Выбор сварочного аппарата
Сварочный аппарат — один из наиболее востребованных среди домашних мастеров инструментов. Поставить забор на даче, прикрепить петли к гаражным воротам, починить разморозившуюся за зиму водопроводную трубу, соединить арматуру перед заливкой фундамента, сделать решетки на окна или просто соорудить мангал (любимое развлечение новичков) — любая из задач требует применения сварки. К тому же сваркой не только варят, но и режут металл, причем в таких местах, куда подлезть с помощью «болгарки» порой нереально. Например, если надо удалить с глаз долой непонятную железку, неизвестно кем невесть когда забитую или забетонированную в землю, разрезать арматуру при разборке старого фундамента, срезать или отогреть намертво закисшее резьбовое соединение — вот еще несколько распространенных задач, для которых сварочный аппарат будет более чем полезен.
Конечно, проще нанять кого-либо или купить готовую вещь в магазине, однако время, потраченное на поиски нормальных работников, и деньги на оплату их труда в итоге заставят задуматься: «А не проще ли было сделать самому?». И ведь бывает, что, действительно, проще — затраты на покупку недорогого сварочного аппарата, стального профиля, петель, уголков и банки краски могут быть вполне сопоставимы с покупкой готовых столбов, ворот и калитки для изготовления простенького 20-метрового дачного забора, безо всяких излишеств и завитушек. Но техника-то после этого останется в хозяйстве, и в следующий раз экономия будет уже весьма ощутимой.
Давно прошли времена, когда электросварщик таскал с собой на тележке неподъемный сварочный аппарат – самодельный трансформатор сделанный своими руками по дедовскому способу, который подключал к проводам напрямую (причем, как правило, до электросчетчика). Аппараты эти, впрочем, остались. При всех их недостатках в сравнении с современными (вес, габариты, сложность работы, значительное энергопотребление) сварочный трансформатор имеет два достоинства: он исключительно надежен в работе и относительно недорог. Для производств и предприятий это часто является решающим фактором. Однако обычному пользователю, желающему научиться варить в свободное от основной работы время, такой аппарат подходит не очень.
Следующий тип оборудования — сварочный выпрямитель. Варить им немного удобнее, стоит он несколько дороже, прилично «просаживает» сеть, но вполне надежен в эксплуатации и меньше трансформатора по размерам и весу.
Самым современным аппаратом для ручной дуговой сварки считается сварочный инвертор. Достоинств у него масса, особенно для работы в доме или на даче. Первое — это весьма скромные вес и габариты — аппараты вешают на плечо и работают так в течение длительного времени. В отличие от обычных сварочных аппаратов, у которых силовой трансформатор работает на частоте сетевого напряжения 50 Гц, сварочный инвертор использует ток высокой частоты (несколько десятков килогерц). При этом для передачи необходимой энергии требуется трансформатор гораздо меньших размеров и массы, а сварка проходит при постоянном токе, что обеспечивает более качественный шов. Инвертор обычно состоит из выпрямителя, преобразователя в переменное напряжение высокой частоты, трансформатора, еще одного выпрямителя и управляющей схемы. Все инверторы работают на силовых транзисторах, выполненных по технологии MOSFET или IGBT.
По технологии MOSFET изготовлено «первое поколение» инверторов. Аппараты, использующие ее, относительно велики по размерам. IGBT-инверторы способны работать на значительно большей частоте (60-85 кГц), что еще более снижает их вес.
Очень важно то, что инвертор можно спокойно включать в бытовую розетку, не опасаясь спалить проводку. Экономия энергии сейчас — одна из ключевых стратегий в области охраны окружающей среды. С 2011 года в Европе вступает в силу стандарт EN 61000-3-12, устанавливающий дополнительные ограничения для оборудования, подключаемого к электрической сети. Инверторные аппараты — самые экономичные, они наиболее соответствуют этому стандарту.
Процесс обучения на трансформаторе или выпрямителе потребует больше усилий, чем обучение сварке с помощью инвертора. Научившийся работать на сварочном трансформаторе без проблем перейдет на инвертор, а вот обратный переход гораздо сложнее. Инвертор прощает неопытному сварщику неизбежные поначалу ошибки.
Недостатки тоже есть: сварочные аппараты инверторного типа стоят дороже, очень не любят пыли и влаги, чувствительны к скачкам напряжения. Внутри у них много различных электронных компонентов, поэтому по теории вероятности они выходят из строя быстрее, чем более простые конструктивно трансформаторы или выпрямители. Однако при надлежащем уходе и известной аккуратности в обращении инвертор прослужит не меньше, чем «транс».
Необходимое оборудование для сварки
Обычно в комплекте вместе с аппаратом идут два сварочных кабеля длиной не более двух метров, оснащенные разъемом типа «крокодил» для крепления к свариваемой детали, электрододержателем (держаком) собственно для работы и быстросъемными разъемами для крепления к аппарату.
Для работы необходима маска сварщика. Их выбор велик. Многие производители в комплекте с аппаратом вручают молоточек для отбивки шлака и простейшую сварочную маску из пластмассы с затемненным стеклом. Эта маска по конструкции напоминает сковородку со съемной ручкой, при работе ее приходится держать одной рукой, что неудобно. В общем, маску лучше сменить сразу. Для работы гораздо удобнее та, что надевается на голову. Простая, с затемненным стеклом может стоить 100-200 рублей, а с фильтром «хамелеон», автоматически затемняющимся при возникновении дуги, — в районе нескольких тысяч. Для отбивки шлака маска или защитные очки также обязательны: начинающих неприятно поражает мистическая способность шлака из всех возможных направлений отлетать именно в глаза.
Еще для работы потребуется соответствующая одежда, закрывающая кожу от ультрафиолета и защищающая от брызг. Спецовка, ботинки или сапоги, прорезиненные или брезентовые перчатки — вот минимальный набор, с которым можно начинать работу.
Какие электроды нужны для сварки
Если не вдаваться в подробности, начинающему вполне достаточно знать, что существует два вида электродов: для обычных работ и для ответственных конструкций.
Для первого случая годны все электроды (чаще всего на рынке попадаются марки МР-3 или АНО), для второго — лучше УОНИ. Правда, они более капризны, требуют сильного «чирканья» для разжигания дуги, несколько большего сварочного тока, но качество сварки и прочность шва у них выше. Электроды будут лучше гореть, если перед использованием их прокалить в духовке. Для обычных дачных работ МР-3 или АНО хватит за глаза. Для работы также важен диаметр электрода и сварочный ток. В быту обычно пользуются электродами 2-4 мм. Правило такое: чем толще деталь, тем толще электрод и тем выше должен быть сварочный ток. При работе инвертором сварочный ток можно занизить: для «двойки» — 40-60 А, для «тройки» — 80-90 А, для «четверки» — 120-150 А. При тех значениях, которые указаны на коробке с электродами, уже реально резать металл. Конкретные показатели тока зависят от вкуса сварщика, вида шва, толщины деталей и подбираются экспериментально, в зависимости от личного опыта и предпочтений.
Советы по выбору сварочного инвертора
Сегодня рынок предлагает десятки моделей, отличающихся ценой и заявленными параметрами. Однако при ближайшем рассмотрении выясняется, что существенных различий между аппаратами гораздо меньше, чем кажется. Почти все недорогие инверторы, под каким бы брендом они ни продавались, сейчас изготавливаются в Китае. Более дорогие европейские модели могут использовать китайские комплектующие, равно как внутри китайского аппарата вдруг обнаружатся элементы, произведенные, к примеру, в Японии. Ничего странного в этом нет: глобализация экономики приводит к тому, что произвести вещь в Китае значительно дешевле, чем в Европе или России.
Первый и важный параметр при выборе — диапазон регулировки сварочного тока. Для бытовых нужд, как правило, достаточно 160-200 А, обычно приходится варить на меньшем.
Продолжительность включения (ПВ). При непрерывной работе на высоких токах аппарат может перегреться и отключиться для остывания. К примеру, при ПВ=30 % держать дугу на максимальном токе реально 3 минуты из 10, остальное время — «отдыхать». На практике это значит, что при попытке сжечь на максимальном токе несколько электродов подряд сработает защита, и инвертор выключится на несколько минут. При меньшем токе аппарат может работать без перерыва неограниченное время (ПВ=100 %). В быту редко возникает необходимость продолжительной работы без перерыва: нужно менять электроды, осматривать получившийся шов, переходить к другому месту сварки, так что за эти технологические перерывы аппарат успеет остыть. На практике же, чтобы добиться срабатывания защиты, нужно без перерыва спалить на максимальном токе не менее двух-трех толстых электродов, что в реальной эксплуатации требуется крайне редко. К тому же ПВ сильно зависит от температуры окружающей среды: чем она выше — тем меньше ПВ. Большинство производителей недорогих аппаратов тактично обходят этот вопрос стороной. Приходится предполагать, что нормальными условиями они считают температуру в 20-25 градусов. Методика, по которой указывают ПВ известные европейские производители, рассчитана при температуре 40 °С. Поэтому у европейских аппаратов заявленное значение ПВ обычно заметно ниже, чем у китайских аналогов, но в реальности они выдерживают более высокие нагрузки.
Далее есть смысл обратить внимание на напряжение холостого хода — чем выше, тем лучше. Оно может находиться в пределах 50-90 В.
Комплектность: если провода прилагаются почти всегда, то необходимость сварочной маски и молотка вызывает сомнения. Они не слишком удобны и положены в коробку скорее как приятное дополнение, но для сколько-нибудь серьезной работы не годятся. Гораздо практичнее будет наличие в комплекте чемоданчика для переноски и хранения инвертора. Сам инвертор имеет ручку или ремень, позволяющий повесить его на плечо в процессе работы.
Защита от пыли и влаги. Класс защиты инвертора обычно IP21, то есть «от крупных частиц и отвесных дождевых капель», реже IP23 («от косого дождя»). Однако проводить сварочные работы под дождем нельзя. Помимо того что это запрещено правилами техники безопасности, при попадании влаги внутрь инвертор может сгореть. То же относится и к пыли. Особенно опасна металлическая пыль, поэтому не стоит включать «болгарку» поблизости от работающего инвертора. Время от времени крышку аппарата нужно снимать и тщательно продувать внутренности воздухом.
Потребляемая мощность. Чаще всего ее указывают в кВа, реже — в кВт (что не совсем правильно). Этот параметр справедлив также только при работе на максимальном токе. Потребителю следует вчитаться в инструкцию и обратить внимание на рекомендуемый сетевой предохранитель для работы. Обычно достаточно 16-25 А, то есть аппарат можно включать в бытовую сеть без ее переделок. Энергопотребление инвертора все-таки значительно выше, чем у лампочки или электрочайника. Поэтому перед включением стоит проверить состояние розеток, проводов и удлинителя. Сварочные кабели при работе должны быть ввернуты в аппарат до упора, а на входе установлен соответствующий предохранитель или автомат. Не стоит выключать инвертор из сети сразу после окончания работы, лучше подо ждать, когда вентилятор достаточно охладит нагревшиеся радиаторы. Нежелательно также включать или выключать инвертор из сети, минуя выключатель на аппарате: возможный скачок напряжения крайне вреден для электроники.
Важным фактором при выборе инвертора для домашней или профессиональной работы является вопрос его ремонтопригодности. При покупке стоит заранее уточнить адреса мастерских гарантийного и сервисного ремонта. Если ремонт аппарата возможен только на значительном удалении от места работы с ним, есть смысл выбрать инвертор более простого типа: его и починить гораздо проще, и обойдется это дешевле.
Дополнительные функции сварочного аппарата
«Дружелюбие» инвертора к потребителю объясняется, в частности, наличием различных дополнительных функций.
- Hot Start — облегчает поджиг сварочной дуги за счет повышенного начального тока в момент ее зажигания.
- Arc Force — при слишком быстром приближении электрода к детали увеличивает сварочный ток, препятствуя залипанию.
- Anti-Stick — снижает сварочный ток в случае залипания электрода, давая время на его отрыв.
В той или иной степени эти функции присутствуют в каждой модели, в простых сварочных аппаратах производитель даже не всегда отмечает их в инструкции. Но, разумеется, в более современных, качественных и дорогих сварочных аппаратах функции реализованы гораздо приятнее для потребителя. Словами это не объяснить: результат чувствуешь в процессе работы и при рассматривании получившегося шва.
Возможность работы от бензогенератора. Многие инверторы способны без проблем работать от бытовых электрогенераторов мощностью не менее 5 кВа, однако в каждом конкретном случае необходимо уточнить этот вопрос в инструкции.
Кузовные работы. При известном умении, небольшом токе и маленьких электродах инвертор реально использовать и в автомастерской. Однако такая работа требует высокой квалификации сварщика. Для авторемонта гораздо удобнее сварочные полуавтоматы.
Способность варить другие металлы. Многие аппараты могут также при соответствующих электродах варить чугун, нержавейку, а некоторые, кроме ручной дуговой (ММА) сварки, поддерживают также аргонно-дуговую (TIG) и способны варить цветные металлы. Но для работы «аргоном» (точнее, тугоплавким вольфрамовым электродом) придется купить дополнительное оборудование, что для начинающего совершенно не нужно. Вообще следует понимать, что сварка — процесс творческий, для достижения определенных результатов нужен в первую очередь опыт, а по мере его появления и при желании можно добиться очень интересных результатов, в том числе и при сварке более сложных и ответственных конструкций.
Выбираем инверторный сварочный аппарат (2)
Электросварка ныне стала делом инверторной техники, а с ней работа спорится даже в неопытных руках! Технологически процесс может происходить по-разному, различаются типы сварочных электродов, степени механизации, способы защиты зоны сварки и оператора. Однако в основе всегда одно и то же физическое явление — электрическая дуга (кстати говоря, открытое более 200 лет назад русским ученым Василием Петровым).
Принцип инверторной сварки
Суть явления в том, что при определенных условиях между двумя близко расположенными и токопроводящими предметами возникает плазменная вспышка, которая замыкает электрическую цепь. Температура плазменного языка — электрической дуги — около 7000 “С. Такого значения с избытком хватит, чтобы расплавить любой металл. Однако наряду с плавкой происходят и другие процессы: соединение металла с кислородом и азотом из воздуха, и даже испарение металла. В результате металлический слой становится тоньше, а на поверхности образуется окалина.
Для ювелирной гладкой работы, типа кузовного ремонта автомобиля, данный вид сварки не подходит, а для монтажа арматуры — запросто.
Марка электрода подбирается по таблицам, под конкретный сплав с учетом положения эксплуатации свариваемой детали, коэффициента наплавки, наличия или отсутствия защитного покрытия на деталях. Что же касается сварочного оборудования, то на смену старым трансформаторным аппаратам не так давно пришли инверторные, гораздо более легкие и удобные в работе, но и более дорогие. В нашем хит-параде представлены именно инверторные машины, поскольку они являются оптимальным вариантом для бытового применения.
Рабочий температурный диапазон для сварки инверторным аппаратом, как правило, от -15 до +40 °С. При более низких температурах требуется уже специальная электроника. Кроме того, многие бытовые аппараты боятся пыли, по крайней мере, для их хранения рекомендуется герметичный кейс.
Технология ММА
Сварка электродами по технологии ММА происходит следующим образом. К инверторному сварочному аппарату посредством быстросьемных соединений устанавливаются два сварочных кабеля с зажимами. Один зажим идет на «массу», другой — «держак» — позволяет оператору управлять электродом. Под воздействием тока высокой силы, получаемого путем преобразований параметров обычной потребительской электросети, между основным металлом и электродом возникает электрическая дуга, оплавляются кромки деталей и электрод. После кристаллизации шва в результате его охлаждения создается прочное соединение. Образовавшиеся побочные продукты удаляют металлической щеткой. Технология применяется для соединения стальных, железных, чугунных деталей, ее реализация возможна в широком диапазоне температур и при сильном ветре.
Технология TIG
При аргонодуговой сварке рабочая область изолируется от воздействия воздуха, то есть от возможности вступления азота и кислорода в реакции с металлами. Выполняется посредством плавящихся и неплавящихся электродов. Метод сварки неплавящимся электродом в защитной среде называется TIG (Tungsten Inert Gas, то есть «Вольфрам и инертный газ»), вольфрам действительно относится к самым тугоплавким металлам, на его основе и производят неплавящиеся электроды. Метод используется для сварки изделий из цветных металлов и их сплавов. Он позволяет получить соединения высокого качества, обеспечить достаточную прочность даже при малой толщине шва. Это особенно актуально для тонкого листового металла. Основной недостаток ручного TIG — низкая производительность. В быту он применяется относительно редко, так как требует определенных знаний и подготовки.
Технология MIG-MAG
В роли плавящегося электрода при сварке в защитной газовой среде выступает присадочная проволока, которая подается автоматическим устройством, встроенным в газовую горелку. Метод носит название полуавтоматической сварки, или короче — MIG-MAG. Аббревиатура MIG означает Metal Inert Gas («металл и инертный газ»), a MAG — Metal Active Gas («металл и активный газ»). Во втором случае в качестве защитной среды выступает углекислый газ или газовая смесь/
Метод применяется для сваривания сталей и сплавов алюминия, цветных металлов, отличается высоким качеством и высокой производительностью, а еще отсутствием окалины.
Универсальный помощник
Бытовые универсальные аппараты с полуавтоматическим управлением предназначены для широкого спектра работ. Это и сварка сплошной проволокой, и штучными электродами или неплавящимся вольфрамовым электродом. В таких аппаратах на задней панели имеется штуцер для подключения газового шланга для сварки под газовой защитой. Для сварки по технологии TIG вместо зажима с электродом подключается специальная горелка. Для сварки по технологии MIG-MAG перед началом работ в аппарат устанавливается катушка с проволокой. Конец проволоки пропускается через ведущий ролик и вводится в подающий канал, фиксатор
регулирует натяжение. С горелки для MIG-MAG снимается сопло и контактный наконечник, нажимается кнопка подачи проволоки. Когда проволока выйдет более чем на 3 см, сопло и наконечник устанавливаются на место. На панели управления выставляется тип сварки, вид газа, диаметр проволоки. За счет автоматизации процесса подачи проволоки шов получается аккуратным, ровным.
ПВ-фактор
Коэффициент прерывистости работы инвертора (ПВ-фактор) характеризует возможную интенсивность его эксплуатации, то есть режим труда и отдыха. Показатель рассчитывается для 10-минутного интервала в процентном соотношении времени нагрузки к времени отдыха, необходимого для охлаждения. Так или иначе, процесс сварки требует перерыва для замены электрода, удаления шлаков, визуального контроля за швом. Так вот, в профессиональных моделях процент рабочего времени высок, а в бытовых аппаратах он значительно ниже. Полезная нагрузка рассчитывается для разных значений силы тока и указывается на аппарате в виде таблицы. В характеристиках самой модели обычно указывается значение ПВ для максимальной силы тока. Режим работы и отдыха необходимо строго соблюдать во избежание перегрева техники и ее выхода из строя.
Маска сварщика
Работа сварщика требует соблюдения техники безопасности. Главное, пожалуй, защита зрения, ведь чрезмерно сильная световая энергия дуги в процессе контроля над сваркой неизбежно вызовет ожоги на роговице. В масках старой конструкции необходимый уровень затемнения подбирался вручную путем установки стекла с определенным светофильтром. Новые модели используют технологию «хамелеон». Светопропускающая способность стекла с покрытием «хамелеон» при возникновении электрической дуги мгновенно снижается до безопасного уровня, но обеспечивающего визуальный контроль над процессом. По угасании дуги стекло приобретает обычную степень прозрачности.
5 полезных функций сварочного аппарата
1. Регулирование сварочного тока — позволяет установить силу тока под выбранное сечение электрода. Как правило, на панели управления указываются рекомендуемые значения.
2.Antistick — предотвращает залипание электрода.
З. Arc Force — предотвращает залипание электрода в момент отрыва капли металла (когда электрод, можно сказать, завершает свою миссию).
- Hot Start — позволяет возбудить электрическую дугу с первого же раза за счет мгновенного и краткосрочного увеличения силы тока на старте.
5. VRD — за счет снижения напряжения холостого хода позволяет работать в условиях высокой влажности, не опасаясь получить удар током.
