Варим все, что из металла: как выбрать сварочный инвертор?

• Виды и способы сваривания металла
• Сварочная дуга
• Как правильно варить дуговой электросваркой
• Уроки дуговой электросварки
• Режимы сваривания металла
• Основные параметры

Как варить металл и что же такое сварка? Это неразъемное соединение металлических деталей, которое образуется в результате их нагрева в месте стыковки до расплавленного состояния. Расплавленный, а затем застывший материал называется сварным швом. Не все металлы поддаются свариванию. Отлично свариваются однородные материалы. Например, чугун с чугуном или медь с медью (причем, ручная дуговая сварка меди выполняется в защитном газе) . Хорошо варятся железо и хром, никель и медь. Это происходит потому, что эти металлы в жидком состоянии образуют хорошо смешивающиеся слои.

Сваривание трубы

Но если вы попытаетесь сварить медь со свинцом, то из этой затеи ничего не выйдет – эти металлы не смешиваются между собой. То же самое можно сказать о железе и магнии или алюминии и висмуте. При необходимости сварки таких пар в смесь добавляют металлы, которые способны раствориться с каждым компонентом пары. Иными словами, в наше время нет секретов, как сварить металлы.

Выбираем инвертор для дома и «подработок»

Последние двадцать лет подиум сварочного оборудования для домашних мастеров занимают инверторы. В отличие от громоздких трансформаторных «сварочников», инверторы можно свободно носить на плече и транспортировать по строительному объекту куда угодно. Одни модели позволяют ремонтировать автомобиль точечной сваркой, другие обладают аргонно-дуговой функцией для соединения двух деталей без проволоки электрода. Есть также полуавтоматы для серьезных монтажных работ. Какой инвертор купить? Рассмотрим критерии выбора «на пальцах».

Выбор режима ручной дуговой сварки

От правильно выбранных режимов зависит стабильность сварочного процесса и качество сварки. Различают основные и дополнительные параметры.

Основные параметры:

• Свойства сварочного тока (величина, полярность и род);
• Диаметр электрода;
• Напряжение дуги;
• Скорость сварочного процесса;
• Величина поперечных колебаний торца электрода.

Дополнительные параметры:

• величина вылета электрода;
• состав и толщина покрытия электрода;
• положение электрода в пространстве;
• начальная температура основного материала;
• положение изделия в процессе сварки.

Принцип работы и преимущества инверторного аппарата

Такие устройства оснащены инверторными схемами управления, которые повышают частоту тока, передаваемую от электросети, с 50 Гц (частота переменного тока сети) до нескольких тысяч герц. Затем ток повышенной частоты подается на обмотку понижающего трансформатора. Благодаря этому инверторный «сварочник» превосходит трансформаторный в следующих показателях:

• Более стабильная дуга и ровный шов. Во время работы дуга не «прыгает» даже во время падения напряжения в сети, и как следствие выходит более ровный шов.
• Малый вес. Повышение частоты позволило уменьшить размеры катушек трансформатора, что значительно снизило общий вес агрегата. Например, инверторная модель может весить 3 — 4 кг, в то время как трансформаторная при таких же рабочих показателях целых 20 кг.

Безопасность работы при сварке

Сварка металла связана с рядом рисков. Электрическая дуга излучает очень яркий свет и ультрафиолетовое излучение, которое может повредить ваше зрение. Брызги и искры расплавленного металла могут обжечь кожу и стать причиной пожара, а испарения, выделяющиеся при сгорании, могут быть опасными для дыхательной системы.

Однако всех этих опасностей можно избежать с помощью правильной подготовки и соответствующего защитного снаряжения.

Чтобы снизить риск возникновения пожара, перед началом работы, внимательно осмотрите место вокруг будущей сварки и удалите все легковоспламеняющиеся материалы . Средства пожаротушения также должны быть подготовлены. Рабочее место также должно быть недоступным для посторонних.

Защитите глаза, уши и кожу с помощью соответствующих средств индивидуальной защиты. Сварочный шлем с регулируемым фильтром защищает глаза, волосы и уши. Кожаные сварочные перчатки и прочный, негорючий комбинезон защищают руки и тело от искр и тепла.

Если вы планируете работать в помещении, то рабочее место также должно быть оборудовано достаточной вентиляцией для удаления сварочного дыма.

Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях: Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Какой тип сварки выбрать?

Ручная дуговая (ММА)

Наиболее простой тип сварки, который выполняется с помощью электрической дуги и металлического электрода с покрытием. Во время работы проволока электрода плавится, ложится слоем на свариваемые детали, превращаясь в шов. Качество шва в этом случае во многом зависит от «прямых рук» оператора. Данный тип лучше всего подходит для соединения стальных и чугунных конструкций, причем для грубой работы, например, для сварки закладных деталей под плиты перекрытия или изготовления металлического каркаса забора.

Одна из простых моделей — Wester MINI 160Т. Весит всего 3 кг, имеет удобный ремень для переноски, диапазон сварочных токов — 30-160 А.

Аргонно-дуговая (TIG)

В отличии от MMA, аргонно-дуговой тип сварки делает шов не из электрода, а из свариваемых деталей. Сам электрод выполнен из неплавящегося материала. А для того, чтобы шов не разрушался под воздействием кислорода, на него в процессе работы подается газ аргон. Благодаря такому процессу шов получается более ровным, чем при MMA.

Аргонно-дуговой тип сварки отлично подходит для соединения цветных металлов и нержавейки. Также в тех случаях, когда необходимо избежать наличия «горбов» на шве, например, когда нужно варить трубы отопления изнутри (сварка «в окно»), применяется инвертор с функцией TIG. Однако, аргонно-дуговая сварка не позволит приварить очень тонкие детали, например, трубы водостоков толщиной 0.5-0.8 мм.

Из недорогих моделей можем посоветовать Hitachi EW3500, которая входит во многие рейтинги сварочных инверторов 2022: ручной аппарат с возможностью работы с газом.

Полуавтоматическая (MIG/MAG)

Полуавтоматическая сварка – это стандартный выбор постоянных «шабашников». Если бы существовал рейтинг сварочных инверторов для дома среди сварщиков, в него бы непременно вошли полуавтоматы, поскольку они позволяют довольно быстро варить все типы металлов. Присадочным материалом в нем выступает проволока сечением от 0.8 до 2 мм. Чем толще проволока, тем толще элементы конструкции может варить инвертор. Для защиты шва от воздействия кислорода в данном случае применяются инертный (MIG) и активный (MAG) газ. Инертный газ применяется для работы с цветными металлами, а активный для варки стальных изделий. Стоит отметить, что полуавтоматы-инверторы дают идеально ровный шов и относительно высокую скорость работы. Например, аппарат Сварог REAL MIG 200 способен приварить две стальные пластины толщиной 3 мм швом, длиной в 5 см, всего за одну минуту.

Также полуавтоматические инверторы позволяют работать, как с проволокой, так и с электродами (ручная дуговая). Если вам необходимо часто варить разные типы металлов для своего дома и подработок, то модель с полуавтоматической сваркой ваш выбор.

Точечная (SPOT)

При данном типе сварки соединение материалов выполняется точечно (похоже на заклепочное соединение), что позволяет сваривать довольно тонкие изделия. Чаще всего точечная сварка применяется при ремонте автомобиля, например, варке кузова. Поэтому, если планируете самостоятельно варить и рихтовать свое авто, то без устройства с точечной сваркой вам не обойтись.

Виды сваривания металла

• Сварка плавлением (электрическая дуговая сварка, электрошлаковая, электроконтактная, электронно-лучевая). При таком виде сварки расплавленные кромки деталей образуют общую сварочную ванну или, другими словами, общий объем расплава, из которого и образуется сварной шов. Источником нагрева места сварки металлов может быть электрическая дуга, плазма, горелка и т.д.

• Сварка давлением (сваривание взрывом, ультразвуком, холодная сварка). Соединение металлов в этом случае происходит за счет уменьшения расстояния между атомами металлов до такой величины, когда между ними начинают работать силы взаимного притяжения.

Наиболее распространена электро дуговая сварка металлов. На ее долю приходится 65% всех сварочных работ. Расплавление материалов при этом способе происходит под воздействием сварочной дуги. Она образуется между основным металлом, предназначенным для сваривания, и присадочным материалом — проволокой.

Какой нужен максимальный ток?

Когда вы решаете, какой сварочный инвертор лучше выбрать, обратите внимание и на максимальный ток на выходе. Во многом выбор аппарата по данному показателю зависит от того, какой толщины металл вы планируете варить и какие электроды будете использовать. Например, для сварки металлических изделий толщиной 2 — 3 мм применяются электроды (для ручной дуговой) толщиной 3 — 4 мм. Чтобы выполнять такую работу потребуется устройство с рабочим током не меньше 120 А. Отметим, что в домашнем хозяйстве редко приходится варить очень тонкие детали (меньше 1 мм), поэтому 120 А — это рабочий минимум для домашнего мастера.

Металл толщиной свыше 5 мм возьмет аппарат с токовой нагрузкой от 200 А. Обратите внимание, что аппараты с аргонно-дуговой сваркой имеют максимальный ток от 120 А и выше, а полуавтоматы-инверторы начинаются с 220 А.

Сварочная дуга

Сварочная дуга образуется следующим образом:

1. К электроду и основному металлу подводится электрический ток.
2. Сварщик прикасается присадкой к основному металлу, в результате чего возникает короткое замыкание в сварочной цепи. Поскольку электрод имеет неровную поверхность, контакт происходит в нескольких точках одновременно.
3. В зонах контакта металла и электрода возникает ток высокой плотности. Он расплавляет присадочный материал, появляется тонкая пленка жидкого металла.
4. При отведении присадки из жидкого расплава вытягивается шейка. В ней плотность тока, а, следовательно, и температура металла еще больше возрастают
5. Металл испаряется, шейка рвется, в ионизированном облаке паров и газов загорается сварочная дуга.

Напряжение сварочной дуги зависит от ее длины: чем короче дуга, тем ниже напряжение. Если используется металлический электрод, то для устойчивого горения дуги требуется напряжение 18-28 В. Для угольного электрода напряжение должно быть от 30 до 35 В.

Сварочная дуга, которая горит равномерно, без обрывов и не требует повторного зажигания, называется устойчивой.

Устойчивость дуги зависит от:

1. рода электрического тока (постоянный или переменный);
2. состава покрытия присадочного материала;
3. полярности. При постоянном токе полярность может быть прямой и обратной.

• прямая полярность – минус источника тока подается на электрод;
• обратная полярность – минус подсоединяется к изделию.

Влияние полярности тока на температуру
4. длины дуги. Это величина, равная расстоянию от торца электрода до поверхности ванны сварочной. Для стального электрода эта величина не превышает 2-4 мм (короткая дуга). Это оптимальная величина, которая обеспечивает устойчивость горения и хорошее качество сварного соединения.

Длина, равная 4-6 мм считается нормальной, а более 6 мм – длинной. Длинная дуга – плохой вариант: она неустойчива, плавление металла проходит неравномерно, капли расплава, стекающие с электрода, окисляются и насыщаются азотом. Шов получается пористым, неровным. Появляются непроваренные участки.

Определяемся с мощностью?

Показатель потребляемой мощности напрямую влияет на размер выдаваемой токовой нагрузки и на количество использованной электроэнергии. Чем выше мощность, тем более высокий показатель токовой нагрузки способно выдать устройство и соответственно варить более толстый металл. Поэтому в данном контексте стоит определиться с токовой нагрузкой, а мощностью можно пренебречь, так как она будет пропорциональна токовому показателю.

Если же вы регулярно занимаетесь сваркой и для вас принципиален вопрос потребления электроэнергии, тогда необходимо рассчитать потребляемую мощность устройства. Предположим вы обратили внимание на модель Wester MIG-110i, которая имеет номинальную мощность 3,5 кВт и коэффициент продолжительности включения 60% (время повторного включения устройства после перегрева). Тогда потребляемая мощность и соответственно количество электроэнергии будут такими: 3.5 * 0.6 = 2.1 кВт. После этого умножаете потребляемую мощность на стоимость электроэнергии в вашем доме или гараже и получаете сумму, которую будете платить за постоянное использование агрегата.

Уроки дуговой сварки.

• Возбуждение сварочной дуги. Зажечь дугу можно двумя способами:

1. чиркнув электродом по основному металлу, как спичкой;
2. прикоснувшись к изделию концом электрода.

В обоих случаях электрод надо быстро отвести в сторону на расстояние 2-4 мм.

Дуга загорелась. Чтобы постоянно поддерживать ее постоянную длину, надо по мере расплавления электрода постепенно опускать его. Длину дуги надо держать как можно короче, иначе она потеряет устойчивость со всеми вытекающими последствиями.

• Если в процессе сварки дуга все-таки оборвалась, то ее зажигают, продвинув электрод вперед от точки обрыва, а затем возвращаются, заваривают кратер и продолжают шов.

• Как правильно держать электрод для того чтобы качественно варить металл? Обычно электрод должен быть расположен вертикально или наклонно по отношению ко шву, углом вперед или назад. При расположении электрода углом назад получается глубоко проваренный неширокий, аккуратный шов. Такое положение предпочтительно при сварном соединении в тавр, угол или внахлест. Опытные сварщики так же выполняют и стыковые соединения.

Если вы хотите помочь экологии, то выбирайте водородную сварку — она наиболее экологически безопасная из всех видов. Планируете варить алюминиевую конструкцию аргонодуговой сваркой? Как это делается, подробно описано в нашей статье.

Хотите научиться варить плазмой? Полезная информация по https://elsvarkin.ru/texnologiya/soedinenie-metalla-pri-pomoshhi-plazmennoj-svarki/ ссылке.

Дополнительные функции

Горячий старт

Эта функция позволяет облегчить возникновение дуги. При первом прикосновении электрода к металлу агрегат временно повышает силу тока, зажигает дугу, а затем переходит в обычный режим работы.

Защита от прилипания

Иногда при сварке электрод может прилипнуть к металлу. Данная функция понижает рабочий ток до минимального показателя, что позволяет «оторвать» электрод от поверхности. Особенно удобная функция в том случае, когда приходится использовать чуть подсыревшие электроды.

Водяное охлаждение

Хотя подавляющее большинство инверторов имеет воздушное охлаждение, некоторые могут охлаждаться водой. Водяное охлаждение позволяет получить почти 100 % периодичности включения агрегата, то есть непрерывную работу без перегрева. Благодаря этому можно работать хоть целый день, что весьма удобно на производстве. Однако такое устройство оснащается дополнительным резервуаром с жидкостью, что делает его более громоздким. При желании можно отключать водяное охлаждение и работать на воздушном, но периодичность отключения снизится. Инверторы с водяным охлаждением немало стоят — ценник начинается от 200 000 рублей.

Виды дуговой сварки:

• сварка плавящимся электродом. Этот метод изобретен Славяновым: кромки изделия и присадка одновременно расплавляются под действием сварочной дуги. Образующийся при этом расплав (сварочная ванна) заполняет зазор между деталями, а после кристаллизации образует сварной шов. Для защиты расплава от окисления на присадку наносится покрытие, которое под действием высокой температуры превращается в шлак. Этот слой покрывает жидкий металл. Кроме защиты от кислорода, шлак выполняет еще одну функцию: в него переходят вредные примеси, содержащиеся в сварочной ванне;

• сварка неплавящимся электродом. Автор этого изобретения – Бернадос Н. Н. Чаще всего такой метод применяется при сварке меди, алюминия, наплавке твердых сплавов и сварке тонколистовой стали.

  
  Схема сварки неплавящемся электродом

Выводы

Для соединения стальных и чугунных изделий невысокой сложности подойдут инверторные аппараты ручной дуговой сварки с максимальным током от 110 до 130 А. Для работы с цветными металлами и нержавейкой лучше обратить внимание на модели с функцией аргонно-дуговой сварки. А чтобы варить толстый металл «по серьезному», лучше воспользоваться мощным полуавтоматом инверторного типа с максимальным током от 200 А. Ремонтировать авто лучше всего агрегатами с точечной сваркой и функцией защиты от прилипания.

Еще немного интересного по строительной тематике:

• Вкручиваем по полной: рейтинг сетевых шуруповертов 2019
• Как выбрать генератор для частного дома: пошаговый обзор

Как правильно варить

Со стороны сварочные работы не представляет сложности. Однако опытные сварщики по металлу рекомендуют сначала изучить теорию и попрактиковаться на ненужных вещах, а только потом приступать к работе.

Мало соединить вместе 2 железки. Такой шов лопнет при первом ударе. Важно научиться сваривать металл, чтобы он не терял своих характеристик. Только правильно разогретая ванна, смешанные вместе расплавы краев деталей способны образовать прочное, герметичное соединение.

Технология проведения работ

Различают около 100 видов сварки металла. Применяют в основном технологию электродуговой сварки электродами, проволокой, пластинами.

Технология сваривания заключается в нагреве металла до жидкого состояния и его дальнейшем смешивании. Для соединения разных деталей используют расплавленную проволоку или сам электрод.

Основы электросварки

Соединить две разные металлические детали в единое целое сегодня не является проблемой. Использование электрической дуги позволяет сделать это даже тогда, когда требуется красивый и аккуратный шов соединения.

Сваренные куски металла получаются одной деталью, так как на месте соединения возникает очень высокая температура, которая заставляет металл плавиться в местах соединения и свариваться друг с другом. Поэтому сварить металл электросваркой в современных реалиях не является чем-то невозможным.

Сваривание ниобия, тантала и молибдена со сплавами цветных металлов и сталями

Поскольку эти элементы используются в качестве вставок для соединения – они имеют высокие показатели свариваемости.

Тип сварки – аргонно-дуговая, неплавящимся вольфрамовым электродом

Технология процесса сварки – возможность типов сварных соединений этих элементов указана выше на примере вставок для соединения. При соединении тантала и меди в качестве присадки используется БрБ2 (бериллиевая бронза). Для сварки зачастую применяются боксы с регулируемым микроклиматом.

Естественно, что перечислены далеко не все способы. Указаны наиболее широко используемые технологии сварки разнородных материалов. Например, существует высокотехнологическая электронно-лучевая сварка, производящаяся в специальных вакуумных камерах направленным потоком электронов. Но такой способ возможен исключительно в рамках профильных предприятий.

Варианты свариваемых пар разнородных металлов

Группы сплавов, наиболее часто применяемые при разнородном сваривании

• Сплавы на основе железа (Fe),
  которые, в свою очередь, подразделяются на подгруппы: Углеродистые стали
• Низкоуглеродистые легированные стали
• Инструментальные пружинные стали
• Нержавеющие стали
• Чугуны

• Никельные сплавы (Ni)
  Чистый никель
• Монель
• Никонель
• Нимоник
• Хастелой

• Медные сплавы (Cu)
  Чистая медь
• Латуни
• Оловянные бронзы
• Алюминиевые бронзы
• Кремниевые бронзы
• Никельно-медные

• Алюминиевые сплавы (Al)

• Магниевые сплавы (Mg)

• Титановые сплавы (Ti)

• Кобальтовые сплавы (Co)

Наиболее распространенные пары соединяемых материалов, которые встречаются в промышленности

• Сплавы на основе Fe + Al, алюминиевые сплавы

• Сплавы на основе Fe + Cu, медные сплавы

• Сплавы на основе Fe + Ti

• Сплавы на основе Fe + Mb

• Сплавы на основе Fe + Nb

• Cu + Al

• Ti + Al

• Ti + тантал

• Ti + Cu

• Mb + Cu

Для большинства представленных вариантов сварки разнородных металлов и сплавов характерны большие отличия в температуре плавки, физико-тепловых свойствах, показателях расширения материалов.

Сваривание никелевых сплавов с железом

Технологическая сварка никелевых сплавов с низколегированной сталью предусматривает использование любого метода сварки дугового типа с применением наполнителей. Это же относится к сварке никелевых сплавов с нержавеющей сталью, если используется подходящий для процесса электрод.

В вы можете заказать услуги сварщика для решения любой даже самой сложной задачи соединения разнородных металлов. Оставьте заявку на нашем сайте или свяжитесь с нами по телефонам:

• +7 (Санкт-Петербург);
• 8 (Москва и регионы России).