Соединение деталей из различных металлов сваркой – важное умение, необходимое для выполнения различных задач в частном доме или на даче. С помощью сварки можно отремонтировать трубопровод, изготовить забор, приварить петли калитки. Чтобы научиться быстро и качественно варить, важно правильно выбрать оборудование и расходные материалы. Рассмотрим, что нужно учесть при выборе вида и модели сварочного аппарата, электродов.
Принцип работы сварочных аппаратов
Выполнение мелкого кузовного ремонта машины, восстановление велосипедной рамы, изготовление каркаса теплицы, сборка печи для бани – все это требует сварки между собой стальных деталей толщиной от 1 до 5 мм. Для таких работ используют различные типы сварочных аппаратов:
-
полуавтомат;
-
трансформатор;
-
инвертор.
Для работы с полуавтоматом используют проволоку, которая направляется через горелку в зону сварки из бобины, размещенной внутри агрегата. Одновременно с этим начинается подача газовой защитной смеси из баллона, который также входит в комплект аппарата. Газ в горелку подается через шланг.
При сварке инвертором или трансформатором применяют плавящиеся стержневые электроды. Электрод устанавливается в держатель, подключенный к аппарату через кабель. Другой кабель подсоединяется к одной из привариваемых друг к другу частей. Когда стержень приближается на 1–2 мм к элементам, образуется электрическая дуга, выделяющая большое количество теплоты. Края свариваемых заготовок и электрод плавятся, заполняя имеющееся между ними пространство. После естественного охлаждения формируется высокопрочный сварной шов.
Трансформатор, инвертор или полуавтомат?
Любой из перечисленных сварочных аппаратов может использоваться для выполнения домашних работ, но для начинающих сварщиков лучшим выбором стартового оборудования для мастерской будет инвертор.
Удобство использования аппарата определяется несколькими факторами:
-
цена расходных материалов;
-
комфорт работы с устройством;
-
скорость освоения основных навыков новичком.
По всем этим критериям сварочный инвертор можно назвать лучшим выбором для сварщиков-новичков. Стержневые электроды, используемые в качестве расходного материала для инверторов, стоят дешевле, чем применяемая при сварке полуавтоматом проволока. Для освоения базовых навыков работы с инверторным аппаратом обычно достаточно 1–2 часов, а для достижения стабильно качественного шва потребуется всего 1–2 дня практики.
Для обучения работе с полуавтоматом потребуется примерно такое же время, однако к этому добавляется необходимость в газовом баллоне и редукторе. Новичку также нужно будет изучить настройки подачи газа, чтобы избежать окисления расплавленного металла до его охлаждения и затвердения.
Процесс сварки трансформатором во многом схож с работой инвертора, различие заключается в типе выходного тока: трансформаторы работают с постоянным током, в то время как инверторы – с переменным.
Некоторые инверторы имеют возможность переключения в режим трансформатора и используют те же стержневые электроды. Важно отметить, что трансформаторы создают большую нагрузку на электросеть по сравнению с инверторами и полуавтоматами, что станет проблемой в условиях, когда сеть уже работает на пределе своих возможностей.
Как выбрать сварочный автомат-инвертор
При выборе сварочного инвертора важно учитывать несколько ключевых технических характеристик аппарата. Рассмотрим каждую из них подробнее.
Входное напряжение
Сварочные инверторы могут работать от стандартной сети (220 В) или трехфазной (380 В). Бытовые аппараты подключаются к обычной розетке, в то время как для профессиональных моделей может потребоваться подключение к трехфазной сети. Некоторые инверторы предполагают возможность подключения как к однофазной, так и к трехфазной сети.
При выборе сварочного инвертора важно обратить внимание не только на тип подключения, но и на его чувствительность к перепадам напряжения. Отклонения в городских сетях на уровне 10–15% в любую сторону – это распространенное явление, и большинство моделей справляются с такими перепадами.
Если планируется подключение инвертора к автономному генератору или в случае возможных скачков напряжения в пределах 20–30%, стоит выбирать устройства с защитой от перепадов напряжения. Такие модели могут стоить немного дороже, но это избавит от дополнительных проблем в процессе работы, повышая надежность и безопасность сварочных операций.
Сила сварочного тока
Сила сварочного тока напрямую влияет на глубину проваривания металла и толщину используемых электродов. Значение имеют также плавкость металла, класс электрода, полярность и многие другие факторы. Для сварки обычной стали используют прямую полярность: плюсовой контакт подключают к свариваемому элементу, минусовой – к электроду. Сварочный ток устанавливают по верхнему пределу допустимого для электрода определенного диаметра. При сваривании чугуна плюсовой вывод, наоборот, подключают к электроду, а минусовой – к детали. Выставляют самый маленький сварочный ток, который только допустим для какого-то конкретного диаметра электрода для сварки чугуна.
Бытовые инверторы для ручной дуговой сварки (MMA) обычно имеют диапазон силы тока от 20 до 200 А. При выборе стоит учитывать, что указанные в характеристиках значения не всегда соответствуют действительности. Особенно это касается китайской техники – многие модели при фактическом измерении не достигают заявленных ампер. Рекомендуется приобретать инвертор с запасом максимальной силы тока на 50-60 единиц (до 250–260 А).
Продолжительность нагрузки
При выборе сварочного инвертора нужно обратить внимание на продолжительность непрерывной работы. Этот показатель отражает отношение фактического времени работы аппарата к необходимому времени для охлаждения. Чем выше показатель продолжительности нагрузки, тем дольше агрегат может работать без перегрева. Современные модели сварочных инверторов имеют продолжительность нагрузки от 6% до 100%.
Большинство производителей указывают процент продолжительности нагрузки при температуре окружающей среды 20-25 °С, но некоторые приводят продолжительность нагрузки при температуре 40 °С – такое оборудование будет иметь некоторый запас продолжительности работы при комнатной температуре.
Класс изоляции
Класс изоляции определяет степень устойчивости изоляционных материалов к нагреву. В сварочных инверторах используются изоляционные материалы разных классов, обозначаемых буквами латинского алфавита и соответствующей температурой:
-
A (105 °C) – самый низкий класс изоляции;
-
E (120 °C) – более устойчивая изоляция, чем A;
-
B (130 °C) – средний класс изоляции сварочных инверторов;
-
F (155 °C) – высокий класс изоляции, предоставляющий дополнительную защиту;
-
H (180 °C) – самый высокий класс изоляции, обеспечивающий максимальную защиту от перегрева.
Наиболее распространены классы B, F и H.
Важно отметить, что современные сварочные инверторы оснащены электронной защитой, которая отключает прибор при угрозе перегрева изоляции. Таким образом, высокая теплостойкость изоляции предотвращает возгорание проводов при коротком замыкании и служит дополнительной гарантией безопасности.
Дополнительные режимы и функции
Дополнительные функции в сварочных инверторах могут сделать работу проще и безопаснее, но не все из них действительно необходимы. Полезные функции:
-
горячий старт (Hotstart). Повышает силу тока при касании электрода, облегчая поджиг и сварку ржавого металла. Процент повышения тока может быть фиксированным или регулироваться;
-
форсаж дуги (Arc Force). Повышает силу тока при разрыве дуги, не в момент касания, а в процессе сварки. Также как и для горячего старта, для форсажа дуги может быть предусмотрена регулировка;
-
антиприлипание (Antistick). Сбрасывает напряжение при залипании электрода, позволяя легко его отсоединить и затем продолжить сварку в штатном режиме. Регулировка по времени или возможность отключения повышают удобство пользования аппаратом;
-
наличие дисплея. Позволяет контролировать настройки и процесс сварки.
За функцию снижения напряжения холостого хода можно не переплачивать: она в основном актуальна для профессиональной техники и в бытовых инверторах практически не используется.
Выбор электродов
Тип электрода для инверторного аппарата напрямую влияет качество шва. Иногда этот фактор может стать решающим для получения безупречного сварного соединения.
Электроды можно разделить на две основные категории: плавящиеся и неплавящиеся. Для инвертора используют плавящиеся электроды с покрытием, имеющие обмазку поверх металлического стержня (сердечника).
При выборе нужно обратить внимание на такие параметры:
-
материал сердечника;
-
тип покрытия;
-
диаметр.
Рассмотрим эти параметры подробно.
Материал сердечника
Материал, из которого изготовлен сердечник, должен соответствовать металлу свариваемых деталей. В продаже электроды с сердечником из стали, чугуна, алюминия, меди и других материалов. Схожесть материалов сердечника и заготовки влияет на качество соединения. Например, при сварке стальных изделий нужно выбирать марки электродов с сердечником из стальной проволоки.
Тип покрытия
Покрытие электрода также играет большую роль в процессе сварки. Выделяют четыре основных типа:
-
кислотное – состоит из оксидов железа, марганца и кремния. Такие электроды надежно соединяют детали со ржавчиной или оксидной пленкой;
-
рутиловое – содержит диоксид титана, что значительно уменьшает разбрызгивание металла при сварке. Наличие на металле ржавчины или остатков краски не влияют на качество шва;
-
основное – состоит преимущественно из карбонатов и фтористых соединений. Электроды такого типа обеспечивают прочное и пластичное соединение, что снижает риск появления дефектов сварного шва. Их используют при необходимости многократной проварки швов;
-
целлюлозное – включает около 50% органических соединений (мука, целлюлоза, смолы) и заметно повышает прочность соединения.
Для обучения сварке лучше всего использовать электроды с рутиловым покрытием. Они безопасны, легко зажигаются и позволяют контролировать процесс, подходят для различных видов стали и позволяют формировать короткие и угловые швы. Рутиловое покрытие значительно облегчает технологию сварки и гарантирует получение ровного шва без лишних усилий со стороны сварщика.
Диаметр
Выбор диаметра электрода зависит от толщины металла:
-
толщина 2–3 мм – рекомендуются тонкие электроды диаметром 1,6–2 мм. Ими лучше сваривать на обратной полярности, чтобы избежать образования прожогов;
-
толщина 3–5 мм – подходят электроды диаметром 2 мм, 2,5–3 мм и 3,2–4 мм.
-
толщина 5–8 мм – выбирают электроды диаметром 3–3,2 мм, 4 и 5 мм.
Диаметр электрода учитывают при подборе величины сварочного тока. Для расчета можно воспользоваться простой формулой: на 1 мм диаметра необходимо 30–40 А. Например, для электрода диаметром 2 мм расчет будет выглядеть так: 2 умножаем на 30, что в итоге дает 60 А.
Кроме того, следует учитывать, что при сварке горизонтальных и вертикальных швов могут применяться различные правила для определения силы тока. В частности, при работе над потолочными и вертикальными швами рекомендуется снижать сварочный ток на 20%.
При выборе типа сварочного аппарата для домашней мастерской следует отдать предпочтение агрегату, который обеспечит качественное сварное соединение элементов при минимальных денежных затратах. Этим требованиям в полной мере отвечают сварочные аппараты-инверторы для ручной дуговой сварки и недорогие стержневые электроды, диаметр которых выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей.