поэтапно, это позволит подучить ровный и прочный шов. Но не стоит забывать про необходимые меры безопасности, которые защитят от травм и помогут сделать все правильно.

Интересное видео

Читайте также: