Вероятно, никто не будет спорить, что сварка является одним из самых распространенных технологических приемов, используемых в промышленности и строительстве. При этом, современные методы сварки, позволяют сваривать не только, привычные нам, металлические изделия, но и изделия из пластика, и других материалов. Сварка может вестись во всех средах – в атмосфере, под водой, в космосе. В общем, сварка – это тот процесс, без которого невозможно полноценное функционирование не только промышленности в целом, но и науки.
Что такое сварка? Сварка – это процесс создания неразъемных соединений, при котором детали соединяется на атомном уровне под воздействием высокой температуры. Под воздействием источника нагрева, металлы, или другие материалы, расплавляются, образуя общий объем, и застыв, образуют единое целое.
Типы сварочных процессов
Наиболее простой, доступный и самый распространенный тип сварки – это ручная дуговая сварка, или по-английски – ММА - Manual Metal Arc. Основным элементом в этом случае является электрод, покрытый порошкообразной смесью различных компонентов. Основное назначение электрода – поддержание устойчивого горения дуги и повышение качества сварки.
Схематично ручную дуговую сварку можно представить следующим образом.
Суть данного типа сварки заключается в том, что детали свариваются расплавлением своих кромок и расплавления ядра электрода. Качество сварки зависит от квалификации сварщика, поскольку ему приходится выполнять сразу два действия – подавать электрод в зону сварки и продвигать его по свариваемым кромкам.
В ручной дуговой сварке используются сварочные аппараты, работающие на переменном токе, т.н. трансформаторы, и аппараты, работающие на постоянном токе, или выпрямители. В последнее время большое распространение получили инверторные аппараты для сварки. Более подробно мы их рассмотрим чуть позже.
Следующим типом сварки является сварка в среде инертных газов, или по-английски – MIG\MAG. MIG - это «Metal - Inert – Gas», т.е. сварка металла в среде инертного газа (обычно аргон). MAG – это « Metal - Active – Gas», т.е. сварка в среде активного газа (углекислый газ).
Схематично она выглядит следующим образом.
Суть метода заключается в том, что дуга появляется между электродом (сварочная проволока) и материалом под воздействием постоянного тока. Одновременно в зону горения подается газ, который защищает и дугу и зону горения от кислорода, который является главным «врагом» при сварочных работах, поскольку окисляет сварочный шов и ухудшает его качество. Данный способ сварки относится к полуавтоматическим видам сварки, поскольку и газ, и проволока подаются в зону сварки автоматически. Но вот непосредственно сварку осуществляет все-таки человек.
К достоинствам этого типа сварки относится высокая скорость работы, отличное качество сварочного шва, возможность сварки тонких изделий, возможность сварки изделий из нержавеющей стали, алюминия. А недостаток, вероятно, только один. Сам сварочный аппарат очень компактный, а вот баллон с газом, напротив, большой и тяжелый. Тем не менее, этот способ сварки пользуется большой популярностью.
Следующий тип сварки – аргонно-дуговая сварка. В английской терминологии TIG: «Tungsten - Inert – Gas», т.е. сварка вольфрамом в инертном газе. Ее можно отнести к разновидности MIG\MAG сварки.
Этот тип сварки выделяют в отдельный, поскольку он обладает определенными достоинствами, которых нет в других типах сварки. К ним относятся: простота процесса, можно варить любые виды металлов и сплавов, отсутствие шлака.
В данном типе сварки могут использоваться или вольфрамовый нерасплавляемый электрод, и тогда процесс сварки очень напоминает процесс пайки присадочной проволоки к соединяемым деталям, или плавящийся электрод, и тогда это MIG\MAG сварка.
Виды сварочных аппаратов
Сварочный трансформатор.
Основная задача сварочного трансформатора состоит в понижении входного напряжения и регулировки тока для сварки. Конструкция данного аппарата, собственно, и представляет собой трансформатор. Первичная обмотка подключается к сети, к вторичной обмотке подключаются электроды и объект сварки. Ток для сварки изменяется или с помощью перемещаемых катушек, или магнитными шунтами, или используется витковое (ступенчатое) регулирование. К недостаткам данного типа аппаратов относится большой вес, внушительные габариты, невысокий КПД.
Сварочный выпрямитель.
Служит для преобразования переменного тока сети в постоянный ток для сварки. Состоит из трансформатора, блока вентилей, дросселя. Для изменения тока сварки используются перемещаемые обмотки, обмотка, разделенная на секции, дроссель насыщения. Более эффективно подключение к трехфазной сети, и, как следствие, использование трехфазной мостовой схемы выпрямителя. В этом случае дуга горит более ровно, соответственно, и качество сварки выше.
Сварочный генератор.
Используется как мобильный сварочный аппарат, в местах, где нет возможности подключения к электрической сети. Состоит из двигателя внутреннего сгорания, генератора постоянного тока, устройства регулирования сварочного тока. Принцип работы сварочного генератора состоит в преобразовании механической энергии вращения вала двигателя внутреннего сгорания, в электрический ток, который позволяет создать и поддерживать устойчивое горение дуги сварки.
Сварочный инвертор.
Это наиболее современный вид сварочных аппаратов. Принцип работы инвертора состоит в следующем. Входное напряжение 220 В преобразуется из переменного в постоянное, а затем вновь в переменное, но высокочастотное – до 200 кГц. Преобразование и регулирование электроэнергии производится модулятором на основе широтно-импульсной модуляции. Основой модулятора является или биполярный транзистор с изолированным затвором (схема IGBT), или полевой транзистор на основе перехода металл-оксид-полупроводник (схема MOSFET). Далее, после трансформатора, высокочастотное напряжение выпрямляется и поступает на дугу. Всеми преобразованиями и слежением за параметрами занимается микропроцессор. Достоинствами инвертора являются – низкое электропотребление, стабильный сварочный ток, высокие возможности регулирования процесса сварки, возможность использования различных видов сварки, качественный сварной шов.
Мы постарались донести до вас информацию о сварочных аппаратах. Если вы хотите узнать, что-то большее о сварке пишите нам, мы обязательно о том напишем.