Нет необходимости объяснять, что современные технологии в строительстве и производстве уже давно невозможно представить без такого простого на первый взгляд, но вместе с тем высокотехнологичного процесса сварки, позволяющего соединять, как стали различного уровня легирования, так и многие цветные сплавы. При этом сложность поставленных задач определяет методы, выбор которых влияет не только на качество, но и на стоимость работ. Существует множество технологий, объединяемых одним основным принципом, сводящимся к расплавлению детали в месте соединения, этот процесс приводит к образованию сварного шва. Для достижения данной цели применяется электрическая, механическая и химическая энергия или их сочетание. Наибольшее распространение получили сварочные аппараты, использующие энергию электрического тока. В большинстве случаев для расплавления свариваемого материала применяют электрическую дугу, а область сварного шва заполняют присадкой (металлом сварочного электрода, либо проволоки). Производительность и эффективность работ зависит от способа зашиты и переноса расплава, а именно от используемого метода.

Далее речь пойдет о некоторых терминах и общих понятиях о методах сварки, проливающих свет на таинство сварочного процесса.

Электрическая дуга

Представляет собой устойчивый разряд в сильно ионизованном газовом промежутке. Сила тока, протекающего через него, зависит от разности потенциалов на его концах и от его линейных размеров. Поскольку тепловыделение целиком определяется именно сварочным током сварочного аппарата, то для обеспечения требуемого режима работы нужно с достаточной точностью поддерживать его величину. Чем толще и глубже шов, тем больший ток необходим и наоборот. В некоторых случаях его текущее значение регулируют, а иногда, напротив, жестко фиксируют. Главная проблема, актуальная для всех способов сварки - стабильность дуги. В момент ее розжига и потухания часто возникают дефекты шва. Сделать горение дуги максимально устойчивым - важнейшая задача, которую решают различными способами.
Разумеется, при подаче на электрод сварочного аппарата переменного тока трудно достичь высоких результатов, даже прибегая к всевозможным ухищрениям. Практически все материалы лучше свариваются постоянным током, исключение составляют только алюминий и его сплавы. Оксидная пленка на их поверхности препятствует образованию прочного соединения и эффективно разрушается только при воздействии переменным током.
Важную роль играет и защитная среда, в которой происходит процесс сварки. Ее специально создают и поддерживают в рабочей области. В различных методах на защитную среду возлагают разные задачи: стабилизация дуги, защита металла, изменение его физических свойств (например, легирование).

Штучный электрод

Позволяет создать защитную среду без привлечения дополнительных технических средств. Необходимые для работы газы выделяются при испарении внешнего покрытия или порошкового флюса. Существует два типа подобных материалов. Электроды с целлюлозным покрытием. Выделяют большое количество газа, защищающего металл и сварочную ванну. Ими можно работать на дуге большой величины (3-6 мм) со значительной глубиной проплавления (до 2,5 мм). Такие электроды часто применяют в сочетании с аппаратами, имеющими крутопадающую вольтамперную характеристику (далее ВАХ). В нашей стране они не получили широкого применения, в то время как на Западе используются повсеместно. Электроды с основным типом покрытия. Имеют кальций-фтористое покрытие (или близкое к нему по свойствам, рутиловое). При расплавлении такие электроды образуют флюс, обволакивающий капли металла. Он выполняет главную защитную функцию, а газы являются лишь ионизаторами и стабилизаторами. Работы производят только на малой величине дуги (2-3 мм) с относительно небольшой глубиной проплавления (0,5-2,5 мм). Электроды с основным типом покрытия дают шов высокого качества, хорошо защищенный от водорода, как следствие полное отсутствие трещин в шве.

Самозащитная порошковая проволока

Представляет собой штучный покрытый электрод, только обмазкой внутри. Её называют шихтой. В состав последней входят компоненты, характерные для обмазки штучных электродов, а также раскислители, связывающие кислород и удаляющие его из шва. Чаще всего шихта содержит еще и легирующие добавки, изменяющие химический состав и свойства сварного шва.
Порошковые проволоки позволяют получать высококачественные швы с большим проплавлением, но главное их достоинство - производительность. Для работы с таким сварочным материалом подходят источники питания с жесткой ВАХ.

Качество шва

Чтобы получить надежное соединение, нужно обеспечить схожесть механических свойств и, главное, одинаковую прочность свариваемых металлов и шва, что достигается правильным подбором электрода. При этом важен состав сердечника и покрытия.
Зачастую нужная сталь образуется при взаимодействии расплава и легирующих добавок. Если работают расплавляемым электродом, подбирают его марку, если в инертной среде - присадочную проволоку (см. ниже). При плохом сочетании материалов шов оказывается непрочным либо вообще не получается, растрескиваясь в процессе остывания.

Аргонодуговая сварка (TIG)

Проходит в среде инертного газа аргон (Ar). Обычно используют неплавящийся вольфрамовый электрод и плавящуюся присадочную проволоку. Газ подают из специального баллона. Кроме (Ar), применяют гелий (He) либо смесь этих газов. Метод отличается высокой универсальностью, качественным швом, незаменим для сварки очень тонких деталей. Недостатки - громоздкость сварочного оборудования и невозможность работы вне помещения, поскольку необходимы условия отсутствия движения воздушных потоков, иначе среда защитного газа будет не стабильной. Наилучшее качество обеспечивает аргон, в среде гелия капли расплава склонны к разбрызгиванию.

Полуавтоматическая сварка в среде CO2 (MIG)

Позволяет заменить штучный электрод проволокой сплошного сечения. Углекислый газ применим, в том случае, когда не требуется высокого качества сварного шва, так как он несколько снижает, прочностные свойства стали, и приводит к ее разбрызгиванию. Основное достоинство метода - дешевизна материалов.
По сравнению с CO2 , Ar на сравнительно малой величине тока (200 А) позволяет реализовать струйный перенос металла, характерный высоким коэффициентом использования (отношение массы попавшего в шов металла к массе израсходованного) - 0,8-0,85. Это значительно улучшает внешний вид сварного шва и сокращает расход материала. Для CO2 характерен глобулярный перенос с эффективностью 0,6-0,7.
При работе с порошковой проволокой, необходим источник с жесткой ВАХ.

Преобразователь напряжения

Основная часть любого сварочного аппарата - преобразователь, он необходим для понижения сетевого напряжения и увеличения тока на выходе.
Ключевые параметры при выборе сварочного аппарата.
Тип вольтамперной характеристики (ВАХ). Пологопадающая удобна для работы на малой величине дуги основным электродом. Для сварки на большой величине дуги в среде защитного газа больше подходит крутопадающая. Сварочные полуавтоматы требуют жесткой ВАХ (одинаковое напряжение - разный ток).
Напряжение холостого хода. От него зависит уровень сложности старта, чем напряжение сварочного аппарата больше, тем лучше.
Продолжительность включения (далее ПВ). Это отношение времени непрерывной работы ко времени отдыха, определенное для 10-минутного цикла. У аппаратов индустриального класса при рабочем значении тока ПВ составляет не менее 50%.
Функция горячий старт. Название кратковременного импульса повышенного напряжения в момент розжига, облегчающего старт сварочного инвертора.
Функция форсирование дуги. Отвечает за резкое повышение тока в момент короткого замыкания. Тем самым, предотвращая залипание электрода и увеличивая глубину проплавления металла.

Сварочный аппарат для ручной сварки штучным электродом (MMA)

По сути, сварочный аппарат MMA - это источник тока и соединительный кабель. Длина дуги у него постоянно изменяется, соответственно меняется напряжение. Чтобы колебания не слишком сказывались на токе, применяют источники с крутопадающей вольтамперной характеристикой. Если же сварщику приходится часто корректировать выходные параметры, подбирают сварочный аппарат с пологопадающей ВАХ. Они просты, надежны и относительно недороги.
Часто сварочный аппарат MMA оборудуют горелкой с неплавящимся электродом и газоподающей оснасткой, используя для аргонодуговой сварки. В этом случае для удобной и качественной работы сварочного аппарата необходим переключатель режимов (коррекция ВАХ).
При работе в среде защитного газа, полезна функция Lift TIG, упрощающая розжиг дуги. Принцип действия заключается в следующем. Сварщик прижимает электрод к металлу, но ток на него подается не сразу, а только в момент отрыва от поверхности. Таким образом, исключается возможность возникновения дефектов, в начале шва.

Полуавтоматические сварочные аппараты (MIG-MAG)

В сварочных аппаратах этого типа, или, как их называют сварочные полуавтоматы, подача проволоки (электрода) автоматизирована. Источник питания поддерживает постоянное напряжение, а ток изменяется в широком диапазоне. Данный метод позволяет значительно увеличить производительность и достичь высокого качества сварного шва.
В качестве плавящегося (присадочного) электрода используют порошковую проволоку, или проволоку сплошного сечения, подающуюся специальным механизмом от качества которого, во многом зависит класс сварочного аппарата полуавтомата.
Для того чтобы в момент выключения не происходило приваривания электрода, сварочные аппараты полуавтоматы оборудуют различными устройствами. Так, система торможения катушки практически мгновенно прекращает подачу проволоки, а система восстановления дугового промежутка, напротив, вводит запаздывание в отключение тока. Наиболее продвинутые сварочные аппараты полуавтоматы оснащают функцией короткого шва, при однократном нажатии на курок горелки машина включается на определенный промежуток времени.

Традиционный вариант

Традиционный источник - это тяжелый сварочный трансформатор, рассчитанный на стандартные 50 Гц. Для установки рабочего тока его оснащают составным сердечником с механическим регулированием магнитного потока.
Важнейшая характеристика любого источника тока - ВАХ - у него определена конструктивно и не может быть изменена в процессе эксплуатации. Как следствие, посредственные динамические качества. Такой сварочный аппарат имеет большой вес и крупные габариты.
На современных моделях сварочных трансформаторов часто используют теристорное управление выходными параметрами. Это позволяет снизить массу и габариты, уменьшить инертность, реализовать некоторые полезные функции и улучшить динамические характеристики сварочного аппарата. У таких сварочных аппаратов возможна коррекция ВАХ, они могут работать с малыми токами (до 2 А).
Практически все сварочные трансформаторы имеют выход только по постоянному току.

Инверторный преобразователь

Инверторный преобразователь (сварочный инвертор) - это устройство повышает частоту входного тока до 5-20 кГц и после этого подает его на компактный трансформатор. Управление происходит электронным образом. Эти инверторные сварочные аппараты, как правило, оснащены большим количеством разнообразных опции. Уровень качества сварного шва сварочного инвертора на порядок выше, чем у сварочного трансформатора. Сварочные аппараты инверторы не требуют высокого уровня квалификации сварщика. Значительно легче традиционных сварочных трансформаторов.

Какие бывают методы сварки?

Сварочные процессы для соединения тех или иных материалов не одинаковы в силу различных особенностей структуры металлов, в связи с этим существует несколько методов сварки, у каждого из которых есть свои преимущества и недостатки.

1. Ручная дуговая сварка штучными электродами с покрытием.

Ручная дуговая сварка штучными электродами с покрытием, применяется для сварки углеродистых и нержавеющих сталей. Данный метод носит название MMA. Углеродистые стали свариваются на переменном токе, имеющем обозначение (AC) и постоянном (DC), в то время как нержавеющие стали – возможно, сваривать только постоянным током (DC).

1. Сварочная дуга
2. Газовая защита
3. Покрытие электрода
4. Электрод
5. Стержень электрода
6. Сварочная ванна
7. Шлак
8. Свариваемая деталь

К недостаткам данного метода можно отнести небольшую производительность и необходимость удаления шлака со сварного шва.

Из преимуществ данного метода можно отметить следующее: невысокая стоимость сварочных аппаратов, возможность работы в любой плоскости, отсутствие необходимости дополнительных аксессуаров для сварки, таких как газовые баллоны.

2. Ручная сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа аргона.

Ручная сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа аргона, применяется для сварки сталей и алюминиевых сплавов. Данный метод носит название TIG. Стали свариваются на постоянном токе (DC), в то время как алюминиевые сплавы, на переменном токе (AC).

1. Сварочная дуга
2. Газовая защита
3. Зажим электрода
4. Сопло
5. Тугоплавкий электрод 
6. Сварочная ванна
7. Металл шва 

Недостатками данного метода являются, высокие требования к квалификации сварщика, низкая производительность, необходимость подключения газового баллона.

Преимуществами являются, получение аккуратного сварного шва, полное отсутствие брызг, возможность сваривать тонкие материалы, более точное управление параметрами сварной дуги по сравнению с предыдущим методом.

3. Полуавтоматическая сварка электродной проволокой в среде защитных газов инертного аргона и активного углекислого газа.

Полуавтоматическая сварка электродной проволокой в среде защитных газов инертного аргона и активного углекислого газа, применяется для сварки всех видов сталей (в том числе и нержавеющих) и алюминиевых сплавов. Данный метод носит название MIG/MAG.

1. Сварочная дуга
2. Газовая защита
3. Наконечник направляющей проволоку трубки
4. Сопло
5. Проволока-электрод
6. Сварочная ванна
7. Наплавленный металл шва 

К основным недостаткам данного метода в случае работы с газом это ограниченное использование на открытом воздухе. В случае применения порошковой проволоки, возникает необходимость удаления шлаков со сварного шва.

Неоспоримые преимущества в случае работы с газом это высокая производительность, отсутствие шлака, незначительное дымовыделение. В случае работы с порошковой проволокой это быстрая готовность к работе, отсутствие дополнительных аксессуаров для сварки, таких как газовые баллоны идеально подходит для применения на открытом воздухе.

Высокая компьютерная оснащенность современных сварочных аппаратов позволяет заносить в память специальные программы позволяющие получить оптимальные значения всех характеристик сварочного процесса. Это особенно актуально при проведении, например кузовного ремонта. С помощью данных программ достигается высокая производительность при быстрой и простой настройке сварочного аппарата.

Описание особенностей специальных программ:

В режиме MIG, возможно реализовать процесс пайки. Этот режим позволяет работать при температуре ниже температуры сварки, таким образом эффект деформации соединяемых частей отсутствует, поскольку соединение фиксируется только за счет расплава материала припоя. Широко применяется в кузовном ремонте, поскольку в процессе не происходит повреждения защитного цинкового покрытия автомобиля. Температура в режиме сварки 1500 градусов. Температура в режиме пайки 1000 градусов. Материалы припоя CuSi3 и CuAl8

В режимах сварки MIG/MAG возможна реализация следующих специальных программ:

Short Arc
В данном процессе перенос капель происходит путем последовательных коротких замыканий при невысоком уровне тока (<200 A), в данном случае возможно применение проволоки с диаметрами 0,8 - 1,2 мм. Значительное преимущество данного метода не высокая температура процесса, оптимально при сваривании тонких материалов. Недостатком является наличие брызг расплавленного материала.

Spray Arc
В этом процессе, напротив, при высоких значениях токов свыше (>200 A) капли попадают в расплав, достигая значительного проникновения, используется проволока с диаметром > 1 мм. Преимуществом является значительно более прочное соединение и отсутствие брызг. Данным методом возможна сварка только относительно толстых материалов, в связи с высокой температурой протекания процесса.

Pulse Arc



Данный метод обладает преимуществами метода Spray Arc , а именно скорость плавления металла и полное отсутствие брызг, процесс протекает при низком токе, типичном для метода Short Arc. Непревзойденное качество сварки нержавеющей стали, алюминия и сплавов при условии небольшой толщины свариваемого материала.

Pulse on Pulse Arc



В данном случае импульсы с двумя регулируемыми уровнями тока и как следствие прекрасное управление температурой и обеспечение хорошего внешнего вида сварного шва.

4. Контактная точечная сварка соединений внахлест током с высокими значениями путем приложения давления в точке соединения.

Контактная точечная сварка соединений внахлест током с высокими значениями путем приложения давления в точке соединения. Данный метод носит название SPOT. Широко используется в автомобильной промышленности и автосервисах.

Что имеется в виду при употреблении термина сварка TIG и для сварки, каких металлов применяется данный метод?

Сварка TIG это процесс сварки, с помощью температуры, производимой электрической дугой, которая возбуждается и поддерживается сварочным аппаратом между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемой деталью. Вольфрамовый электрод устанавливается в горелке, с помощью которой подается ток необходимый для сварочного процесса и осуществляется защита самого электрода и расплава от атмосферного окисления, при помощи потока инертного газа аргона, подающегося из керамического сопла горелки. Для получения качественного сварного шва важно правильно подобрать соотношение диаметра электрода и величины тока сварочного аппарата. Вылет электрода из керамического сопла должен составлять от 2-3 мм до 8 мм, при сваривании углов. Сварочный процесс проходит за счет расплавления краев свариваемого материала. При сваривании материалов толщиной до 1 мм, не требуется материал припоя. Для сваривания больших толщин необходимы присадочные прутки соответствующего диаметра, состав которых должен соответствовать составу свариваемого материала. Для получения качественного сварного шва необходимо тщательно очистить свариваемые детали.

Сварка TIG AC (при переменном токе) позволяет проводить сварку таких металлов, как алюминий и магний, формирующих на поверхности защитный и изолирующий слой. Наиболее подходящий электрод для сварки алюминия это чисто вольфрамовый электрод. Принцип действия данного метода заключается в том, что, изменяя полярность тока сварки, удается разрушить поверхностный слой оксида, путем так называемой «ионной пескоструйной обработки». Ток на вольфрамовом электроде поочередно меняется на положительное (EP) и отрицательное (EN) значение. В период действия EP оксид удаляется с поверхности, очищая и протравливая металл, позволяя сформировать расплав. В период действия EN, происходит максимальная подача температуры к свариваемой детали, позволяя провести ее сварку. Инверторные сварочные аппараты Telwin, обладают возможностью регулировки баланса параметров от 20 % до 90 % (процент EN от общего времени) при переменном токе. Снижение времени воздействия тока EP до минимального значения, позволяет получить наиболее концентрированную сварочную дугу, тем самым ускорить сварочный процесс, добиться большей глубины проникновения, минимизировать ширину сварного шва, без потери прочности соединения. При этом необходимо отметить, что использование чрезмерно низкой величины баланса приводит к «грязному» расплаву с темными включениями.

Сварка TIG DC (при постоянном токе) подходит для сваривания любой углеродистой низколегированной и высоколегированной стали, а так же тяжелых металлов: меди, никеля, титана и их сплавов. При использовании данного метода при отрицательном полюсе обычно применяется электрод с содержанием 2 % тория или церия.

На сегодняшний день технологии позволяют объединять как металлы различного уровня легирования, так и некоторые цветные сплавы. При этом вид решаемых задач определяет и методы, отбор которых влияет не только на качество, но и на цену работ.

Существует множество способов и технологий, объединенных одним общим принципом: в месте соединения детали умышленно расплавляют, что приводит к появлению шва. Для этого применяют электрическую, механическую и химическую энергию или их сочетание. Большое распространение получили аппараты, использующие силу электрического тока, о них и пойдет речь в этой статье.

Чаще всего для нагрева применяют электрическую дугу, расплавляющую материалы, а сварочный шов заполняют присадкой (металлом электрода или проволоки). Качество, производительность и эффективность работы во многом зависят от способов защиты и переноса расплава, то есть от используемого метода.

Далее рассмотрим все возможные способы и устройства для сварки:
Электрическая дуга
Представляет собой устойчивый разряд в сильно ионизованном газовом промежутке. Сила тока, протекающего сквозь него, зависит от разности потенциалов на его концах и от его линейных размеров. Поскольку тепловыделение полностью определяется именно сварочным током, то ради обеспечения требуемого режима работы, требуется с достаточной точностью поддерживать его величину. Чем толще и глубже шов, тем больший ток необходим и наоборот. Порой, регулируют его текущее значение, а иногда, напротив, жестко фиксируют. Конечно, при подаче на электрод переменного тока, сложно достичь высоких результатов, даже прибегая к всевозможным "хитростям". Практически все материалы лучше "варятся" постоянным током, за исключением алюминия и его сплавов. Оксидная пленка на их поверхности препятствует появлению прочного соединения и эффективно разрушается лишь при "переменном" воздействии.

Важную роль играет и защитная среда, в которой происходит процесс сварки. Ее специально создают и поддерживают в рабочей области. При различных методах на защитную среду возлагают разные задачи: стабилизация дуги, защита металла, изменение его физических характеристик (например, легирование).

Самозащитная порошковая проволока

Представляет собой штучный покрытый электрод, как бы вывернутый наизнанку, т.е. обмазкой вовнутрь. Сейчас такую проволоку называют шихтой. В её состав входят компоненты, свойственные для обмазки штучных электродов, а также раскислители, связывающие кислород и удаляющие его из шва. Чаще всего шихта содержит еще и легирующие добавки, изменяющие химический состав и свойства сварного шва.

Порошковые проволоки позволяют получать высококачественные швы с большим проплавлением, но основное их достоинство - производительность. Для работы с таким сварочным материалом подходят источники питания с жесткой ВАХ.

 
Качество шва

Для получения надежного соединения, требуется обеспечить схожесть механических свойств и, главное, "равнопрочность" свариваемых металлов и шва, что достигается правильным подбором электрода. При этом важен состав сердечника и покрытия.

Часто, нужная сталь образуется при взаимодействии расплава и легирующих добавок. Если работают расплавляемым электродом, подбирают его марку, если в инертной среде - присадочную проволоку (см. ниже). При неважном сочетании материалов шов оказывается непрочным, или вообще не получается, растрескиваясь в процессе остывания.

Штучный электрод

Позволяет создать защитную среду без привлечения дополнительных технических средств. Необходимые для работы газы выделяются при испарении внешнего покрытия или порошкового флюса. Существует два типа подобных материалов:
Электроды с целлюлозным покрытием. Выделяют большое количество газа, защищающего металл и сварочную ванну. С ними можно работать на "длинной дуге" (3-6 мм) с большой глубиной проплавления (до 2,5 мм). Такие электроды часто применяют в сочетании с аппаратами, имеющими крутопадающую вольт-амперную характеристику (далее ВАХ). В России они не получили широкого распространения, в то время как на Западе используются везде.
Электроды с основным типом покрытия. Имеют кальций-фтористое покрытие (или близкое к нему по свойствам рутиловое). При расплавлении такие электроды образуют флюс, обволакивающий капли металла. Он-то и выполняет главную защитную функцию, а газы являются только ионизаторами и стабилизаторами. Работы производят только на "короткой дуге" (2-3 мм) с довольно небольшой глубиной проплавления (0,5-2,5 мм). Электроды с основным типом покрытия дают шов высокого качества, отлично защищенный от водорода - главного врага трещиностойкости.

Полуавтоматическая сварка в среде CO2 (MIG)

Позволяет заменить штучный электрод проволокой сплошного сечения. Углекислый газ хорош, когда не требуется очень высокое качество, так как он несколько снижает прочностные свойства стали и приводит к ее разбрызгиванию. Главное же достоинство метода - дешевизна материалов.

По сравнению с CO2 уникальность аргона в том, что на сравнительно малом токе (200 А) он позволяет реализовать струйный перенос металла, характеризующийся высоким коэффициентом использования (отношение массы попавшего в шов металла к массе израсходованного) - 0,8-0,85. А это значительно улучшает внешний вид сварного шва и сокращает расход материала. Для CO2 свойствен глобулярный перенос с эффективностью 0,6-0,7.

Как и при работе с порошковой проволокой, сплошная требует источника питания с жесткой ВАХ.

"Классический" вариант для сварки

"Классический" источник - это тяжелый трансформатор, рассчитанный на стандартные 50 Гц. Для установки рабочего тока его оснащают составным сердечником с механическим регулированием магнитного потока.

Важнейшая характеристика любого источника тока - ВАХ - у него определена конструктивно и не может быть изменена в процессе эксплуатации. Поэтому он обладает не очень хорошими динамическими качествами. Такой аппарат имеет большой вес и крупные габариты, но зато надежен и практически не ломается. Если он оборудован выпрямителем, то часто допускает работу на токе двух родов.

На современных моделях зачастую используют тиристорное управление выходными параметрами. Это позволяет снизить массу и габариты, уменьшить "инертность", реализовать некоторые полезные функции и улучшить динамические характеристики. У таких аппаратов есть возможность коррекции ВАХ и работы с очень маленькими токами (до 2 А). Практически все такие источники имеют выход только по постоянному току.

 
Аргонодуговая сварка (TIG)

Происходит в среде инертного газа аргон (Ar). Как правило, используют неплавящийся вольфрамовый электрод и плавящуюся присадочную проволоку в виде отрезков удобной длины. Газ подают из специального баллона. Помимо Ar, применяют гелий (He), или смесь этих газов.

Метод отличается большой универсальностью, качественным швом и допускает сварку даже очень тонких деталей. Недостатки - громоздкость оборудования и трудность работы вне помещения, где необходимы меры против сдувания газовой защиты. Самое лучшее качество обеспечивает аргон, гелий обладает худшими свойствами - капли расплава в его среде сильно разбрызгиваются.

Преобразователь напряжения

Основная часть любого сварочного аппарата. Преобразователь необходим для понижения "сетевого" напряжения и увеличения за счет этого тока на выходе. На что следует обращать внимание:
Тип вольт-амперной характеристики (ВАХ). Пологопадающая удобна для работы на "короткой дуге" основным электродом. Для сварки на "длинной дуге" в газозащитной среде больше подходит крутопадающая. Полуавтоматы требуют "жесткой" ВАХ (одинаковое напряжение - разный ток).
Напряжение холостого хода. От него зависит "легкость" старта. Тут правило простое: чем напряжение больше, тем лучше.
Продолжительность включения (далее ПВ). Это отношение времени непрерывной работы ко времени "отдыха", определенное для 10-минутного цикла. У аппаратов индустриального класса при рабочем значении тока ПВ составляет не менее 50%.
Функция "горячий старт". Так называется кратковременный импульс повышенного напряжения в момент розжига, облегчающий старт.
Функция "форсирование дуги". Она отвечает за резкое повышение тока в момент короткого замыкания. Тем самым предотвращается "залипание" электрода и увеличивается проплавление.
Стабильность по питанию (невосприимчивость к скачкам напряжения в сети).

Аппарат для ручной сварки штучным электродом (MMA)

По сути, это источник тока и соединительный кабель. Длина дуги у него непрерывно изменяется, соответственно, напряжение тоже. Чтобы эти колебания не сильно сказывались на токе, применяют источники с крутопадающей вольт-амперной характеристикой. Если же сварщику приходится часто корректировать выходные параметры, подбирают аппараты с пологопадающей ВАХ. Они просты, надежны и недороги.

Часто такие устройства оборудуют горелкой с неплавящимся электродом и газоподающей оснасткой и используют для аргонно-дуговой сварки. Но тогда для удобной и качественной работы необходим переключатель режимов (коррекция ВАХ).

При работе в среде защитного газа будет полезна функция Lift TIG, облегчающая "розжиг" дуги. Принцип ее действия такой: сварщик прижимает электрод к металлу, но ток на него подается не сразу, а только в момент "отрыва" от поверхности. Таким образом, исключается вероятность появления дефектов, связанных с началом шва.

Полуавтоматические аппараты (MIG, MAG)

У них подача проволоки (электрода) автоматизирована. Источник питания поддерживает напряжение постоянным, а ток изменяется в широких пределах. Данный метод позволяет намного увеличить производительность труда и достичь высокого качества сварного шва.

В качестве плавящегося (присадочного) электрода используют проволоку сплошного сечения или порошковую. Ее подает особенный механизм, от которого, кстати, во многом зависит класс машины. Для отечественной техники, скажем, характерны низкая скорость подачи и использование проволоки большого сечения (чтобы обеспечить высокую производительность). Это не очень удобно, а у западных аналогов, как правило, все наоборот.

Чтобы в момент выключения не происходило приваривания электрода, аппараты оборудуют различными устройствами. Так, система торможения катушки практически мгновенно прекращает подачу проволоки, а система восстановления дугового промежутка, напротив, вводит запаздывание в отключение тока. Наиболее "продвинутые" аппараты оснащают функцией "короткого шва" - при однократном нажатии на курок горелки аппарат включается на определенный промежуток времени.

Опытные сварщики предпочитают машины с четырехроликовым подающим механизмом. Считается, что он меньше "мнет" проволоку, а это очень важно при работе с мягкими и самозащитными материалами.

Инверторный преобразователь

Данное устройство повышает частоту входного тока до 5-20 кГц и после этого подает его на компактный трансформатор. Разумеется, управление происходит электронным образом. Такой источник часто оснащают всеми "опциями". Работает он лучше "классического", хотя и менее надежен.

На аппаратах для сварки ручным электродом инверторные преобразователи применяются повсеместно. В качестве недостатка можно отметить наведение помех в питающей сети. Для борьбы с ними выпускают специальные фильтры, но серийно их, как правило, не устанавливают.

На нашем сайте в разделе сварочное оборудование представлен весь спектр высококачественного профессионального сварочного оборудования под торговой маркой Telwin.

Если Вы сами желаете подобрать модель сварочного аппарата, ни прибегая к услугам наших специалистов, Вы можете воспользоваться составленной нами методикой выбора необходимого Вам сварочного оборудования.

• 1. Выбор метода сварки в зависимости от вида свариваемого материала и типа сварочного шва.

Свариваемый металл	Углеродистая сталь	Нержавеющая сталь	Алюминий
Сварка металлических конструкций на электроприхватах (длина шва 20-100 мм)	MMA	MMA DC / TIG DC	TIG AC
Сварка металлических конструкций из стержней или профилей	MMA	MMA DC / TIG DC	TIG AC
Сварка коротких швов до 0,5 мм	MMA	MMA DC / TIG DC	TIG AC
Сварка протяженных швов свыше 0,5 мм	MMA DC / MIG-MAG	MMA DC / TIG DC / MIG-MAG	TIG AC / MIG-MAG
Сварка швов внахлест	SPOT	SPOT	SPOT
Приварка шпилек	SPOT	SPOT	SPOT
Кузовные работы, восстановление геометрии, рихтовка	SPOTTER	SPOTTER	...

AC - переменный ток; DC - постоянный ток.

• 2. Выбор сварочного оборудования в зависимости от требования к качеству сварного шва.

Метод сварки	MMA	TIG	MIG-MAG	SPOT
Высокие требования к качеству сварного шва	Инверторы	Инверторы TIG	Полуавтоматы	...
Средние требования к качеству сварного шва	Выпрямители	Аппараты TIG	...	Сварочные аппараты для контактной точечной сварки
Нет жестких требований к качеству сварного шва	Трансформаторы	...	...	...

Типы сварочного оборудования

Сварочный трансформатор - наиболее простой и дешевый сварочный аппарат для сварки методом MMA на переменном токе AC. Состоит из силового трансформатора и дросселя. Применяется для сварки металлических конструкции, не требующих высокого качества сварного шва.
 
Сварочный выпрямитель - источник питания для сварки методом MMA на постоянном токе DC. Основная часть данного сварочного аппарата – выпрямительный блок на диодах и тиристорах. Качество сварки, получаемое с помощью сварочного выпрямителя, выше, чем у сварочного трансформатора. С помощью сварочного выпрямителя возможна сварка нержавеющей стали в среде защитного газа с помощью дополнительного устройства TIG System DC-HF.

Сварочный инвертор – источник питания для высококачественной сварки методом MMA. Полностью электронная схема на основе высокочастотных тиристоров и транзисторов. Сварочный инвертор отличается высоким качеством сварки, простотой применения, небольшими габаритами и весом. 

Сварочный инвертор TIG – инверторный источник питания для сварки методом TIG DC или AC/DC с осциллятором и газовым клапаном.

Сварочный аппарат для аргонодуговой сварки TIG –для сварки TIG нержавеющих сталей DC и сварки алюминиевых сплавов AC на основе, на основе диодного и тиристорного выпрямителя. Сварочный аппарат для аргонодуговой сварки оснащен осциллятором для высокочастотного HF зажигания дуги и газовым клапаном.

Сварочный полуавтомат – сварочный аппарат для сварки методом MIG-MAG сочетающий в себе высококачественный источник питания на основе выпрямителя постоянного тока DC и механизма подачи электродной проволоки для сварки протяженных швов. Механизм подачи может быть как встроенным, так и выносным. 

Сварочный аппарат точечной контактной сварки SPOT – источник токов высокой величины для сварки соединений внахлест путем приложения давления в точке соединения работающий по принципу разряда конденсатора.

Сварочный полуавтомат - это сварочный аппарат для полуавтоматической сварки.
Основными преимуществами сварочного полуавтомата являются: значительно облегченный поджиг сварочной дуги, удобство и скорость работы сварочным полуавтоматом, отсутствие необходимости смены электродов и зачистки швов от шлака.
 
Полуавтоматическая сварка - это процесс, при котором электродная сварочная проволока с помощью механизма подачи сварочного полуавтомата, через сварочную горелку подается с постоянной скоростью в зону сварки с одновременной подачей в эту же зону защитного газа. Защитные газы, такие как углекислый газ, аргон или различные смеси газов обеспечивают защиту расплава электродной проволоки и свариваемого материала от воздействия окружающей среды, в результате чего достигается однородность и чистота сварного шва. Полуавтоматическая сварка обеспечивает высокое качество и прочность сварного соединения.

Сварочный полуавтомат сочетает в себе высококачественный источник постоянного тока DC на основе выпрямителя и механизм подачи электродной проволоки.
Сварочные полуавтоматы применяются для сварки MAG углеродистых сталей или низкоуглеродистых сталей в среде защитного газа CO2 или в смеси газов ArCO2, а так же сварки порошковой проволокой без газа. Кроме того, сварочные полуавтоматы подходят для сварки MIG нержавеющей стали в среде ArO2 и сварки алюминия в среде защитного газа аргона. Для сварки необходимо использовать электродную проволоку такого же состава, что и свариваемый материал.

С помощью сварочного полуавтомата, возможно, осуществлять процесс пайки оцинкованных деталей, проволокой из медного сплава не повреждая при этом защитного слоя цинкового покрытия.
 
При помощи сварочного полуавтомата можно соединять наложенные друг на друга металлические листы, выполняя сварку точками путем наплавления металла. Для этих целей особенно хорошо подойдет сварочный полуавтомат, оборудованный регулируемым таймером времени сварки, позволяющим выполнять точки с одинаковыми характеристиками.
Применяя сварочный полуавтомат для точечной сварки необходимо заменить сопло горелки специальным соплом для точечной сварки. Это сопло отличается цилиндрической формой и снабжено отверстиями для выхода газа. Для выполнения точечной сварки сопло горелки помещают на плоскость первого листа, нажимают на кнопку горелки для начала процесса сварки, проволока, расплавляя первый лист, проходит сквозь него, проникая ко второму листу, образуя, таким образом, клин расплава между двумя листами. Этим способом возможно выполнение точечной сварки в условиях не позволяющих работать аппаратом традиционной контактной сварки. Таким образом, с помощью сварочного полуавтомата, возможно, соединить листы двусторонний доступ, к которым ограничен в силу конструктивной особенности свариваемых деталей. Ограничения использования данного метода сварки связаны с небольшой толщиной первого листа, второй лист может иметь большую толщину.

Использование сварочного полуавтомата в кузовных цехах  для устранений деформации деталей кузова автомобиля обусловлено его возможностью с помощью специального держателя с угольным электродом осуществлять процесс отпуска металлического листа. Кроме того, сварочным полуавтоматом с помощью специального сопла с боковым гнездом можно приваривать клепки к металлическим деталям автомобиля. Таким образом, используя специальный инструмент, появляется возможность приподнять вдавленные или деформированные металлические листы, без необходимости ударов с обратной стороны. Этот метод незаменим в случаях ремонта тех деталей кузова, к которым невозможен доступ с внутренней стороны.

Точечная сварка один из видов контактной сварки, в связи с чем в основу данного технологического процесса заложены законы теплового воздействия электрического тока в совокупности с усилием сжатия свариваемых деталей. В процессе точечной сварки электрический ток проходит от одного электрода к другому через свариваемый металл. Электроды для точечной сварки изготавливаются из сплавом обладающих высокой электропроводностью для достижения минимального сопротивления в контакте между электродом и деталью. В результате в месте контакта меду свариваемыми металлами происходит наибольший нагрев за счет максимальной величины электрического сопротивления в точке сварки. В результате нагрева и расплавления металла под действием электрического тока возникает сварная точка, диаметр сварной точки, как правило, составляет от 4 до 12 миллиметров.    

Процесс точечной сварки условно разделяется на два режима, так называемые жесткий и мягкий.
Жесткий режим точечной сварки характерен малой продолжительностью времени процесса сварки и высокими значениями силы тока в совокупности со значительным давлением сжатия электродов. Плотность тока при сварке в жестком режиме достигает значений 120-300 А/кв.мм, а время протекания тока составляет от 0,1 до 1,5 секунд. Этот режим, как правило, применяется при сварке алюминиевых и медных сплавом, обладающих высоким коэффициентом теплопроводности, а так же при сварке высоколегированных сталей с целью сохранения свойств коррозионной стойкости. Кроме того, использование жесткого режима сварки позволяет сократить время сварки, тем самым, увеличивая производительность.
Мягкий режим точечной сварки характерен большей продолжительностью времени процесса сварки с плавным разогревом свариваемых металлов умеренными силами тока.
Плотность тока в этом случае не превышает 100А/кв.мм., время протекания тока в диапазоне от 0,5 до 3 секунд. Основным преимуществом мягкого режима точечной сварки является уменьшение эффекта закаливания зоны точки сварки, что в свою очередь благотворно влияет на прочность сварных соединений сталей склонных к эффекту закалки.

Для точечной сварки применяют сварочные аппараты для точечной сварки.

В данной статье мы попробуем подробно раскрыть тему сварочных инверторов , рассказав об их отличительных особенностях, и всех преимуществах инверторных сварочных аппаратов перед традиционными сварочными аппаратами.

Мы будем рассматривать сварочные инверторы на примере сварочных инверторов Telwin производимых итальянской компанией. На сегодняшний день TELWIN является производителем №1 в мире на рынке сварочных инверторов . Популярность марки TELWIN настолько высока, что многие производители стремятся сделать похожую продукцию, некоторые просто бессовестно копируют. Необходимо отметить, что существует лишь один признанный во всем мире лидер по производству инверторных сварочных аппаратов TELWIN. Сварочные аппараты TELWIN сделанные на заводах в Италии, импортируются более чем в сто стран мира. Настоящие сварочные аппараты TELWIN окрашены только в красный цвет.

Итак, что же такое сварочный инвертор или точнее инверторный сварочный аппарат?
Технологии не стоят на месте, и все больше электроники внедряется в привычную, казалось бы, и без того совершенную технику поднимая на новый уровень ее возможности.
Инвертор - это источник питания, используемый в сварочном аппарате для высококачественной сварки. Инвертор это полностью электронная схема на высокочастотных тиристорах или транзисторах.

Инверторные сварочные аппараты бывают трех видов и классифицируются по методам сварки.

• инверторы постоянного тока DC для ручной электродуговой сварки методом MMA.
  
• инверторы для сварки методом TIG и MMA постоянным током DC или переменным и постоянным током AC/DC с двумя типами зажигания – TIG LIFT и высокочастотным зажиганием HF.
  
• инверторы с микропроцессорным управлением для сварки самозащитной порошковой проволокой (без газа), MIG-MAG, MMA, TIG-DC LIFT и пайки.
  

Сварочные инверторы постоянного тока DC для сварки методом MMA за счет применения инверторной технологии выгодно отличаются от традиционного сварочного выпрямителя.
Во-первых, качество сварки инверторного сварочного аппарата значительно выше, чем у традиционного сварочного аппарата , за счет более точной электронной регулировки сварочных токов и высокой устойчивости тока сварки при колебании напряжения питания. Стабильная сварочная дуга за счет функции регулирования силы дуги «Arc Force». Облегчен пуск из горячего состояния за счет функции «Hot Start». Реализована функция защиты от прилипания электрода «Anti-Stick».
Во-вторых, инверторные сварочные аппараты (сварочные инверторы) оснащены термостатической защитой, от перегрузок, повышенного и пониженного напряжения, имеют устройство ограничения входной мощности.
В-третьих, инверторные сварочные аппараты (сварочные инверторы) имеют небольшие габариты и вес и не столь требовательны к квалификации сварщика.

Сварочные инверторы для сварки методом TIG и MMA применимы для работ с широким диапазоном свариваемых материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, титан, медь, никель и их сплавы.
В инверторных сварочных аппаратах возможна регулировка спада сварочного тока, мощности дуги в соответствии с типом используемого электрода.
Возможен выбор между 2 или 4 – тактными режимами работы в зависимости от свариваемого материала в режиме TIG.
Регулировка подачи газа после выключения тока, нарастания и спада сварочного тока, периодичности переключений, баланса переменного тока, режима квадратных импульсов.
Возможна сварка в импульсном режиме.
Существует возможность подключения дистанционного управления.
Так же в инверторных сварочных аппаратах реализована возможность использования широкого набора электродов в режиме сварки MMA: с основным и рутиловым покрытием, для сварки нержавеющей стали, чугуна.
Реализована функция горячего старта «Hot Start» и защита от прилипания электрода «Anti-Stick».
Все сварочные аппараты снабжены термозащитой и защитой от перегрузок, повышенного и пониженного напряжения.

Микропроцессорные сварочные инверторы для сварки методом MIG-MAG, MMA, TIG-DC LIFT снабжены синергическими функциями позволяющими осуществлять эффективный контроль сварочного процесса различных материалов в зависимости от диаметра проволоки и вида газа. Особенно удобны для сварки гальванизированной стали, высокопрочных и нержавеющих сталей и алюминия.
Эти сварочные аппараты имеют в своем программном обеспечении набор стандартных программ сварки, имеется возможность записи индивидуальных программ сварки.
Оснащены регулировкой подачи газа после выключения тока, нарастания и спада сварочного тока. Возможен выбор между 2 или 4 – тактными режимами работы в зависимости от свариваемого материала или в режиме сварки точками.
Существует возможность подключения дистанционного управления.
Стабильная сварочная дуга за счет функции регулирования силы дуги «Arc Force».
Реализована функция горячего старта «Hot Start» и защита от прилипания электрода «Anti-Stick».
Все сварочные аппараты снабжены термозащитой и защитой от перегрузок, повышенного и пониженного напряжения.
Автоматическое определение типа горелки, автоматический тест-контроль всех функций при запуске сварочного аппарата.