Выбор сварочного оборудования: советы и обзор популярных аппаратов для сварки

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Какое оборудование применяется для сварочных работ электродуговой сваркой
• Какое оборудование используется для газосварки
• Используемое оборудование для плазменной сварки
• Необходимое оборудование для лазерной сварки металла
• Требования к использованию сварочного оборудования

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.

• Генераторы.

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.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

• Выпрямители.

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.

• Трансформаторы.

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.

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.

Оборудование для газосварки

• Водяной затвор.

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.

• Газовые баллоны.

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.

VT-metall предлагает услуги:

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.

• Флюс и присадочная проволока.

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 разного назначения.

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.

• Редуктор.

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.

Какие подойдут виды сварочных аппаратов для дома

• Сварку труб для подачи отопления и воды желательно осуществлять с инвертором, сила тока которого составляет в диапазоне от 20 до 200 А, кабеля – 1,8 м, а питание – от 140 до 250 V, массой три килограмма и циклом в 60 процентов.
• Ремонт автомобилей, подразумевающий сварку на толстой раме и тонком кузове, предполагает использование такого вида сварочного аппарата, как полуавтомат с постановкой проволоки от 0,8 до 1,2 мм, в диапазоне 20–300 А, длиной кабеля – канала в три метра, а также питанием от 180 до 250 V и циклом от 80 до 100 процентов. Вес оборудования может составлять шесть килограммов и более. На крупных предприятиях используют трехфазную модель на 380 V.
• Для того чтобы сварить двери, забор и ворота используют простой трансформатор 40–250 А, длина кабеля при этом достигает двух метров, а цикл – 60 %. Питание от 220 до 230 V, в зависимости от местной сети.
• Для сварки теплицы, опоры, навеса или балкона используют легкий сварочный аппарат инверторного типа, массой до 3 кг, длина кабеля которого составляет 1,8 м. Сила тока может быть в диапазоне от 30 до 180 А, поскольку толщина металлической стенки составляет не более 2 мм.
• Для сварки печи и теплообменника потребуется мощный инвертор от 300 до 500 А с циклом от 80 до 100 % и 7,5 кВт. Возможно использование трехфазной запитки.

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.

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.

• Твердотельные установки.

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.

• Газовые аппараты.

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.

• Гибридные установки.

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.

Преимущества

Данная техника обладает значительными преимуществами, чем и заслужила столь широкую популярность среди многих пользователей. К основным из них относятся:

• Широкий выбор изделий на современном рынке от отечественных и зарубежных производителей;
• Относительно небольшая стоимость оборудования;
• Высокая производительность во время работы;
• Доступность расходных материалов;
• Универсальность, за счет выбора различных режимов работы и параметров;
• Наличие дополнительных функций, которые улучшают работу.

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 м2 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.