Методика соединения металлов с помощью сварки была изобретена более 100 лет тому назад. Метод, который построен на заполнении швов расплавленными металлами, начав с дуговой электросварки улучшался.
Современные сварочные технологии позволяют надежно соединять неодинаковые металлыи сплавы. Технологии сварки используют как электрический ток, так и смеси газов, комбинирование разных источников энергии и новые достижения технической мысли.
К сварочным выпрямителям, работающим от электросети относятся:
-
трансформаторы;
-
выпрямители;
-
полуавтоматы;
-
инверторы.
Рассмотрим каждый вид оборудования намного детальнее.
Трансформаторы
Говоря по существу с них появилась история сварочного соединения металлов. Для получения тока сварки в аппаратах этого типа используются трансформаторы, уменьшающие напряжение питающей сети до необходимых показателей с возможностью регулирования рабочего тока.
Для этого во многих моделях используется метод, который построен на изменении расстояния между обмотками. Классические сварочные трансформаторники рассчитаны на работу со сталью. Чтобы сваривать многоцветные металлы или сплавы конструкция дополняется элементами, занимающими немалое место в корпусе аппарата.
КПД у сварочных трансформаторов очень большой и достигает девяноста процентов. Однако часть этой энергии просто нагревает сам прибор. Учитывая большую массу корпуса и внутреннего оборудования, для хорошего охлаждения понадобится очень мощная система принудительной вентиляции.
Сейчас этот вид сварочных аппаратов применяется все меньше, но, благодаря стоимости и надежности, пользуется некоторым спросом. Основными сферами их применения являются производства, технологические процессы которых просят выполнения сварки стальных конструкция в больших объемах.
Выпрямители
Основным отличием сварочных аппаратов от обычных инверторных аппаратов является то, что рабочим током в них служит не переменный, а постоянный. Нужно сказать, что это тот же прибор с понижающим трансформатором, в конструкцию которого добавлены:
-
выпрямительный мост из диодов;
-
регулирующее ток устройство;
-
схемы пуска и защиты.
Основным плюсом сварочных аппаратов считается стабильность тока сварки и более устойчивое горение сварочной дуги.
Трансформаторы и выпрямители имеют одинаковые недостатки, вытекающие из похожести конструкций. Во-первых – большой вес, основу которого составляет понижающий трансформатор. Второе – крепкие скачки напряжения в питающей сети при выполнении операции сварки.
Инверторы
Благодаря сегодняшним знаниям в области электротехники инженерам и конструкторам удалось создать новые модели сварочных аппаратов, прекрасно заменивших большие и увесистые трансформаторы и выпрямители. Такие устройства были названы инверторами.
Специфика этих приборов в том, что они работают на стабилизированным постоянном токе и обладают рядом неоспоримых достоинств:
-
устойчивостью к переменам напряжения сети;
-
стойкой электрической дугой;
-
самым минимальным разбрызгиванием металла который расплавлен.
В этом их отличие от старых моделей, понижающие трансформаторы которых работают на переменном токе сети, имеют грубые регулировки и потому не могут «похвалиться» подобными рабочими качествами. Обычный инвертор имеет пару функциональных узлов.
|
Наименование |
Устройство |
Назначение |
|
Блок питания |
|
Обеспечение сварки электрическим током нужного напряжения. |
|
Контактный конвертер |
|
Главный узел, обеспечивает работу устройства. |
|
Блок управления |
|
Управляет вентиляторами, обеспечивает необходимую температуру в устройстве, координирует функции всех элементов. |
Инверторные сварочные аппараты потребляют мало электроэнергии. Например, в ходе работы электродом, диаметр которого равён 3 мм, потребляется также электричества, сколько от 2-ух электрочайников. Вследствие этого устройства данного типа в основном будут работать и от независимых источников питания – генераторов, дизельных станций и т.д.
Аргонодуговой прибор
Многоцветные металлы и легированная сталь «не по зубам» обычной сварке. Это объясняется воздействием на поверхность стыков атмосферного кислорода. При нагревании на них возникнет тонкий слой окиси, мешающий надежному соединению, и металл начинает гореть.
Наиболее простым и действенным способом борьбы с негативным воздействием кислорода считается его вытеснение из зоны для работы каким-либо инертным газом. Широкое применение получил аргон, обладающей более высокой плотностью в сравнении с кислородом.
В аргонно-дуговых сварочных аппаратах поступление газа должно быть отрегулировано так, чтобы к моменту возникновения дуги в ее зоне не осталось атомов кислорода. Вследствие этого подача аргона начинается за 20-30 сек. до начала самой сварки.
Для работы в обстановке инертного газа применяют как плавящиеся электроды в виде проволоки из алюминия, так и неплавящиеся, изготовленные из вольфрама.
В варианте который был первым шов между соединяемыми деталями заполняется расплавленным металлом самого электрода, в ином материал заготовок в месте соединения нагревается до температуры плавления и заполняет место соединения.
Прибор для точечной сварки
Точечная или контактная сварка применяется для соединения деталей из листового металла небольшой толщины или имеющих малую площадь касания.
В изготовлении этот способ широко применяется если потребуется выполнения многих, однотипных соединений. Например, в автопрома для соединения деталей кузовов, на заводах металлических конструкций, производящих разнообразные варианты сеток для ограждений.
Как работает
В аппаратах контактной сварки для создания дуги применяется электрический ток большой силы. В отличие от электросварки с использованием плавящихся электродов при точечном способе применяется металл самих деталей.
В очень простой модели аппарата точечной сварки трансформатор имеет особую конструкцию, понижающую напряжение сети в 220 V и, одновременно, повышающий силу тока в десятки раз. Соединяемые детали крепятся между 2-мя электродами, к которым подводится преобразованный и собранный в блоке конденсаторов ток.
Время воздействия тока на детали составляет меньше 1,5 с. Благодаря аналогичному импульсу и одновременному сжатию заготовок в точке касания деталей происходит короткое плавление металла. После остывания детали надежно соединены.
Прибор для газовой резки и сварки
Кроме электрических устройств для сварки и резки металлов используются аппараты, в которых для получения высоких температур применяются смеси горючих газов с кислородом. В современных устройствах может использоваться ацетилен и пропан.
Первый газ вырабатывается в специальных установках в результате реакции воды с карбидом кальция. Выделяемый при этом газ подается по специальному шлангу к ручной горелке.
В отличие от ацетилена, который получают непосредственно на месте в специальных генераторах, пропан находится в баллонах под высоким давлением. Для его подачи также используются шланги.
Дополнительно применяется сжиженный кислород, закачанный в балоны. Он подводится к горелке по отдельному шлангу и играет роль окислителя.
Обедняя или обогащая рабочую смесь газов кислородом, сварщик добивается разной температуры пламени, размеров факела и рабочего участка. При правильно подобранном согласии возможно разрезать толстый лист металла. При этом ширина реза может быть меньше нескольких миллиметров.
Обязательным атрибутом оборудования для газосварочного оборудования считается редуктор, устанавливаемый на всех типах баллонов. Такое устройство имеет вентили и манометры, разрешающие контролировать давление как в самом баллоне, так и в шлангах.
Плазменная сварка
Температуры и мощности электрической дуги бывает недостаточно для некоторых металлов и условий для работы. Для увеличения этих параметров применяются установки, называемые плазмотронами, в которых происходит крепкое сжатие дугового факела
Для добавочного увеличения мощности плазмы в ее территорию вводится специальный газ с плазмообразующими качествами. В результате установка для плазменной сварки делает дугу температурой 300000С, что в несколько раз выше показателей обычных сварочных аппаратов.
Плазменная дуга обеспечивает более глубокий прогрев металла при малом распространении тепла в объеме материала; позволяет сваривать детали порядочной толщины при почти что не очень большой ширине шва.
