Телефон: (3812) 24-21-65, 24-28-57, адрес: Омск, ул. Гусарова, д.28
магазин "Инструмент центр" e-mail: 242165@bk.ru
Каталог
Аккумуляторный инструмент
Электроинструмент
Садовая техника
Цепные пилы
Сварочное оборудование
Компрессорное оборудование
Тепловое оборудование
Электростанции
Малая строительная техника
Станки
Автоинструмент и оборудование
Моечное оборудование
Пуско-зарядные устройства
Крепёжный инструмент
Алмазные диски
Стабилизаторы напряжения
 
Статьи
Сферы использования современных видов сварки с применением электрического тока
Выбор генератора. Как определить необходимую мощность?
 

Сферы использования современных видов сварки с применением электрического тока

 Получение прочных неразрывных соединений различных металлов интересовало человечество с глубокой древности: уже тогда для создания таких соединений применялись пайка и кузнечная ковка. В современном понятии сварка – это процесс неразъемного соединения металлов под действием тепла - путем их нагрева или деформации (или совместного воздействия - и нагревом, и деформацией). Открытие в 1802 году российским профессором В.В. Петровым явления электрической дуги позволило ему предложить использовать электрический ток в процессе сварки металлов. В нынешнее время сварка возможна уже с применением не только электрического тока, но и использует лазер, ультразвук, трение и даже энергию взрывов. Такое многообразие процессов, задействованных для сварки, дали возможность применения различных сварочных аппаратов в строительных и монтажных работах, на кораблестроительных верфях, в машино- и самолетостроении, для медицины и электротехники...Современная сварка стала основным способом для формирования неразрывного соединения металлов, будь то конструирование микрочипа или монтаж нефтедобывающей морской платформы и космической орбитальной станции. Роль сварочного аппарата в этом процессе заключается в нагреве или расплавлении соединяемых поверхностей металлических деталей, чаще всего действием электрического тока или газа высокой температуры. Непрекращающиеся научные исследования технологий сварочного процесса и разработка действенных методов получения неразъемного соединения металла приводят к появлению новых видов сварочных аппаратов с инновационными характеристиками и возможностями.

Наиболее часто в сварочном процессе используется переменный или постоянный ток, их применение находится в прямой зависимости от набора требований к качеству сварного шва и видов используемых в этой сварке металлов. Поэтому широчайшее распространение благодаря низкой цене, простоте устройства и долговечности в работе получили сварочные аппараты для сварки штучным покрытым электродом (такой режим сварочных работ называется ММА, что расшифровывают как "Manual Metal Arc", то есть - ручная электродуговая сварка плавящимся штучным покрытым электродом) . Сейчас такая сварка - наиболее распространенный ее вид, благодаря своей универсальности и доступности. Среди аппаратов  для такой сварки принято различать: трансформаторы, выпрямители и инверторы.

Сварочный трансформатор ERGUSТрансформаторы являются самыми доступными по цене и простыми сварочными устройствами. Их задача преобразовать переменный ток большого напряжения из электросети - в переменный ток меньшего напряжения, используемый для проведения процесса сварки. Однако, использование переменного тока делает электрическую дугу в сварочном процессе непостоянной и трудно поддерживаемой. Непостоянство электродуги, наличие ненужных шлаковых и газовых включений в сварочной ванне способно привести к низкому качеству сварочного шва и разбрызгиванию раскаленного металла. Поэтому, для качественной работы с таким аппаратом сварщик должен иметь высокую квалификацию. Использование для сварки переменного тока позволяет сваривать только черные металлы – различные марки стали, некоторые виды чугуна; в то же время именно применение переменного тока делает возможной стыковую и нахлестную сварку. Про сварочные трансформаторы в целом можно сказать, что они характерны своим существенным весом, значительным энергопотреблением и высокой чувствительностью к перепадам напряжения в сети.

Однако, негативное влияние переменного тока на качество сварочного процесса исчезает при применении сварочных выпрямителей. В этих аппаратах помимо уменьшения напряжения сетевого тока происходит еще и преобразование переменного тока в постоянный. Эта трансформация обеспечивается наличием системы из диодных полупроводников, способствующих преобразованию поступающего синусоидального переменного тока в линейный постоянный ток с пологопадающими внешними характеристиками. На сварочных выпрямителях стабильность электрической дуги уже позволяет выполнять достаточно качественный и герметичный шов, обеспечивает глубокий провар в области сварочного шва. В их работе значительно понижен уровень разбрызгивания горячего металла, и дуга обретает лучшую защиту, а сварное соединение получает качественные прочность и однородность. Затраты времени на сварку такими аппаратами резко сокращаются, поскольку отпадает необходимость дополнительной зачистки созданного сварного шва от капель металла с прилегающих ко шву поверхностей; в сварке постоянным током становится возможно использование всех видов электродов. Особенно важно и то, что применение постоянного тока обратной полярности дает возможность сваривать  алюминиевые детали. Известно, что на поверхности алюминия, даже пребывающего в расплавленном состоянии, всегда присутствует пленка из оксидов, препятствующая образованию свободных атомарных связей в наружных слоях атомов и осложняющая этим сварку алюминиевых деталей. Разрушение такой оксидной пленки становится возможным только за счет движения заряженных частиц изнутри расплавленного материала: именно это освобождает связанные прежде атомарные связи для образования новых слоев молекулярной решетки - уже между соединяемыми алюминиевыми поверхностями. Так же в сварке выпрямители применяются для работы со всеми видами чугуна, нержавеющей и высоколегированной по маркам сталью, а еще с медью, с никелем, c титаном и их сплавами.

Сварочные инверторы являются одним из последних научных изобретений в области сварки. Они преобразуют переменный ток высокого напряжения с Сварочный инвертор ERGUSнизкой частотой в переменный ток низкого напряжения высокой частоты, а затем и в постоянный ток низкого напряжения и низкой частоты. Малый вес, присущий этим сварочным аппаратам обеспечивает их операторам высокую мобильность; мощность, многофункциональность и автоматизация рабочих настроек у инверторов делают их оптимальным выбором как для начинающих, так и для высокопрофессиональных сварщиков.

Принципиальная схема устройства всех инверторов универсальна. Переменный сетевой ток проходит сетевой выпрямитель, где происходит его преобразование в постоянный. Затем, с помощью преобразователя частоты Инвертор изнутриинверторного блока этот ток трансформируется в переменный ток, но уже с высокой частотой. Таким он поступает в высокочастотный трансформатор, где у него понижают напряжение, потом он проходит силовой выпрямитель и на выходе из аппарата становится постоянным током низкого напряжения и низкой частоты. Работа инверторного преобразователя частоты контролируется микропроцессорным управлением, а ток на выходе имеет очень гладкую кривую с минимальными колебаниями, что обуславливает высокую стабильность возникающей при работе с ним  электрической дуги. Инверторные сварочные аппараты (за счет возможности точной регулировки характеристик такой электрической дуги) позволяют работать с тонким листовым металлом и оставлять аккуратный сварочный шов без разбрызгивания из него металла. Также сварочные инверторы удобны в применении тем, что они нечувствительны к перепадам сетевого напряжения и обладают высоким (более 90%) коэффициентом полезного действия, их работа характеризуется низким уровнем энергопотребления. Именно с применением инверторов работа сварщика обеспечена теперь функцией "anti-sticking" - антиприлипания электрода (за счет резкого падения напряжения на электроде при касании им свариваемой поверхности надежно препятствуют прилипанию электрода к металлу). Инверторы позволяют применить и функцию "hot start" - горячего старта, что означает автоматическое увеличение уровня сварочного тока при инициации дуги для ее надежного и легкого поджога (продолжительность периода такого увеличения и сила тока заранее регулируются сварщиком). Такой набор дополнительных функций дает теперь возможность качественно сваривать детали даже новичкам.

Сфера применения инверторных технологий для сварки черных и цветных металлов очень широка, она предназначена для обеспечения соединений любой толщины, в различных пространственных положениях и любыми электродами.

Такая цель, как улучшение качества сварного шва и уменьшение затрат  времени на выполнение сварочных операций, может быть достигнута и полуавтоматической сваркой в среде активного или инертного газа - так называемый сварочный режим MIG-MAG (полуавтоматическим этот процессАппарат полуавтоматической сварки ERGUSназывается в связи с возможностью на таких сварочных аппаратах самостоятельной подачи электродной проволоки к электрической дуге). MIG-MAG сварка – это полуавтоматическая электродуговая сварка непрерывным плавящимся электродом в среде защитного инертного (MIG, Metal Inert Gas) или активного (MAG, Metal ActiveGas) газа.

Принцип сварки в среде защитного газаЛюбой полуавтоматический сварочный аппарат включает в себя источник  тока, газовый баллон и горелку с кабелями. В зависимости от вида свариваемого материала для наполнения баллонов может применяться активный (углекислый газ, кислород, азот) или инертный (аргон, гелий) защитный газ, а чаще всего встречаются их смеси. Из баллона такой газ подается по несущим патрубкам в горелку, а из нее в зону электрической дуги: здесь его использование необходимо для защиты сварной ванны от воздействия газового состава воздуха, плюс - оно дополнительно стабилизирует дугу и способно добавлять полезные химические свойства металлу сварного шва. При таком использовании газов в зону сварки через горелку автоматически подается и непрерывная нить сварочной проволоки, выполняющая роль электрода. Так, подбирая определенные сочетания из разных газовых смесей и различных видов проволоки, возможно достигать нужных металлургических свойств формируемой сварной ванны. Существуют уже полуавтоматы и с возможностью сварки не только за счет обычной стальной проволоки, а  работающие с самозащищенной порошковой сварочной проволокой. Она отличается наличием внешней металлической оболочки и сердечника из различного по химическому составу флюса. При сгорании такой проволоки формируется устойчивое газовое облако, защищающее сварную ванну от воздействия окружающего воздуха, а различные химические компоненты порошка с  этой проволоки добавляют нужные химические свойства металлу сварного шва и стабилизируют горение электрической дуги. Некоторые современные полуавтоматические модели сварочников являются уже универсальными, то есть могут сваривать с использованием как газов, так и флюсовой проволоки. Регулировка и настройка внешних характеристик MIG-MAG сварки может проходить автоматически, с применением электронных систем, либо вручную самим оператором устройства. Сварочные аппараты MIG-MAG отличают большая производительность, возможность работы с любыми металлами (даже разнородными), с тонколистовым поверхностями металлов, а также деталями толщиной более 20 мм. Впрочем, имеются у режима MIG-MAG сварки и недостатки. К ним нужно отнести  возможность использования только постоянного тока, а кроме того - высокие потери на угар металла и его разбрызгивание в процессе сварки.

Еще одним видом профессиональной сварки является так называемая TIG сварка ("Tungsten Inert Gas") то есть, - ручная электродуговая сварка неплавящимся (как правило, вольфрамовым или  графитовым) электродом в среде защитного инертного газа (такого как аргон, гелий или их смеси). Принцип аргонно-дуговой сваркиТакая сварка при высоком качестве формируемого шва характеризуется довольно низкой производительностью, а для ее использования в работе потребуются развитые профессиональные навыки. Сварочные установки и инверторы TIG позволяют выполнять сварку с очень высоким качеством сварного шва, потому они применяются при необходимости создания таких ответственных швов, которые должна отличать особенно большая надежность и внешняя эстетичность. В аппаратах для ведения такой сварки используются неплавящиеся вольфрамовые или графитовые электроды, установленные в горелке, к которой по кабелям и патрубкам подается постоянный или переменный ток и защитный инертный газ. В ходе сварки неплавящимся электродом не происходит капельного переноса электродного металла в сварную ванну, поэтому в такой сварке используют присадочные прутки в виде металлических лент или проволоки. Применяя различные по химическим свойствам присадки, становится возможным изменять и свойства металла сварного шва. Переменный ток в режиме TIG-сварки используется для соединения алюминия, меди и их сплавов, а постоянный ток в TIG-сварке применяют в работе с различными марками стали и чугуна.

Аргоно-дуговая сварка с неплавящимся электродом является процессом сложным и требующим от ее оператора профессиональных навыков и знаний, потому новичкам выбор TIG-аппаратов для сварки не рекомендуется. Однако, надо отметить, что tig- инверторы сейчас уже обладают значительной компьютеризацией настроек для своей сварки и оснащены многими облегчающими ее проведение функциями.

Сфера успешного применения сварочных аппаратов TIG - это  работа с легированной и нелегированной сталями, с листовой сталью, а также со всеми видами чугуна, с цветными металлами и их сплавами. Небольшая производительность TIG-сварки компенсируется малыми потерями металла и высоким качеством получаемого сварного шва.

Кроме процесса собственно сварки электрический ток используется и для так называемой плазменной резки - посредством испарения металла в Аппарат плазменной резки ERGUSобласти реза под действием направленного потока плазмы. Оборудование для резки металла с применением плазмы Плазменная резкаработает следующим образом: в нем к плазменной горелке подается ток для образования электрической дуги, плюс по патрубку с высокой скоростью направляется газ или воздух. Взаимодействие электрической дуги и этого газового потока вызывает усиленную ионизацию последнего до состояния плазмы, и разрез металла происходит за счет его плавления струей плазмы и последующего вымывания ионизированным потоком (испарения). Достоинства такой плазменной резки очевидны: задействование свойств плазмы позволяет производить резку любых металлов, она экономит затраты по времени, снимает необходимость трудоемкой дополнительной обработки деталей. Использование резки плазмой делает возможным сложный фигурный раскрой листового металла, резка деталей толщиной до 200 мм проходит с ней при отсутствии температурной деформации у  краев. Единственным существенным недостатком плазменной резки можно считать наличие большого количества расходных материалов, как то - сопел, диффузоров,  защитных направляющих и колпаков, срок службы у которых обычно получается при плазменной резке вдвое короче, чем у расходных материалов от ручной дуговой сварки.

Еще одной сферой применения электрического тока для обеспечения сварочного процесса нужно признать точечную сварку. Она применяется для локального соединения металлических деталей, так что  аппараты точечной сварки (их обычно называют "споттеры") находят все более широкое применение и в автомобильной промышленности, и в крупных автосервисах, и в обычных гаражах. Споттер может иметь вид как компактных сварочных клещей так и являться крупногабаритной стационарной установкой. Процесс точечной сварки используется преимущественно для работы с листовым металлом. Принцип действия аппаратов точечной сварки основан на применении электрического тока для соединения металла под давлением. Здесь сварочные заготовки зажимаются внахлест между двумя медными электродами аппарата. Электрическая дуга проходит от одного электрода к другому сквозь свариваемый материал и вызывает локальное расплавление металла в обеих заготовках. Сварочный ток может достигать 9000 ампер, но имеет крайне короткий период воздействия. Кратковременное действие дуги быстро прекращается, а давление сварочных клещей все усиливается. За счет этого расплавленный металл кристаллизуется и формирует плотное соединение деталей. Для скрепления широкоформатных металлических листов в их центре может использоваться односторонний пистолет. При этом образуется два расположенных рядом сварных соединения. Точечная сварка отличается высокой производительностью, эстетичностью и прочностью соединения.

Это многообразие видов современной сварки с применением электрического тока, обзор которых мы сделали темой данной статьи, позволяет проводить надежное соединение любых металлических деталей при правильном выборе типа сварки. Надеемся, что наша статья поможет Вам для себя легко и точно этот выбор осуществить.

Архив статей
 
 
© 2009 «Мастер-лайн».
Все права защищены.
Цены на сайте носят информационный характер и могут отличаться от действительных.