Принцип работы сварочного аппарата

Практика сварки для начинающих

Сначала нужно потренироваться зажигать дугу. Начинающим сварщикам рекомендуется придерживаться ряда практических советов по сварке металла:

источник питания инвертора должен иметь стабильные параметры, чтобы исключить поломку оборудования;
необходимо правильно подбирать режим работы инвертора, чтобы упростить процесс сваривания, а не добавить трудностей;
важно правильно подбирать полярность под конкретный вид сварки;
силу тока следует подстраивать вручную для исключения не проваренных участков или переплавленных, то есть учитывать тип металла и его толщину;
обязательно соблюдение правил техники безопасности при сварке, а также следование требованиям пожаробезопасности.

Для наработки опыта рекомендуется начинать с формирования сварных швов на сталях и сплавах, а только после этого переходить на нержавейку и цветные металлы.

Что нужно для сварки в домашних условиях?

Для проведения работ потребуется, прежде всего, сварочный аппарат. Существует несколько его разновидностей.

Определимся, какому из них отдать предпочтение.

• Сварочный генератор. Отличительная особенность заключается в возможности вырабатывать электрическую энергию и использовать ее на создание дуги. Будет полезен там, где нет источника тока. Имеет внушительные габариты, поэтому не очень удобен в работе.
• Сварочный трансформатор. Прибор преобразует переменное напряжение, подающееся от сети, в переменное напряжение другой частоты, что необходимо для сварки. Аппараты просты в эксплуатации, но имеют значительные габариты и негативно реагируют на возможные скачки сетевого напряжения.
• Сварочный выпрямитель. Устройство, которое преобразовывает подающееся от сети напряжение в постоянный ток, необходимый для образования электрической дуги. Отличаются компактностью и высокой эффективностью работы.

Для работы в домашних условиях предпочтителен выпрямитель инверторного типа. Их обычно называют просто инверторами. Оборудование имеет весьма компактные размеры. При работе его вешают на плечо. Принцип работы устройства достаточно прост.

Оно преобразует высокочастотный ток в постоянный. Работа с током такого типа обеспечивает максимально качественный сварной шов.

Сварочный генератор может работать при отсутствии сети. Он сам вырабатывает ток. Система очень громоздкая, работать с нею достаточно сложно

Инверторы экономичны, работают от бытовой сети. Помимо этого, именно с ними лучше работать новичку. Они предельно просты в эксплуатации и обеспечивают стабильную дугу.

К недостаткам инверторов можно отнести более высокую, чем у других приборов, стоимость, чувствительность к попаданию пыли, влаги и к скачкам напряжения

При выборе инвертора для домашней сварки обращают внимание на диапазон значений сварочного тока. Минимальное значение –  160-200 А

Дополнительные функции оборудования могут облегчить работу для новичка.

Из таких приятных «бонусов» стоит отметить:

1. Hot Start – что означает повышение начального тока, подающегося в момент поджига сварочной дуги. Благодаря этому дугу активировать намного легче.
2. Anti-Stick – автоматически уменьшает сварочный ток если электродный стержень залип. Это облегчает его отрыв.
3. Arc Force – увеличивает сварочный ток, если электрод подносят к изделию слишком быстро. Залипания в таком случае не происходит.

Кроме сварочного аппарата любого типа понадобятся электроды. Их марку лучше всего подобрать по специальной таблице, в которой указывается тип свариваемого материала.

Потребуется также сварочная маска. Лучше всего та, что надевается на голову. Модели, которые требуется держать в руке, крайне неудобны.

Работать со сваркой нужно только в защитном костюме. Специальная маска защитит глаза от ультрафиолета и брызг, плотный костюм и брезентовые перчатки предотвратят ожоги

В маске может быть простое затемненное стекло или так называемый «хамелеон». Последний вариант предпочтительнее, поскольку при появлении дуги стекло автоматически затемняется.

Работать необходимо только в специальной одежде, защищающей от брызг и ультрафиолета. Это может быть плотная х/б спецовка, сапоги или высокие ботинки, брезентовые или прорезиненные перчатки.

Трансформатор или инвертор

Лучший способ соединения металлических материалов – сплавление при высоких температурах. Металлы в жидком агрегатном состоянии образуют единое целое. Такую прочность не может обеспечить никакой механический стык. Создать в строго определенной зоне температуру, при которой металл расплавится, можно электрической дугой.

Дуга неслучайно называется электрической. Она образуется под действием тока, состоит из потока электронов, отдающих по пути движения энергию металлу. Так и происходит электросварка.

Если используют переменный ток, то электросварку делают с участием трансформатора. Стоимость трансформатора небольшая, по сравнению с более современным оборудованием, но сваривать с ним сложно. Он шумит, дает нестабильную температуру в рабочей зоне, потребляет большое количество электричества. К тому же, о сварке сразу станет известно соседям, которые не преминут озвучить недовольство. Трансформатор может вызывать перепады напряжения в сети, перегружает ее.

Гораздо удобнее пользоваться инверторной сваркой. Инвертор значительно экономичнее. Вам не придется платить по счетам огромные суммы. Агрегат имеет небольшие размеры, образует дугу хорошего качества, может работать от автономных источников энергии. Для начинающих сварщиков инвертор — идеальный аппарат.

Подготовка к практическим занятиям ↑

Навыками сварщика овладевают в основном на практике. Потому необходимо знать, чем нужно запастись начинающему сварщику, получившему теоретические сведения и желающему применить знания.

Внимание. Сварка сопряжена с опасностью получения ожогов от брызг расплавленных металлов, с отравлением токсичными выделениями, с вероятностью поражений электротоком. Излучение может вызвать ожог роговицы глаз

Тщательно подготовьтесь без экономии на экипировке и оборудовании

Излучение может вызвать ожог роговицы глаз. Тщательно подготовьтесь без экономии на экипировке и оборудовании.

Работа сварщика сопряжена с угрозой травмирования, отравления газом, получением ожогов

Для практических занятий можно сделать сварочный агрегат собственноручно. Но если и в этом деле нет практики, желательно взять в аренду или купить сварочное оборудование с устройством плавной регулировки показателей силы тока, максимальные значения которого около 160 А. Научиться мастерству сварщика помогут:

• Сварочный трансформатор, осуществляющий преобразование переменного тока, поставляемого сетью, в переменный ток сварочного процесса. У простого в обслуживании, производительного, дешевого агрегата есть недостатки: он не обеспечивает высокую стабильность дуги, «просаживает» напряжение, отличается излишней тяжестью.
• Сварочный выпрямитель, действие которого основано на получение постоянного тока сварки за счет преобразования переменного тока сети. В отношении набора недостатков и достоинств агрегат аналогичен предыдущему варианту, но лучше поддерживает стабильность дуги, благодаря чему у сварочных швов повышается качество.
• Сварочный инвертор, поставляющий для сварки постоянный ток и напряжение, полученное в результате преобразования переменного тока. Это легкий компактный аппарат с плавной регулировкой параметров тока, быстродействующее и производительное оборудование с легким зажиганием.

Выбор сварочного оборудования должен производится исходя из нужд

Бывалые сварщики советуют купить инвертор. Он и места много не займет и в обучении лучше поможет. Посмотрите ролик о том, как подобрать аппарат, как подготовиться и как научиться варить электросваркой – видео поможет наглядно представить начало практического курса.

Дуговая сварка выполняется с использованием плавящихся электродов. Их функция заключается в подведении тока ко шву. Основным компонентом автоматической или полуавтоматической сварки может служить порошковая проволока, механизированным способом поставляемая в зону плавления по мере использования. Однако большинство обучающих курсов рекомендуют начать с электродов, выпускаемых в виде твердых стержней со специальным плавящимся покрытием. С ними можно быстрее «набить» руку и получить навыки в формировании четких ровных наплавленных линий.

Сварочные электроды в виде металлических стержней — оптимальный выбор для начинающих

Оптимальными для начинающих признают электроды-стержни с диаметром 3 мм. Для работы с более «толстыми» электродами потребуется мощное оборудование. Стержни с сечением 2 мм используют для сварки деталей из тонколистового металла. Не стоит использовать старые, завалявшиеся у кого-то компоненты дуговой сварки, а если они к тому же отсырели, вообще толку не будет.

Будущему сварщику обязательно нужен защитный щиток или маска сварщика. Они оберегут глаза от ожогов, получаемых из-за воздействия яркого излучения, и кожу лица от раскаленных металлических брызг.

Для практических занятий потребуется защитный щиток или маска сварщика

Кожу рук тоже нужно защитить от попадания обжигающих брызг расплавленного металла. Нужны рабочие брезентовые рукавицы или замшевые перчатки (трикотажные и х/б не подойдут).

Костюм или халат со штанами должны быть из плотного материала, лучше всего из толстого брезента высокой плотности.

Для практических занятий предпочтительно, но необязательно расположиться на улице. Все возгораемые предметы в районе работ и вероятной досягаемости искры нужно убрать.

Применение сварочного аппарата

Прежде чем приступить к работе, специалист рабочего оборудования должен знать и уметь все правила использования техники и как правильно варить сварочным аппаратом с использованием различных материалов металла и пластика. Мастер должен знать некоторые нюансы:

• Технологические основы производства сварочной технологии.
• Конструктивную часть оборудования, режимные настройки работы сварки, при помощи которой будет осуществляться технологическая основная часть работы.

Регламент производственных работ для сварщика предусматривает выполнение следующих операций:

• Для каждой конкретной работы подбирается соответствующая модель оборудования, а также расходных материалов (электродов по типу и по количеству).
• Необходимо умение правильно обеспечить рабочий процесс всей технологии сварки, обработки поверхности свариваемых деталей.
• Грамотное и правильное применение теории как работать сварочным аппаратом, для создания ровных и идеальных швов.

Помните, мастер может обеспечить достойное качество работы, если правильно будет подобран аппарат для сварки и на практике реализована теоретическая часть производственных работ.

Начало работы сварочным аппаратом

Изготовление мощного трансформатора

Сборку осуществляют в несколько шагов.

Что потребуется

Для создания трансформатора своими руками понадобятся электротехническая сталь, медные провода, изоляционный материал, крепежные элементы.

Упрощенная формула расчета

Если возможность выполнения сложных вычислений отсутствует, можно воспользоваться типовыми параметрами, к которым относятся:

• напряжение во время сварки — 18-25 В;
• сила тока на первой обмотке — 25 А, на второй — 120-150 А;
• напряжение во время охлаждения — 55-60 В.

Процесс сборки

Для изготовления сердечника потребуются стальные пластины толщиной 0,35-0,55 мм.

Г-образные пластины укладывают так, чтобы они образовывали прямоугольник. После получения сердечника нужной толщины угловые части пластин скрепляют болтами. Конструкцию зачищают надфилем, изолируют. После этого выполняют намотку стандартным способом.

Добавление сварочного выпрямителя

Самодельный трансформатор представляет собой простой блок питания. Стабилизатор напряжения устроен также, как подобная деталь зарядного устройства телефона. В стандартную схему диодного моста включают конденсаторы, нейтрализующие переменные импульсы. Выпрямитель можно изготовить и без этих деталей, однако прочность шва будет более низкой.

Для изготовления моста применяют диоды Д161-250. Поскольку под нагрузкой они выделяют тепловую энергию, требуется установка радиаторов. Диоды фиксируются на них болтами. Рядом с радиаторами устанавливают вентилятор, отводящий тепло в окружающую среду.

Как работает инверторный аппарат

Принцип работы инверторного оборудования выгодно отличается от схемы классических трансформаторных агрегатов. Функционирование устройств построено на принципе фазового сдвига напряжения, увеличивающем по каскадному типу частоту и силу сварочного тока.

Хоть сам по себе инвертор является довольно сложным электронным устройством, но научиться варить инверторной сваркой при желании можно достаточно быстро.

Основы сварки инвертором состоят в следующем:

• из обычной электросети на вход инвертора поступает переменный ток. В переменный его преобразовывает выпрямитель, функционирующий на основе диодного моста;
• выходящий из выпрямителя постоянный ток поступает вы выполняющий роль генератора высокочастотных электроимпульсов инверторный блок. Закрывающиеся и открывающиеся с высокой частотой силовые транзисторы, объединенные в отдельный блок, превращают постоянный в переменный ток, частота которого существенно выше в сравнении с тем, который подается из электрической сети;
• полученный переменный ток поступает на трансформатор, в котором сила его увеличивается, а напряжение уменьшается. Благодаря регулированию параметров тока трансформатором устройство обладает небольшими размерами, что в разы уменьшает массу всего агрегата;
• преобразованный к нужным параметрам трансформатором переменный ток поступает в выпрямитель. Там он в очередной раз превращается в постоянный, необходимый для проведения сваривания.

Полезно знать! При силе 160А инверторная сварка работает с трансформатором, вес которого составляет всего 0,25 килограмма при том как используемые ранее устройства весят до 18 кг и больше.

Хоть с первого взгляда принцип работы кажется сложным, но все процессы в нем происходят автоматически. Поэтому никаких затруднений в рабочем процессе не возникает. К тому же в интернете в открытом доступе есть множество материала, по которому можно научиться как правильно варить инверторной сваркой для начинающих мастеров.

Инструменты для сварки

Ниже перечислены основные инструменты, которые могут потребоваться для работы:

Работа со сварочным аппаратом

Защитные очки.

Они необходимы для защиты глаз сварщиков от летящих искр и мусора. Очки должны иметь неокрашенные прозрачные линзы.

Шлем.

Автоматические затемняющие сварочные шлемы защищают сварщика от летящих искр и осколков, поражающих лицо, а также защищают глаза от флуоресцентной искры.

Молоток.

Отбойный молоток используется для удаления сварочного шлака и брызг со сварных швов.

Проволочная щетка.

Проволочная щетка используется для очистки от мусора до, после и между каждым проходом, чтобы избежать загрязнения шва.

Перчатки МИГ.

У пары перчаток для сварки MIG есть свободное движение запястья и прочные карманы пальцев.

Инструменты

Защита ушей.

Беруши могут помочь сохранить концентрацию, заглушая внешний шум, а также предотвращая повреждение ушей.

Маркер.

Высококачественный промышленный маркер из мыльного камня используется для маркировки металла и определения места, где должны быть сделаны сварные швы.

Плоскогубцы

Плоскогубцы МИГ являются важными компонентами сварочного комплекта.

Переменный ток или постоянный

Чтобы выбрать вариант и правильно собрать устройство, необходимо ознакомиться с особенностями каждого из них:

1. Прибор, работающий с переменными параметрами, должен давать напряжение 60 В и силу тока до 160 А. Для определения характеристик провода, подсоединяемого к сети 220 В, применяют специальные таблицы. Сечение не должно превышать 7 мм². Оптимальной считают величину 3 мм². При создании прибора для работы с алюминием данный параметр умножают на 1,6. Кабель обматывают тканевой изоляцией, препятствующей короткому замыканию. Вторую обмотку делают из толстого медного провода.
2. Аппарат, функционирующий на постоянном токе. Оборудование применяют для сварки стальных или чугунных деталей. Для создания самоделки этого типа требуется минимум времени. Вторичная часть катушки здесь подключается через диодный выпрямитель. Блок должен выдерживать до 200 А, обладать качественной системой охлаждения. Для выравнивания силы тока в схему включают конденсаторы, для регулировки параметров — дроссель.

Изготовление устройства

Аппарат для сварки точечным способом, имеющий небольшие габариты, называют споттером. Сварочный аппарат для точечной сварки аккумуляторов можно с легкостью изготовить самим. Аппарат для точечной сварки аккумуляторов разделяется на механическую составляющую и электрическую. Механическая содержит электроды, проводящие ток, и элементы, необходимые для сжатия деталей. В электрической части главной составляющей является трансформатор.

Аппарат для точечной сварки для аккумуляторов может иметь в своем составе старый трансформатор. Распространено использование трансформатора, входящего ранее в конструкцию микроволновой печки, если она вышла из строя и не подлежит ремонту. Также можно использовать трансформатор неработающего телевизора.

Извлекать старый трансформатор необходимо осторожно, чтобы не повредить изоляцию. Вторичную обмотку следует полностью удалить

Можно вначале спилить верхнюю часть, а потом достать или выбить оставшуюся с помощью какого-нибудь инструмента, например, зубила. После этого следует очистить место произведенной работы.

Затем следует освобождение паза, в котором будет намотана новая обмотка. Ее нетрудно изготовить из сварочного кабеля, имеющего большую толщину. Хороший показатель дадут даже четыре витка приготовленной таким образом обмотки. Особенно длинным кабель делает не стоит, поскольку это снизит надежность такого устройства, каким является аппарат для сварки аккумуляторов.

Обновленный трансформатор следует закрепить на основании саморезами. Друг напротив друга устанавливаются электроды, которые будут спаяны вместе. Спаянные электроды соединяются с проводами. К одним из важных обстоятельств можно отнести место положения выключателя. Его располагают так, чтобы он находился невдалеке от клещей на корпусе с его левой стороны.

В том случае, если аппарат для точечной сварки аккумуляторов своими руками включает в составе автомобильный аккумулятор, то такая переделка трансформатора не понадобится. В качестве источника тока будет использоваться заряженный машинный аккумулятор. Он должен иметь значительную мощность, чтобы исключить расправление при нагреве металла.

Оба электрода в изоляционном покрытии по всей своей длине фиксируются в колодке. Чтобы выдержать расстояние между ними закрепляют соединитель. Провода, идущие от АКБ, фиксируют в клеммнике. Аппарат точечной сварки аккумуляторов удобно подключать с помощью ножной педали. Подойдет педаль от швейной машины, но желательно приобрести новую.

Для подключения ножной педали должен иметься специальный разъем

Важной частью является подготовка электродов. В их роли могут выступать стержни паяльников, заточенные на конус

Также можно использовать обычный провод из меди диаметром 2-5 миллиметра.

Электроды к деталям должны прижиматься с помощью прижимного устройства. Прижимное устройство должно иметь возможность регулировки. Это расширяет поле деятельности, используя его для сваривания деталей разной толщины.

Аппарат для сварки аккумуляторов своими руками, конечно, не может сравниться с заводским исполнением, но проверка его работы после сборки приблизит его к этим характеристикам. Для тестирования следует выбрать какую-нибудь ненужную деталь. Контрольная контактная сварка для аккумуляторов должна быть вначале осуществлена на маленькой мощности. При нормальном результате следующую проверку уже можно проводить на максимальной мощности.

Правильно подобранный режим обеспечит отсутствие следов сварки. В то же время крепко соединенные детали должны успешно сопротивляться разрыву.

Правила формирования сварочного шва и возможные дефекты

Возникающие в процессе сварки инвертором дефекты являются следствием различных причин. В первую очередь это плохая подготовка свариваемых поверхностей, неправильный подбор параметров и ошибки при выполнении процесса сварки. Непровар сварного шва и насыщение его шлаками может быть следствием занижения величины тока сварки, плохой зачистки места соединения или высокой скорости перемещения электрода. А неравномерная форма шва чаще всего связана с нестабильностью сварочной ванны или колебаниями траектории движения электрода. Кроме того, некоторые дефекты возникают вследствие особенных физико-химических свойств свариваемого материала. Для того чтобы их избежать, требуется более тщательный подбор режимов работы инвертора и применяемых электродов.

Азы электросварки

Сварное соединения металла на сегодня — самое надежное: куски или детали сплавляются в единое целое. Происходит это в результате воздействия высоких температур. Большинство современных сварочных аппаратов для расплавления металла используют электрическую дугу. Она разогревает металл в зоне воздействия до температуры плавления, причем происходит это на небольшой площади. Так как используется электрическая дуга, то и сварка называется электродуговой.

Это не совсем правильный способ сварки)) Как минимум, вам нужна маска

Виды электросварки

Электрическая дуга может образовываться как постоянным, так и переменным током. Переменным током варят сварочные трансформаторы, постоянным — инверторы.

Работа с трансформатором — более сложная: ток переменный, потому сварная дуга «скачет», сам аппарат — тяжелый и громоздкий. Еще немало напрягает шум, который издает при работе и дуга и сам трансформатор. Имеется еще одна неприятность: трансформатор сильно «садит» сеть. Причем наблюдаются значительные скачки напряжения. Этому обстоятельству очень не рады соседи, да и ваша бытовая техника может пострадать.

Технология сварочных работ

Для возникновения электрической дуги необходимы два токопроводящих элемента с противоположными зарядами. Один — это металлическая деталь, а второй — электрод.

При касании электрода и металла, имеющих разную полярность, возникает электрическая дуга.  После ее появления, в том месте, куда она направлена, начинает плавиться металл детали. Одновременно плавится металл стержня электрода, переносясь с электрической дугой в зону плавления: сварную ванну.

Как образуется сварная ванна. Без понимания этого процесса вы не поймете, как варить металл правильно (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

В процессе также горит защитное покрытие, частично плавясь, частично испаряясь и  выделяя некоторое количество раскаленных газов. Газы окружают сварную ванну, защищая металл от взаимодействия с кислородом. Их состав зависит от типа защитного покрытия. Расплавленный шлак также покрывает металл, способствуя еще и поддержанию его температуры. Чтобы правильно варить сваркой, необходимо следить за тем, чтобы шлак покрывал сварную ванну.

Сварной шов получается при движении ванны. А двигается она при перемещении электрода. В этом и заключается весь секрет сварки: нужно с определенной скоростью передвигать электрод

Важно также в зависимости от требующегося типа соединения правильно подбирать его угол наклона и параметры тока

По мере остывания металла на нем формуется корка шлака  — результат горения защитных газов. Она также защищает металл от контакта с кислородом, содержащимся в воздухе. После остывания его оббивают молотком. При этом разлетаются горячие осколки, потому защита глаз обязательна (надевайте специальные очки).

О том, как сделать из баллона или бочки мангал можно прочесть тут. Как раз попрактикуетесь.

Плюсы и минусы оборудования

К преимуществам выпрямителей относятся:

• высокая мощность при компактных размерах;
• способность выработки тока с постоянными параметрами;
• подача однополярного заряда на электрод, способствующая быстрому появлению дуги;
• экономный расход электрической энергии;
• сниженный риск случайного возгорания;
• возможность контроля качества шва на этапе его формирования;
• расширение функциональности оборудования;
• сниженный расход присадочной проволоки (экономия становится ощутимой при использовании выпрямителя в промышленных условиях).

Вместе с положительными качествами устройства имеют и отрицательные стороны, к которым относятся:

• потеря мощности;
• ухудшение качества работы аппарата при снижении напряжения в сети;
• неустойчивость к воздействию влаги;
• чувствительность к коротким замыканиям в питающей сети.

Качество шва.

Каким образом работает сварочный аппарат

Характер функционирования агрегата основывается на законе Ома. При постоянной мощности сила тока определяется напряжением. Для расплавления металла нужно 60-150 А. Если устройство питается от сети 220 В, оно будет потреблять 20-30 кВт. Для этого придется прокладывать отдельную электрическую линию, т. к. бытовая электропроводка выдерживает не более 10 кВт. Варить нужно с соблюдением особых требований техники безопасности. В нормальных условиях обеспечить это невозможно.

С учетом таких нюансов, сварочный агрегат должен повышать силу тока, понижая напряжение. Оптимальным считается значение в 60 В. Для его получения используют трансформаторы или инверторы.

Общее описание порядка сварки инвертором

Для начала сварки инвертором нужно разобраться в его подключении. Для этого необходимо:

1. Установить вилку питания в розетку или переноску длиной не более 5 м с сечением провода 2,5 мм.
2. Нажать кнопку питания и убедиться, что зажегся соответствующий световой индикатор.
3. Выставить правильную полярность. Для этого кабеля с держателем и массой вставляются в гнезда, обозначенные знаками «+» и «-». Частицы электронов всегда движутся от отрицательного заряда к положительному, поэтому держателем должен быть «+». Тогда присадочны металл будет более плавно и равномерно вплавляться в основную структуру.
4. Вставить электрод нужного диаметра в держатель путем откручивания или нажима (зависит от модели).
5. Установить сварочный ток в соответствии с параметрами свариваемого изделия.
6. Очистить место сварки от мусора или следов краски щеткой по металлу.
7. Одеть защитную маску со светофильтром.
8. Разжечь дугу на черновой поверхности и перенести ее на место начала шва.
9. Совершать поперечно колебательные движения с отводом шлака.
10. Грамотно закрыть «замок» шва потушить дугу.
11. Очистить поверхность от застывшего шлака специальным отделителем и проверить соединение на наличие дефектов.