Выбор сборочно сварочного оборудования
В настоящие время материальные, финансовые и трудовые ресурсы на техническое перевооружение действующих предприятий строительство новых объектов.
Осуществляется программа реконструкции и модернизации предприятий черной металлургии. Сложность и ответственность работ постоянно возрастает в связи с применением новых марок материалов, оборудования и повышением требований к качеству соединений.
От качества сварочных работ зависят не только сроки ввода промышленных объектов в эксплуатацию, но и их дальнейшая безаварийная работа.
Я проходил практику на НТМК КХП ЦРОО№3 КМУ. КМУ действует на металлургическом комбинате с 1970 года. Цех занимается изготовлением металлоконструкций для пекококсовых печей, например: стояки для отвода газа, брони, кирпичи - держатели, экраны вертикальные, диффузоры. Для заготовительных операций на участке при изготовлении металлоконструкций используются гильотинные ножницы, пресс ножницы, радиально сверлильный станок, листогибочные машины, керосинорез, сварочное оборудование постоянного и переменного тока, так же имеются две кран балки.
Цель работы: разработать технологию изготовления боковой плиты для пекококсовой печи.
Задачи:
- проанализировать существующую литературу по данной теме;
- изучить технологию изготовления данной конструкции;
- подобрать необходимое оборудование, основные и сварочные материалы, согласно чертежу;
- разработать последовательность сборки-сварки конструкции;
- дать экономическое обоснование на изготовление данной конструкции;
- описать опасные производственные факторы и технику безопасности при изготовлении боковой плиты.
Основная часть
Назначение, условия работы и описание конструкции
| Боксовая плита предназначена для защиты коксовозного вагона во время выгрузки горячего кокса из печи. Она служит для защиты бортов вагонов от выгорания. Данная конструкция изготавливается из листов и бобышек. Конструкция изготавливается из толстолистового металла, толщина листов 15-25мм.. Бобышки цельнолитые, стандартные. Длина плиты 880мм., по кроям привариваются борта, для равномерной загрузки вагона. Сварка производится сплошными швами, с двух сторон по линии соприкосновения деталей. |
Технические условия на основной металл
Металл, применяемый для изготовления сварных конструкций, должен соответствовать правилам ГОСТа и ТУ. Он должен выбираться с учетом условий эксплуатации, среды и других требований.
На поверхности металла не должно быть дефектов, а на кромках расслоений. Сортовая сталь проверяется и с целью установления полномерности профиля. Качество и основные характеристики металла должны быть подтверждены заводом изготовителем в соответствующих документах. При отсутствии документов необходимо произвести испытания металла на заводе изготовителе конструкции.
Данная конструкция изготовлена из углеродистой стали марки Ст3.
Ст3 сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, 3 – номер марки по ГОСТу.
Химический состав стали Ст3, в %:
| C | Si | Mn | Ni | S |
| 0.14-0.22 | 0.05-0.17 | 0.4-0.65 | до 0.3 | до 0.05 |
Механические свойства:
Технологический процесс заготовки деталей
Технологический процесс заготовки деталей может состоять из следующих операций: общая чистка, правка, разметка и наметка, резка, зачистка и разделка кромок, образование отверстий, гибка и т.д.
Для изготовления деталей данной конструкции выбираем операции: общая очистка, разметка, резка, зачистка кромок после резки, получение отверстий.
Для выполнения этих операций выбираем оборудование.
-горючий газ или жидкость керосин
-толщина разрезаемой стали, мм 3- 300
-диаметр шлифовального круга, мм 150
-давление воздуха в сети, атм 6
Технологический процесс сборки-сварки конструкции
Выбор сборочно-сварочного оборудования и приспособлений
Сборочно-сварочное оборудование является важной оснасткой сварочного производства. Оно должно удовлетворять следующим требованиям:
-обеспечивать доступность к местам установки деталей, прихваток и сварки;
-обеспечивать выгодный порядок сборки-сварки;
-обеспечивать точное закрепление деталей в требуемом положении и препятствовать их деформации;
- обеспечивать безопасное выполнение работ и возможность контроля качества.
Для сварки данной конструкции необходимо:
-марка ТДМ 401У2
-номинальный ток, А 400
-пределы регулирования, А 70- 460
-номинальное рабочие напряжение, В 36
-напряжение холостого хода, В 80
-номинальная мощность, кв/ч 13,3
Электрододержатель пасатижного типа:
-номинальный сварочный ток, А 315
Суммарное сечение сварочных проводов с медными жилами при естественном охолождении:
-номинальный сварочный ток, А 250
Выбор вида сварки
Для сварки данной конструкции выбираем ниболие целесообразный с технологической точки зрения метод сварки - ручная дуговая сварка. Её обычно применяют при коротких швах, в трудно доступных местах и единичном производстве конструкций.
Данный метод сварки при правильном ведении технологического процесса обеспечивает минимальные затраты рабочего времени, материалов и высокое качество продукции.
Сварочные материалы
- обеспечивать стабильное горение дуги;
- хорошо формировать сварной шов;
- давать швы определенного химического состава;
- обеспечивать спокойное плавление стержня и обмазки;
- иметь минимальные потери на угар и разбрызгивание;
- облададать большим коэффициентом наплавки;
- давать легко отдаляемую шлаковую корку;
- сохранять свойства в течение длительного времени;
- быть минимально токсичными.
В технических требованиях указан тип электродов Э-42, но в условиях предприятия данная конструкция изготавливается Э-46. Выбираю электроды:
Э46-МР-3- Ø-УД /E 430(3) –РБ23
Э46-тип электрода. Придел прочности на разрыв стержня электрода 46кг/мм=460мПА.;
МР – 3 - марка электрода в соответствии с его обмазкой;
Ø - диаметр электрода в мм. (2;2,5;3;4;5);
У – назначение электрода, для сварки углеродистых и низколегированных сталей;
Д - обмазка электрода толстая, 1.45
Е 430(3) - группа индексов характеризующих металл шва;
РБ - рутиловая и основная обмазка;
2 - сварка во всех положениях кроме вертикального сверху вниз;
3- питание дуги на переменном токе Uх-х 50в, а на постоянном обратная полярность;
ВЫБОР СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Выбор сварочного оборудования для выполнения сварочных операций определяется в зависимости от принятого способа сварки и от режимов сварки.
Выбранное сварочное оборудование современной конструкции, надежное и безотказное в работе, имеет всю необходимую техническую характеристику.
Особенностью оборудования для сварки в защитных газах есть то, что оно включает в себя узлы, агрегаты и вспомогательные устройства, которые предназначены для газовой защиты металла шва и близлежащей зоны от действия воздуха.
Для выполнения сборочно-сварочных работ выбираем сварочный полуавтомат типа ПДГ-401(Рис.5.1), который комплектуется сварочным выпрямителем ВДГ-401(Рис.5.2), технические характеристики, которых приведенные в табл. 5.1.
Рисунок 5.1 - Полуавтомат типа ПДГ-401
Рисунок 5.2 - Выпрямитель ВДГ-401
Полуавтомат типа ПДГ-401 предназначен для сварки сплошной стальной проволокой в среде защитных газов на постоянном токе.
Полуавтомат состоит из подающего механизма полузакрытого типа ПДГ-401 и выпрямителя ВДГ-401. Внутри установлен 2-х роликовый редукторный привод, кассета для сварочной проволоки, тормозное устройство, плата управления и электромагнитный клапан. На лицевой панели механизма есть резисторы регулирования величины сварочного напряжения и скорости подачи сварочной проволоки.
Таблица 5.1 – Техническая характеристика полуавтомата ПДГ-401 и выпрямителя ВДГ-401
| Технические характеристики | ВДГ–401 | ПДГ-401 |
| Напряжение питательной сети, В | 3х380 | |
| Частота питательной сети, Гц | - | |
| Номинальный сварочный ток, А (ПВ, %) | 400(60) | – |
| Пределы регулирования сварочного тока, А | 80–500 | – |
| Пределы регулирования рабочего напряжения, В | 18–42 | |
| Напряжение холостого хода, В, не более | ||
| Мощность привода, Вт | – | |
| Скорость подачи сварочной проволоки, м/ч | – | 40–950 |
| Диаметр сварочной проволоки, мм | – | 0. 8–1.6 |
| Количество ступеней регулирования рабочего напряжения | – | |
| Потребляемая мощность, кВА, не больше | – | |
| Масса, кг, не больше | 14,5 | |
| Габаритные размеры, мм, длина/ширина/высота, не больше | 735/605/950 | 600/270/400 |
Полуавтомат ПДГ-401 обеспечивает:
· управление газовым клапаном, подающим механизмом и сварочным источником от кнопки на горелке;
· плавную регулировку и стабилизацию скорости подачи сварочной проволоки;
Полуавтомат имеет следующие технические решения:
· работа в двух режимах «длинные или короткие швы»;
· плавно-ступенчатое регулирование напряжения;
· подключение горелки производится через евро разъем;
· зубчатое зацепление подающего и прижимного роликов
Сварочное оборудование обеспечивает:
· широкий диапазон скоростей сварки и подачи присадочной проволоки;
· необходимую по технологии производительность;
· надежность и безотказность в работе.
Горелка, которая применена в полуавтомате, удобная при сварке и имеет естественное охлаждение.
Выбор сварочных материалов и сборочно-сварочного оборудования
Выбор сварочных материалов производится в соответствии с принятыми способами сварки.
При ручной сварке конструкционных углеродистых и легированных сталей выбор электродов производится по ГОСТ 9467-75. Этот ГОСТ предусматривает два класса электродов:
- первый класс - электроды для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, требования к которым установлены по механическим свойствам наплавленного металла и содержанию в нем серы.
- второй класс регламентирует требования к электродам для сварки легированных теплоустойчивых сталей, и электроды классифицируются по механическим свойствам и химическому составу металла шва.
ГОСТ 10052-75 устанавливает требования на электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами.
Выбор стальной сварочной проволоки для механизированных способов сварки производится по ГОСТ 2246–70. Он предусматривает выпуск стальной сварочной проволоки для сварки, наплавки диаметром от 0,3 до 12 мм. Сварочная проволока для сварки алюминия и его сплавов поставляется по ГОСТу 7871-75.
Проволоку выбирают с учетом:
- рассчитанных режимов сварки;
- применяемого сварочного оборудования;
- требуемых свойств сварных соединений;
- марки свариваемых сталей.
Выбор флюсов для сварки производится по ГОСТу 9087-81. Этот ГОСТ предусматривает 3 группы флюсов:
- для сварки углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей;
- для сварки высоколегированных сталей;
- для сварки цветных металлов и сплавов.
Флюсы выбирают в сочетании со сварочной проволокой и учитывают:
- марку и толщину свариваемой стали;
- требования к свойствам сварных соединений.
В качестве защитных газов при сварке применяют инертные газы и активные газы:
- аргон, предназначенный для сварки, регламентируется ГОСТом 10157-79, поставляется высшего, первого и второго сорта. Аргон второго сорта предназначен для сварки нержавеющих сталей.
- гелий поставляется по ГОСТ 20461-75. Для сварки применяется технический гелий с содержанием гелия 99,8%.
- углекислый газ является активным газом. Для сварочных целей обычно применяется углекислота, поставляемая по разработанным ЦНИИТМАШем техническим условиям. Защитные газовые смеси необходимо применять в соответствии с технологической инструкцией «ЭМК Атоммаш» 02859.25090.00201.
Инертные газы применяют для сварки корневых швов легированных сталей, а также для сварки высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов.
Для сварки углеродистых и низколегированных сталей может быть использована углекислота пищевая по ГОСТ 8050-85. Общие принципы выбора сварочных материалов можно характеризовать следующими условиями:
- обеспечением требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т. е. определенного уровня механических свойств металла шва в сочетании с основным металлом;
- обеспечением необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);
- отсутствием холодных и горячих трещин, получением металла шва с достаточной технологической прочностью;
- получением комплекса специальных свойств металла шва (жапрочности, жаростойкости, коррозийной стойкости).
При обосновании выбора сварочных материалов кратко описать металлургические процессы, протекающие в сварочной ванне.
После обоснования выбора сварочных материалов для принятых в проекте способов сварки необходимо привести в форме таблиц химический состав этих материалов или механические свойства и химический состав наплавленного металла.
Область применения электродов НИАТ-1 [4, 19]:
для сварки конструкций из коррозионностойких хромоникелевых сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т и им подобных, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК. Сварка во всех пространственных положениях, кроме вертикального положения «сверху вниз», на постоянном токе обратной полярности.
Коэффициент наплавки – 10г/А.ч
Расход электродов на 1 кг наплавленного металла -1,6.
Описываются электроды, их назначение, маркировка и ее расшифровка.
Е43.0(3) −Р25
2.2.2 Выбор рода тока и источник питания
При сварке применяются как переменный, так и постоянный ток. Постоянный ток имеет то преимущество, что дуга горит устойчивее. Но переменный ток дешевле, поэтому его применение при сварке предпочтительнее. Однако есть способы сварки, при которых применяют только постоянный ток. Сварка в защитных газах и под флюсом выполняется на постоянном токе обратной полярности. Электроды с основным покрытием тоже требуют постоянного тока обратной полярности, как и сварочные флюсы для сварки высоколегированных сталей, основу которых составляет плавиковый шпат. В этих случаях происходит насыщение дуги кислородом или фтором, имеющим большое сродство к электрону. Поэтому необходимо раскрыть сущность процессов, происходящих в дуге при насыщении ее кислородом или фтором и обосновать применение рода тока и полярности. Полярность тока влияет на глубину проплавления, химический состав шва и качество сварного соединения.
2.2.3 Выбор сборочно-сварочного оборудования
Для выполнения сборочных и сварочных работ на заводах МК применяются сборочные, сварочные или сборочно-сварочные приспособления, когда в одном приспособлении совмещаются операции сборки и сварки. Сборочные приспособления должны обеспечить:
- установку собираемых элементов относительно друг друга в положение, соответствующее чертежу, фиксацию и закрепление их в этом положении (обычно при помощи прихваток);
- пространственное положение собираемого элемента, удобное для выполнения сборки и прихватки;
- жесткость собираемого элемента в процессе выполнения сборочной операции.
Конструкции приспособлений для сварки должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- приспособление должно обеспечить возможность установки свариваемого элемента в удобное для выполнения сварки положение;
- конструкция должна обеспечить доступ сварочной дуги к месту сварки в последовательности, заданной технологией;
- приспособление должно обеспечить (если это необходимо) перемещение или вращение свариваемого изделия;
- разнообразие типоразмеров изготовляемых отправочных марок требует разнообразных конструктивных решений сборочных и сварочных приспособлений. Однако среди них можно выделить следующие основные конструктивные элементы, которые используются в том или ином сочетаниях: корпус, установочные элементы, прижимы, механизмы перемещения.
Выбор оборудования всегда начинается с определения задач, выполняемых данным оборудованием: какой материал будет свариваться (толщина из расчета 30 - 50А на 1 мм толщины материала) и объемом работ.
Сварочный выпрямитель - позволяет сваривать как обычную сталь, так и нержавеющую и цветные металлы кроме алюминия.
Сварочный трансформатор является одним из самых дешевых источников сварочного тока и может сваривать как обычную сталь, так и алюминиевые сплавы.
Сварочный полуавтомат может сваривать различные металлы защищая сварной шов защитным газом. Этот тип сварки широко используется в производстве.
При выборе сборочно-сварочного оборудования необходимо описать их технические характеристики и преимущества, влияние на качество продукции и производительность труда. Нужно выполнить сравнительный анализ двух наименований оборудования и написать вывод.
2.3 Выбор и расчет режимов сварки
При описании раздела «Расчет режимов сварки» следует:
- дать определение режима, принятого для изготовления сварной конструкции вида сварки;
- перечислить основные и дополнительные параметры режима выбранного вида
- для примера привести расчет режима сварки стыкового или углового шва сварной конструкции, для чего сделать эскиз этого соединения в соответствии с типом соединения по ГОСТу на выбранный вид сварки.
Основные типы соединений, выполняемых под флюсом, регламентированы ГОСТ 8713-79 – «Сварка под флюсом, соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».
Основные типы соединений, выполняемых в среде защитных газов также регламентированы ГОСТ 14771-76 – «Швы сварных соединений. Электродуговая сварка в защитных газах. Основные типы и конструктивные элементы».
Основные типы соединений, выполняемых электрошлаковой сваркой регламентированы ГОСТ 15164-78 – «Электрошлаковая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».
Основные типы соединений, выполняемых ручной дуговой сваркой регламентированы ГОСТ 5264-80 – «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы и конструктивные элементы».
Результаты расчетов режимов сварки следует занести в таблицу.
Режимом сваркиназывают совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляют еще один параметр-скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход газа.
Параметры режима сварки влияют на форму шва, а, значит, и на его размеры: на ширину шва - е; усиление шва - q; глубину шва – h.
На форму и размеры влияют не только основные параметры сварки, но и такие технологические факторы, как род и полярность тока, наклон электрода и изделия, вылет
вылет электрода, конструктивная форма соединения и величина зазора.
2.4.1 Методика расчета режима дуговой сварки.
Исходным параметром для выбора режима сварки плавлением является либо толщина свариваемых деталей δ – для стыковых швов или катет углового шва K – для нахлесточных, тавровых и угловых соединений.
В общем случае выбрать диаметр электрода можно по следующей таблице 1.
Таблица 1. Зависимость диаметр электрода от толщины металла и катета шва
Величина тока при РДС для принятого диаметра электрода определяется по паспортным данным выбранной марки электрода. При отсутствии таких данных величину тока можно определить по одной из следующих формул:
Затем нужно проверить, обеспечивает ли данный ток требуемую глубину проплавления «а»:
где b= (1/80 • 1/100), мм/А;
при наплавке валика и b= (1/60 1/75) мм/А
при сварке в стык с обязательным зазором между свариваемыми деталями,
Величина напряжения дуги при РДС не является нормативным параметром режима сварки, но она необходима при тепловых расчетах. При РДС сварка осуществляется на режимах, соответствующих жесткому участку статической вольтамперной характеристики дуги (см.рис.1). В этих случаях напряжение дуги определяется уравнением:
где a= Uk + Ua - сумма катодного и анодного падения напряжений;
b – градиент падения напряжения на единицу длины дуги, В/мм;
l – длина дуги, мм.
Следовательно, при определенном способе сварки (или для данной марки электрода) напряжение дуги зависит лишь от её длины. Для РДС зависимость напряжения дуги от тока:
Смысл этой зависимости виден из рисунка 1. При РДС сварщик выдерживает длину дуги равную диаметру электрода. Рассчитаем по уравнению (3) величину тока для электродов диаметром 3, 4, 5 и 6 мм. Для этих токов по уравнению (6) рассчитаем напряжение дуги. Результаты сведем в таблицу 2:
Таблица 2. Зависимость величины сварочного тока и напряжения дуги
от диаметра электрода
| dэ, мм | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Iд, A | 90 | 140 | 200 | 270 |
| Uд, В | 23.6 | 25.6 | 28 | 30.8 |
Рисунок 1. Геометрический смысл зависимости U =20+0,04I
Эти режимы соответствуют пересечению вольтамперных (В-А) характеристик дуги с внешними характеристиками (ВХ) источника питания. Тогда зависимость
Uд =20+0,04Iд будет представлять совокупность режимов РДС для разных диаметров электродов при длине дуги равной диаметру электрода.
При РДС скорость сварки лежит в пределах от 4 до 18 м/ч, но чаще Vсв = (6 12) м/ч. Лишь при сварке ниточным швом сверху вниз электродами с целлюлозным покрытием скорость сварки Vсв = 36 м/ч. Если в задании скорость сварки не указана, то её можно определить следующим образом. Установлено, что площадь наплавки первого прохода составляет
Площадь наплавки последующих проходов составляет
Зная площадь наплавки по уравнению (7) или (8), можно определить требуемую скорость сварки из уравнения (9)
V = αнIсв / 3600 • Fн , (см/с) (9)
где αн – коэффициент наплавки, определяемый из паспортных данных на выбранную марку электрода, г/А•ч;
γ – плотность (удельный вес) металла, г/см³;
Fн – площадь наплавленного металла за один проход, см².
Можно вычислить необходимое число проходов:
где Fн – требуемая по чертежу площадь наплавки, см²;
Fн1 – площадь наплавки при первом проходе, см²;
Fн2 – площадь наплавки при последующих проходах, см².
Расчет сварочного тока, А, при сварке в защитных газах проволокой сплошного сечения производится по формуле
где, а – плотность тока в электродной проволоке, А/мм 2 (при сварке в СО2, а=110 ÷ 130 А/мм 2 )
dЭ – диаметр электродной проволоки, мм.
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле
где αР – коэффициент расплавления проволоки, г/А·ч;
значение αР рассчитывается по формуле
ρ– плотность металла электродной проволоки, г/см 3 (для стали ρ=7,8 г/см 3 ).
Скорость сварки (наплавки), м/ч, рассчитывается по формуле
где αН - коэффициент наплавки, г/А ч;
где Ψ - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание, при сварке в СО2
Расчет сварочного тока автоматической сварки под флюсом, А, производится по формуле
где, Iсв – сила сварочного тока, А;
dпр – диаметр сварочной проволоки;
a – плотность тока, принимается равной a ≥40-50А/мм 2 , при сварке для более глубокого проплавления.
Скорость подачи сварочной проволокиавтоматической сварки под флюсом рассчитывается по формуле
где, αр – коэффициент расплавления сварочной проволоки, г/Ач для сварочного тока определяется по формуле:
Iсв – сила сварочного тока, А;
dпр – диаметр сварочной проволоки, мм;
ρ – плотность металла г/см 3 , (для стали С235 =7,8г/см 3 );
Скорость автоматической сварки под флюсом рассчитывается по формуле
Выбор сварочного оборудования: советы и обзор популярных аппаратов для сварки
Приобретение сварочного аппарата перестало быть проблемой. Производители предлагают огромное количество сварочного оборудования различных конструкций, назначения и технических возможностей. Теперь выбор сварочного оборудования осложнён выбором именно того экземпляра, который удовлетворит Ваши запросы. Чтобы не упустить из вида подходящее и не остановить внимание на ненужном оборудовании, необходимо чётко осознать свои потребности и узнать подробную информацию о технических возможностях сварочных аппаратов. В этой статье Вы найдёте достаточно сведений для того, чтобы сделать правильный выбор.
Типы сварочного оборудования
Сварочный трансформатор
Использование сварочных технологий широкими народными массами началось с появления простейшего сварочного трансформатора. И хотя переносить его с места на место приходилось как минимум вдвоём, он уже считался мобильным. Его уже можно было доставить на дачу или к месту постройки индивидуального жилья в багажнике личного автомобиля.
Это позволяло избавиться от немалых расходов на сварщика для «прихватки» арматуры в фундаменте, монтаже забора и т.п. Ещё больше работ находилось в гараже. Работы, которые раньше выполнялись клёпкой, теперь покорились электросварке, что дало новый толчок в развитии многих направлений «самодельщиков».
Первичная обмотка была намотана на стандартные 220 В, вторичную мотали секционно от 24 В до 72 В. Это средние значения, представленные для понимания процесса. В разных регионах подходы были разные в зависимости от того, какие комплектующие можно было достать. Позднее появились промышленные образцы. Как правило, для уменьшения веса и габаритов, такие трансформаторы рассчитывались на использование электродов с максимальным диаметром 4 мм. Невзирая на разнообразие конструкций, все подобные устройства имели общие недостатки:
сложности поддержания дуги;
необходимость высокой квалификации сварщика.
Действительно, дуга рвалась при смене направления тока в точке перехода синусоиды через «0», и качественный шов могли обеспечить только очень опытные сварщики.
Сварочный выпрямитель
Этот аппарат принёс в технологию сварки возможность сваривания постоянным током. Изделие не стало ни меньше, ни легче. Просто к трансформатору добавили выпрямительный блок. Теперь уже появились сравнительно малогабаритные кремниевые выпрямители, что и дало толчок для внедрения аппаратов такого типа.
Основные достоинства сваривания постоянным током состоят в более стабильной и сильной дуге. Кроме того сильно расширился ассортимент соединяемых материалов. Несмотря на то, что сварочные трансформаторы и выпрямители сильно уступают по потребительским свойствам инверторам, они до сих пор производятся и пользуются спросом. Это объясняется их доступной ценой, простотой и надежностью устройства и более чем демократичными ценами.
Сварочный инвертор
На сегодняшний день нет более распространённого и желанного аппарата для сварщика, чем инвертор. Поговаривают, что его появление обусловлено дефицитом меди. Этот дефицит мог бы сказаться на стоимости аппаратов для сварки, но, к счастью, в это время развитие электроники позволило создать инверторы.
В создании инверторных аппаратов использовали замечательное свойство токов высокой частоты - проходить процесс трансформации на трансформаторах минимальных габаритов. Таким образом, питающее напряжение 220/380 вольт и частотой 50 Герц преобразуется в высокочастотное напряжение 50 – 90 кГц и поступает на малогабаритный трансформатор, где трансформируется в напряжение, годное для сварочных работ (50 В – 70 В). После прохождения через выпрямитель, на выход поступает постоянное сварочное напряжение.
Значительное уменьшение габаритов трансформатора позволило сэкономить большое количество дорогой электротехнической меди и электротехнического железа, что сказалось на цене инверторов. Они стали немного дороже обычных сварочных трансформаторов и выпрямителей и по сумме потребительских преимуществ практически вытеснили их с рынка. К преимуществам инверторов относят:
минимальные вес и габариты,
неограниченный ассортимент свариваемых металлов;
легкость поддержания стабильной дуги;
высокое качество шва, даже у новичков.
Сам по себе инвертор не стал обособленным аппаратом для сварки, а лёг в основу целого ряда устройств (в качестве источника постоянного тока), предназначенных для проведения различных видов сварочных работ.
Сварочные аппараты
На основе инверторов созданы сварочные аппараты для ММА сварки (ручная сварка плавящимся электродом). Для MIG/MAG сварки (сварка плавящимся электродом в среде защитного газа) созданы как ручные аппараты, так и полуавтоматы. Сварка TIG (не плавящимся электродом в среде защитного газа) расширяет возможности сварочных технологий, основанных на применении инверторов, практически до неограниченных.
Итак, решением проблемы выбора может стать сварочный аппарат на основе инвертора, который на многие годы станет помощником дома, в гараже, на даче и даже в малом бизнесе. Вам остаётся набраться немного терпения и ознакомиться с основными техническими характеристиками аппаратов для сварки, чтобы перейти к выбору конкретной модели.
Как выбрать сварочное оборудование в зависимости от типа сварки
Прежде всего необходимо определиться с типом сварки, который станет наиболее подходящим для решения ваших задач:
- ММА сварка позволяет варить как на постоянном, так и на переменном токе плавящимися электродами. Благодаря возможности использования прямой и обратной полярности тока, различных видов электродов, такой тип сварки охватывает широкий перечень свариваемых металлов, который с избытком перекрывает все нужды как «домашних» работ, так и мелкого бизнеса;
MIG/MAG сварка представлена полуавтоматами, которые варят в среде защитного газа с автоматической подачей сварочной проволоки. Не очень удобна для сваривания толстых деталей из-за малого диаметра сварочной проволоки. Однако для сваривания листов толщиной до 1 мм такой тип сварки является единственно доступным способом, поэтому незаменим при ремонте автомобилей. MIG/MAG сварка охватывает большой перечень черных и цветных металлов. Отличается высокой производительностью;
TIG сварка по своим технологическим возможностям аналогична MIG/MAG сварке с тем отличием, что она производится неплавящимся электродом. Благодаря возможности применения электродов различного диаметра, при таком типе сварки нет проблем со свариванием деталей значительной толщины.
Дальнейший выбор конкретной модели будет зависеть от её технических характеристик.
Технические характеристики
Напряжение питания
Это первое, на что стоит обращать внимание при покупке аппарата для сварки. Эта величина может быть равна 220 или 380 вольт. Как правило, бытовые аппараты делают для напряжения 220 вольт. В местах, позволяющих задействовать з-х фазную сеть, удобнее работать с аппаратами на 380 вольт. Но если Вы предполагаете работать в разных местах, то лучше остановиться на 220 вольтовом аппарате исходя из простого соображения: сеть 220 вольт есть везде, а 380 может не оказаться.
Максимальный диаметр электрода
Этот параметр косвенно указывает на толщину металла, которую способен проварить сварочный аппарат. Естественно, что многие стремятся выбирать аппараты с максимально большим диаметром электрода и попадают в ловушку к недобросовестным продавцам, которые частенько завышают этот показатель.
Тип сварочного тока
Это очень важная характеристика. От типа сварочного тока (переменного, постоянного) зависит перечень металлов, которые можно сваривать на этом аппарате. Необходимо отметить, что выбор уже сделан за Вас. Подавляющее большинство сварщиков предпочитают сваривание постоянным током. Поэтому более 99% всех аппаратов выпускают с постоянным сварочным током.
Напряжение холостого хода
От этого параметра зависит стабильность поджига дуги. До некоторого времени высокое напряжение холостого хода входило в противоречие с напряжением, допустимым по технике безопасности. В настоящее время, чем выше напряжение холостого хода, тем приятнее работать с аппаратом, а безопасность обеcпечивается функцией VRD. При наличии этой функции напряжение на электроде всего несколько вольт и только в момент касания им металла, напряжение вырастает до сотни вольт.
Период включения
Это очень важная величина. Её можно встретить в технических характеристиках сварочных аппаратов в таком виде: «ПВ = 60%». Это означает, что аппарат может работать 60% цикла, а 40% должен остывать. В России принят пятиминутный цикл, из чего понятно, что аппарат должен остывать в течении двух минут после каждых трёх минут работы. Это совсем неплохо для садово-гаражных работ и совсем нежелательно для аппаратов, работающих даже на мелком производстве.
Сварочное оборудование от производителя
Теперь, когда Вы уже знаете все характеристики нужного аппарата для сварки, вдруг обнаруживается, что таких аппаратов достаточно много и все они от разных производителей. Здесь важно не ошибиться и не приобрести низкокачественное изделие, которое после продолжительной нервотрёпки останется лежать кучей ржавого железа в гараже или на даче.
Правильный выбор - приобрести оборудование от известных проверенных производителей. Иногда цена качественных изделий может «кусаться». К счастью, и в нашей стране научились делать инверторные аппараты для сварки на уровне мировых стандартов, но по ценам, подходящим для России и всего постсоветского пространства. Это сварочные аппараты от производителя компании «Кедр».
На сайте производителя представлен ряд сварочного оборудования, способного удовлетворить самые высокие требования. Для мелких эпизодических работ не имеет смысла приобретать дорогие специализированные аппараты для сварки. Большим спросом пользуются аппараты КЕДР UltraММА-200 Compact, КЕДР UltraММА-220 Compact, КЕДР UltraARC-250. Уникальной особенностью аппаратов этой серии является возможность сваривания при питающем напряжении от 140 вольт.
Кедр КЕДР UltraММА-200 Compact как будто создан для того, чтобы облегчить жизнь начинающим умельцам. Его стоимость 6400 рублей, вес 2,9 килограмма и это при мощности в 7,0 кВт. Настройка аппарата сводится к вращению единственного регулятора. Качество шва и стабильность работы обеспечивают автоматические функции HotStart, ArcForce и AntiStick.
Сварочный инвертор КЕДР UltraММА-220 - усовершенствованная версия предыдущего образца. Немного тяжелее (2,9 кг), немного мощнее (7,9 кВт), немного дороже (6650 руб.) Эти изменения позволили улучшить потребительские характеристики устройства:
расширить диапазон сварочного тока 20 – 220 ампер;
повысить эффективность охлаждения;
обеспечить стабильность работы в широком диапазоне сетевого напряжения.
Аппарат инверторный КЕДР UltraARC-250 предназначен для небольших производств. При потребляемой мощности 8,8 кВт, он стабильно выдаёт 230 ампер сварочного тока. Имеет немного больший вес (9,5 кг), чем предыдущие экземпляры, но всё ещё легко переносится одним человеком. Возможность работы электродами диаметром от 2мм до 5мм снимает все ограничения по массе свариваемых деталей. Стандартный набор функций Hot Start и Arc Force расширен активируемой функцией VRD. При ПВ = 60% обеспечивает высокую производительность работ. Среди аппаратов своего класса считается уникальным. Цена- 27 000 рублей.
Надеемся, что материалы, представленные в этой статье, внесли достаточную ясность в вопросе о том, как выбрать сварочное оборудование. Помимо сварочных аппаратов, в каталоге на сайте можно найти расходные материалы, средства защиты для сварщиков, сварочные горелки и резаки, сварочные электроды и многое другое.
Виды сварочного оборудования
На рынке присутствуют разные виды сварочного оборудования. С одной стороны это облегчает выбор, позволяя приобрести устройство чётко под свои нужды, с другой – может запутать неопытного человека. При этом мало купить один лишь сварочный аппарат. Неизбежно потребуется дополнительное рабочее и защитное оборудование.
Для сварки в домашних условиях ручным дуговым методом как минимум необходим набор плавких электродов, маска сварщика и перчатки. Для профессиональной работы могут понадобиться:
клеймы и электродержатели;
газовые баллоны с необходимым для них оборудованием.
Но основным элементом оборудования для сварочных работ является сам сварочный аппарат. О нём следует рассказать подробней.
Виды сварочных аппаратов
Параметры электроэнергии из сети не подходят для осуществления сварки. Чтобы преобразовать её в сварочный ток, используют сварочные аппараты. Они понижают напряжение до необходимых значений, в результате увеличивается сила тока. Устройства делятся несколько разновидностей: трансформаторы, выпрямители, инверторы и полуавтоматы.
Трансформаторы
Это самый простой и старейший вид сварочного аппарата. Основой конструкции является трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток. Он понижает приходящее на него напряжение, выдавая переменный ток, значение которого регулируется смещением обмоток относительно друг друга.
Плюсы: цена, надёжность, простота конструкции, неприхотливость в обслуживании и эксплуатации, высокая мощность.
Минусы: низкий КПД, большой вес и габариты, нестабильная дуга, сильно просаживает электросеть и потребляет много энергии, можно варить только чёрные металлы.
Применение: используется для сварки низколегированной стали, если не важна высокая точность и качество шва.
Выпрямители
Конструктивно выпрямители схожи с трансформаторами, но имеют выпрямительный блок, за счёт которого на выходе получается постоянный ток.
Достоинства: неприхотливость, простота в обслуживании и надёжность, высокая мощность, стабильная дуга, возможность варить цветные металлы и нержавейку, хорошее качество шва.
Недостатки: большой вес и габариты, потребляют значительное количество электроэнергии, просаживая сеть.
Применение: как и трансформаторы, выпрямители могут иметь переключатель, позволяющий запитать устройство от домашней сети 220 В или от трёхфазной 380 В (последний вариант предпочтительней). Варят чёрные и цветные металлы, нержавейку и чугун.
Инверторы
Это самый популярный на сегодняшний день вид сварочных устройств. Электричество из сети поступает на выпрямитель, меняя значение с переменного на постоянное. Затем ток проходит через блок схем, превращаясь снова в переменный, при этом увеличивается его частота. Дальше его путь лежит через трансформатор, затем через ещё один выпрямитель. В итоге на дугу подаётся высокочастотный постоянный ток.
Плюсы: компактен, мало весит, высокий КПД, мощная дуга, минимальное разбрызгивание металла, качественный шов, можно варить как чёрные, так и цветные металлы, потребляет минимум энергии.
Минусы: сложная конструкция затрудняет ремонт и обслуживание, боится пыли и повышенной влажности.
Главная особенность инвертора заключается в его универсальности. Он широко применяется на производстве для сварки различных металлов, а так же является лучшим вариантом для дома и дачи.
Полуавтоматы
Этот вид оборудования отличается более сложной конструкцией. Здесь сварка происходит не обычными электродами, а специальной проволокой в среде защитного газового облака. Газ из баллона поступает к месту сварки через горелку, через неё же автоматически подаётся проволока. Газовое облако защищает шов от окисления кислородом, а подача проволоки обеспечивает более высокую скорость работы.
Плюсы: полуавтоматы применяются для работы как с чёрными, так и с цветными металлами, можно варить даже тонкий листовой металл, качественный сварной шов, производительность.
Минусы: кроме самого аппарата нужен ещё и баллон с газом – это делает конструкцию более массивной и взрывоопасной, при работе на улице сильный ветер может сдувать защитную газовую среду.
Применяются при сварке цветных и чёрных металлов, не заменим при работе с листовой сталью толщиной менее 1 мм.
Теперь рассмотрим оборудование не с позиции их устройства, а по типу работы. Этот пункт не менее важен при выборе оборудования. Различают несколько типов сварки:
Ручная дуговая (ММА).
Полуавтоматическая в газовой среде (MIG/MAG).
В каждом отдельном случае могут применяться разные виды сварочных аппаратов. Но существует и универсальное оборудование, сочетающее в себе разные возможности: ММА+MIG; MIG+TIG; MMA+TIG и «3 в 1».
Аппараты для ручной дуговой сварки (ММА)
Чаще всего MMA сварка используется для работы в небольших мастерских и в бытовых условиях – дома, на даче или в гараже. В процессе работы можно применять любой вид оборудования (трансформатор, выпрямитель или инвертор). Электродом является проволока, покрытая специальной обмазкой. Возникающая электрическая дуга плавит электрод, соединяя свариваемый металл. А обмазка, сгорая, образовывает над сварочной ванной газовое облако, защищающее от взаимодействия с кислородом.
Ручная дуговая сварка требует некоторых навыков, так как приходится постоянно контролировать расстояние между проволокой и свариваемой поверхностью, чтобы обеспечить стабильную дугу. На шве образуется шлак, который впоследствии требует зачистки. Методом ММА сваривают различные виды чёрных металлов, чугун, нержавейку и некоторые цветные металлы.
Аппараты для полуавтоматической сварки (MIG/MAG)
Сварочный процесс происходит в газовой среде – инертной (MIG) или активной (MAG). Газ выполняет ту же защитную функцию, что и обмазка на электродах ММА, но более эффективен. Сварочная проволока подаётся в зону работы автоматически, а вдоль поверхности устройство перемещают вручную – отсюда и название. Для работы подходят трансформаторы, выпрямители, инверторы. Последний в современных условиях применяется чаще.
Полуавтомат предпочтительней при соединении твердосплавных легированных сталей, всех видов цветных металлов и при сварке тонкостенных материалов толщиной менее 1 мм. За счёт автоматической подачи проволоки экономится время, а значит за один и тот же срок можно выполнить больший объём работы.
Аппараты для аргонодуговой сварки (TIG)
Эта методика подходит для соединения любых металлов, но уступает по скорости полуавтомату. Оборудование схоже с тем, что применяют для MIG/MAG, но в качестве газа используется аргон, а электрод сделан из неплавкого материала (графит или вольфрам). В зону сварочной ванны подают связующий материал – прутки по составу аналогичные свариваемому металлу. Аргонодуговая сварка обходится дорого и менее производительна, чем полуавтоматическая, но позволяет получать очень ровный и качественный шов. Качество аргонодуговой сварки зависит не только от навыков сварщика, но и от выбранного защитного газа, а также от сварочного аппарата. Лучшим вариантом станет инвертор с возможностью переключения его на переменный и постоянный ток.
Аппараты для точечной сварки
Этот способ сварочных работ относится к термомеханическому классу. Точечные сварочные аппараты бывают нескольких видов:
переносные – подходят для домашнего использования;
стационарные – для промышленных предприятий;
двусторонние – соединяют листы металла с обеих сторон;
односторонние – используются там, где невозможен доступ к обратной стороне.
Точечным способом сваривают в основном изделия из тонкой листовой стали. Принцип работы прост: детали соединяют друг с другом внахлёст, электроды с обеих сторон нагревают их до состояния пластичности, сплавляя между собой в точке соприкосновения. Импульсный ток делает время нагрева почти мгновенным – от 0,01 до 0,1 секунды. Получается прочный и надёжный шов за очень короткое время. Минусом является то, что этим способом невозможно добиться герметичности.
Аппараты для газовой сварки
Здесь нет необходимости в использовании традиционного электрического сварочника. Всё оборудование может состоять из двух газовых баллонов с ацетиленом или пропаном и кислородом, шлангов-рукавов и горелки.
Смесь газов при сгорании достигает температуры выше 3000 градусов. Пламенем разогревают кромки свариваемых поверхностей, добавляя в сварочную ванну присадочную проволоку. Горелкой можно регулировать силу пламени. Если увеличить подачу кислорода, то он будет выдувать расплавленный под действием температуры металл, не сваривая изделие, а разрезая его на две части.
Метод применим в условиях, когда нет доступа к электричеству. Технология проста, но требует тщательной подготовки деталей и навыков в регулировании мощности горелки. Из минусов можно выделить невысокую производительность. При наличии универсальной горелки, оборудование можно использовать и для резки металлических изделий.
Аппараты для плазменной резки
Плазмой называют газ, в состав которого входят проводящие электричество заряженные частицы. Процесс сварки/резки осуществляется так: инертный газ по шлангам поступает к горелке, где ионизируется, проходя между двумя электродами, нагревается и превращается в плазменную струю. Образующаяся дуга может достигать температуры более 30 тыс. градусов.
Существует три вида подходящих аппаратов для плазменной резки, с различными характеристиками:
микроплазменный – 0,1-25 А;
средний – 25-150 А;
аппарат большого тока – выше 150 А.
В процессе резки металл расплавляется, а ионизированная струя вымывает его. Если необходимо соединить изделия, то достаточно уменьшить силу плазменного потока и добавить присадочную проволоку.
Плазменные сварочники чаще используют для резки. Плюс заключается в том, что можно резать даже толстый слой материала. А при работе с тонкостенной сталью не происходит деформация кромок. Минус в дороговизне оборудования.
Советы по выбору
Теперь вы знаете, какие бывают типы сварочных аппаратов. Знание классификации поможет определиться с выбором устройства, подходящего именно под ваши задачи и возможности. Остался последний параметр – цена. Здесь важно помнить, что бюджетные модели могут не сильно отличаться от дорогих по базовым характеристикам. Основная разница будет в надёжности и времени непрерывной работы. Поэтому, если вы планируете лишь изредка выполнять небольшой объём работы, нет смысла выбирать профессиональное оборудование. Для домашнего использования можно подобрать недорогой сварочник с неплохими возможностями.
Читайте также: