Виды сварочных аппаратов: по устройство и типу

Какие бывают? Виды сварочных аппаратов различают по схеме преобразования тока, так как практически все модели работают на высоком и низком напряжении. Так, выделяют: трансформаторы, инверторы, выпрямители.

На что обратить внимание? Помимо такой классификации есть и другая – по способу формирования дуги. Такие аппараты бывают для ручной, аргонодуговой, газовой, полуавтоматической сварки.

Виды сварочных аппаратов

Сварочные трансформаторы

Трансформаторы используют для работы с заготовками из низколегированных сталей. При запуске сварочного аппарата между двумя медными катушками возникает сильное электромагнитное поле. В процессе перехода с первичного контура на вторичный, это поле снижает напряжение с 220 В (380 В) до 30-70 В, одновременно увеличивая силу тока до 50–1000 А.

Электрические характеристики сварочного оборудования можно регулировать, исходя из параметров заготовки (типа сплава, толщины детали, покрытия). При использовании в бытовых целях для снижения силы тока у аппарата выключают часть витков катушки.

Полупрофессиональное оборудование дополнительно оснащается магнитными шунтами – проводниками, отводящими часть электроэнергии на второй контур и тем самым плавно регулирующими силу тока. При этом магнитные шунты создают серьезные помехи радиоволнам, поэтому не стоит размещать их вблизи электронных приборов.

Достоинства этого вида сварочных аппаратов заключаются в простоте использования, надежности, долговечности (срок их службы примерно в 1,5 раза превышает срок службы другого оборудования), невысокой стоимости (от 4-5 тыс. рублей).

Что касается недостатков, то они следующие:

• устойчивое функционирование сварочного трансформатора возможно только при мощности, не превышающей 2 кВт;
• не подходят для работы с цветными металлами и заготовками из легированной стали;
• оснащены вентилятором, создающим повышенный уровень шума,
• вес варьируется от 10-25 кг для бытовых моделей до 250 кг для профессиональных.

Сварочные выпрямители

Преобразуют переменный ток в постоянный. Благодаря регулировке мощности с меньшим шагом, чем у трансформаторов, позволяют получать более точные характеристики тока на выходе.

Этот вид сварочных аппаратов используют для обработки изделий и деталей из высоколегированных сталей, в дальнейшем применяемых для производства ручных инструментов, в автомобилестроении, для изготовления несущих конструкций зданий, строений, сооружений, мостов и т. д.

К достоинствам сварочных выпрямителей относятся надежность, а также ровный, тонкий сварочный шов с минимальным количеством дефектов. Недостатки связаны с более низким, по сравнению с трансформаторами, КПД, при более высоком потреблении электроэнергии. Вес аппаратов составляет более 10 кг, минимальная стоимость – 7 тыс. рублей.

Инверторы

Инверторные сварочные аппараты преобразуют переменный ток в постоянный, а затем стабилизируют его силу и напряжение с погрешностью не более 5%.

Этот вид сварочных аппаратов делится на 2 категории:

• модели MOSFET отличаются быстрым нагревом и большей погрешность в регулировке характеристик тока, при этом их проще и дешевле ремонтировать в случае необходимости;
• модели IGBT оснащены изолированным затвором, что повышает их надежность и позволяет дольше работать без охлаждения, однако при необходимости ремонта возникают сложности из-за небольших размеров компонентов на плате.

Инверторные сварочные аппараты подходят для строительных работ, а также для использования под открытым небом.

К достоинствам оборудования относится:

• минимальное количество брызг расплавленного металла;
• плавная регулировка силы тока на выходе;
• возможность обработки заготовок из любых металлов.

Недостатки заключается в меньшем сроке службе по сравнению с предыдущими видами сварочных аппаратов (нагрузка более 200А сокращает срок службы в 1,2-1,5 раза), более сложном ремонте.

Стоимость бытовых моделей начинается от 10 тыс. рублей, более мощных аппаратов – от 25 тыс. рублей. Минимальный вес составляет 2-3 кг.

Типы сварочных аппаратов

Сварочное оборудование классифицируют в зависимости от типа работы, т. е. от принципа образования сварочной дуги.

Аппараты для ручной дуговой сварки (ММА)

Для бытовых нужд в основном используют оборудование для ручной дуговой сварки. Оно включает в себя разные виды сварочных аппаратов по металлу (трансформаторы, выпрямители, инверторы) оснащенных стандартным электродом определенного диаметра. Между электродом и металлом заготовки образуется сварочная дуга.

В процессе сварки используется присадочная проволока, которая, плавясь, соединяет элементы деталей, а ее покрытие предотвращает окисление сварного шва. Поддержание стабильности дуги требует от сварщика определенного опыта работы. Сами швы, образующиеся в процессе ММА, нуждаются в обязательной зачистке.

Аппараты для полуавтоматической сварки (MIG/MAG)

Полуавтоматические сварочные аппараты MIG/MAG работают в газовой среде. MIG – в инертной, MAG – в активной. Газ предотвращает окисление сварного шва, делая его более ровным и качественным.

Оборудование называется полуавтоматическим, поскольку присадочная проволока подается в зону сварки автоматически, а перемещение горелки выполняется вручную. Полуавтоматы представлены различными видами сварочных аппаратов (трансформаторами, выпрямителями, инверторами). Они позволяют обрабатывать различные металла и сплавы, включая тонкостенные заготовки и металлические листы. Этим обусловлено их широкое использование в автомастерских при кузовном ремонте.

Аппараты для аргонодуговой сварки (TIG)

Аргонодуговая сварка подходит для работы с различными типами металлов и сплавов, включая цветные металлы и нержавеющую сталь. В качестве защитной среды в этом виде сварочных аппаратов выступает аргон, присадочная проволока заменена графитовым или вольфрамовым электродом.

Аппараты для точечной сварки

Этот вид сварочных аппаратов для ручной сварки используется для соединения встык или внахлест заготовок из тонколистовой стал. Сваривание деталей осуществляется при помощи импульсного тока, нагревающего элементы на 0,01-0,1 сек. Такой короткий промежуток времени не позволяет теплу распространиться по всему изделию и повлиять на его геометрические характеристики.

Шов при точечной сварке получается ровным, однако не всегда герметичным. Обработка выполняется при помощи различных видов сварочных аппаратов:

• стационарных, которыми оборудуют цеха производственных предприятий;
• переносных, используемых для бытовых нужд.

Аппараты для газовой сварки

Сварочные работы выполняются также при помощи оборудования, состоящего из двух газовых баллонов (наполненных ацетиленом, пропаном/кислородом), шлангов и газовой горелки. Газы, смешиваясь, воспламеняются и позволяют получить температуру пламени на выходе горелки свыше 3 тыс. °C.

Пламя нагревает края заготовок, соединение происходит за счет наплавления присадочной проволоки на их кромки. При помощи газового оборудования можно выполнять резку металлов, в том числе, толстостенных деталей. Этот вид ручных сварочных аппаратов используют при невозможности подключения к электрическим сетям или генератору.

Критерии выбора сварочного аппарата

Существуют различные виды сварочных аппаратов, отличающиеся по характеристикам. Однако для бытовых нужд большая часть опций не требуется. При выборе подходящей модели необходимо ориентироваться на основные параметры.

Диапазон сварочного тока

Главный параметр, на который следует обращать внимание при выборе подходящего вида сварочного аппарата, – сила тока, измеряемая в амперах (А). Чем шире ее диапазон, тем больше возможностей у сварочного оборудования. Оно позволит соединять не только тонкие листовые металлы, но уголки, швеллера.

Сила тока в различных видах аппаратов для ручной сварки влияет также на выбор подходящих по диаметру электродов. Чем больше сила тока, тем больше диаметр электрода и тем более толстые заготовки можно соединять.

• До 160 A – виды сварочных аппаратов начального уровня, подходящие для выполнения простейших бытовых работ, например, изготовления металлического стеллажа, каркаса поленницы, ремонта стальных бочек для полива.
• До 200 A – универсальные сварочные аппараты, позволяющие справляться с большинством бытовых задач, включая сваривание опор для забора, каркаса ворот, кузовных работ. Толщина металла автомобильного кузова составляет 0,5-1,5 мм, поэтому работа с ним требует определенных навыков и подходящего оборудования.
• Более 200 A – мощное полупрофессиональное оборудование, без которого не обойтись, если необходимо смонтировать системы водоснабжения/водоотведения и отопления в частном доме, изготовить каркас беседки или террасы и т. д.

Потребляемая мощность

Вторым немаловажным параметром, на который следует обращать внимание при выборе подходящего вида сварочного аппарата, является потребляемая мощность, измеряемая в киловаттах (кВт) и зависящая от силы тока. Чем шире диапазон силы тока, тем большую мощность он потребляет.

Мощность тока базовых аппаратов с силой тока, не превышающей 160 А, составляет 5-6 кВт, что сопоставимо с мощностью четырех электрических чайников. Оборудование с силой тока, превышающей 200 А, обладает мощностью 8-11 кВт, сопоставимой с семью электрочайниками.

Продолжительность включения

Этот параметр характеризует непрерывное время работы и охлаждения различных видов сварочных аппаратов. Для его измерения используются проценты от временного промежутка продолжительностью 10 минут.

Для решения большей части бытовых задач подходит оборудование с продолжительностью включения 40–50%. Она позволит сварить детали и сформировать швы, не превышающие 10 см, без перерывов на охлаждение сварочного аппарата.

В теории можно работать и более продолжительное время. Для получения значений, указанных в паспортных данных оборудования, оно эксплуатируется при наибольшей силе тока и температуре около 40°C. Это максимально возможные параметры, при которых можно работать в бытовых условиях.

Меньшая сила тока и температура позволит использовать разные виды сварочных аппаратов в течение более длительного времени без перерыва для охлаждения. Однако слишком долго непрерывно обрабатывать заготовки все же не следует.

Напряжение

Сварочные работы предполагают использование двух видов напряжения:

• входного – однофазного, 220 В, необходимого для решения бытовых задач в квартире, гараже или на дачном участке, промышленного трехфазного стандартного, 380 В, применяемого в производственных цехах.
• холостого или напряжения без нагрузки, определяющего простоту разжигания и поддержания стабильного горения электрической дуги (чем выше этот показатель, тем проще сварщику управлять дугой).

Для начинающих сварщиков оптимальным считается напряжение в диапазоне 70-90 Вт.

Постоянный или переменный ток

Большинство видов бытовых сварочных аппаратов работают на постоянном токе, который позволяет сформировать устойчивую дугу, минимизирует количество брызг расплавленного металла, облегчает работу сложных условиях, например, вертикальное сваривание.

Оборудование, работающее на переменном токе, сложнее в использовании, поскольку дуга у него менее устойчивая, что приводит к образованию более грубых швов. Они подходят для работы с заготовками из тугоплавких металлов, конструкций, покрытых ржавчиной, а также при необходимости быстрой наварки металла. Этими аппаратами оборудуют промышленные цеха, к примеру, судостроительные.

Некоторые виды сварочных аппаратов могут работать как на постоянном, так и на переменном токе. Это сказывается на их стоимости, поэтому для периодического использования в быту они не подходят.