Сварка металла позволяет соединять различные детали и создавать сложные конструкции. Ее применяют при строительстве мостов, зданий, прокладке трубопроводов, создании сложных деталей. Сваривать вместе детали можно не только на специальном предприятии, но и далеко от городов, линий электропередач.
Метод соединения деталей свариванием осваивают профессионалы, любители. В гаражах, сараях умельцы воплощают в жизнь свои задумки, ремонтируют различные механизмы, делают полезные в хозяйстве вещи.
Сварка металла
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».
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.
Что такое защитный газ? И для чего он нужен?
Защитный газ оказывает большое влияние на производительность и качество сварки. Как следует из названия, защитный газ защищает расплавленный шов от окисления, а также от загрязнения и влаги в воздухе. В противном случае эти факторы могут снизить устойчивость сварного шва к коррозии, увеличить его пористость и ослабить его долговечность путем изменения геометрии соединения. Защитный газ также охлаждает сварочную горелку. Чаще всего это аргон, гелий, углекислый газ и кислород.
Защитный газ может быть инертным или активным. Инертный газ не вступает в реакцию со сварочной ванной. Активный газ, с другой стороны, участвует в процессе сварки — он стабилизирует дугу и сглаживает подачу материала к сварному шву. Инертный газ используется для сварки MIG (сварка плавящимся электродом в защитном щите с инертным газом), а активный газ — для сварки MAG (сварка плавящимся электродом в защитном щите для активного газа).
Гелий (He) также является популярным инертным защитным газом. Гелий и смесь гелия и аргона используются при сварке TIG и MIG. Гелий способствует большему проникновению и обеспечивает более высокую скорость сварки, чем аргон.
Углекислый газ (CO2) и кислород (O2) являются активными газами, используемыми в качестве окисляющего компонента для стабилизации дуги и обеспечения более плавного процесса подачи материала во время сварки MAG. Точные пропорции компонентов защитного газа зависят от типа стали.
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.
Что такое сварочная дуга?
Сварочная дуга — это электрический импульс, который протекает между сварочным электродом и заготовкой. Это происходит, когда между двумя элементами возникает достаточно высокое напряжение (бесконтактное зажигание) или когда пользователь ударяет по сварному материалу электродом (зажигание трением).
Электрическая дуга является основой дуговой сварки. Благодаря ей осуществляется соединение основного материала свариваемых деталей с присадочным материалом для формирования сварного шва.
Напряжение в такой дуге очень большое. Оно течет через воздушный зазор и образует дугу с температурой в несколько тысяч градусов (до 10000 °C). Поскольку ток постоянно течет между заготовкой и электродом, перед началом работы, заготовка должна быть заземлена с помощью кабеля заземления, подключенного к сварочному аппарату.
Чтобы получить гладкий и прочный шов, сварочная дуга должна быть стабильной. Следовательно, сварочное напряжение и скорость подачи проволоки должны быть адаптированы к свариваемому материалу и его толщине.
Техника сварщика влияет на то, является ли дуга мягкой или твердой, а следовательно, и на качество сварного шва. Расстояние от сварочного электрода до канавки и поддержание постоянной скорости движения горелки также имеет большое значение. Выбор правильного напряжения и скорости подачи проволоки является базовым навыком для каждого сварщика.
Хотя современные сварочные устройства предлагают множество функций, облегчающих работу сварщиков, таких как сохранение предыдущих настроек сварки или вызов готовых синергетических линий, что значительно упрощает настройку параметров устройства в соответствии с поставленной задачей.
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.
Виды сварки
В целом электрическую сварку принято разделять на два вида, где работает постоянный или переменный ток. При постоянном токе используется инвертор, а при переменном – трансформатор.
При использовании последнего вызывается немало проблем и сложностей, таких так перебои напряжения, сильный шум, громоздкость и тяжесть прибора также не вызывают приятных ощущений.
С инвертором же абсолютно все в точности наоборот, поэтому если вы решили научиться варить даже тонкий металл, то начинайте обязательно с него. Вес прибора не превысит восьми килограмм, а соседи даже не узнают о том, что вы что-то варите, если только не увидят этого.
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.
Сварка цветных металлов и их сплавов из алюминия
После железа алюминий считается самым популярным металлом. Он часто используется в чистом виде. Однако, его сплавы все равно используются чаще. Существует множество сплавов из алюминия. Алюминиевые сплавы используются в пищевой и химической промышленности, в строительстве и машиностроении. Если проводить классификацию по свойствам, то самыми часто применяемыми являются дуралюмин, силумин и авиель.
Перед началом работ алюминий зачищают от окисной пленки и обезжиривают. Затем детали, подлежащие сварке, одну-две минуты протравливают в водном растворе фтористого натра в соотношении 50/50. После этого их примерно на две минуты кладут в раствор азотной кислоты. Затем элементы нужно промыть горячей и холодной водой. С момента подготовительных работ до сварки не должно пройти более четырех часов. Аналогичные подготовительные работы должны производится и с проволокой для сварки. Запрещено зачищать кромки с помощью «наждачки». Элементы для сварки должны быть надежно зафиксированы.
Сборка элементов перед сваркой зависит от толщины свариваемых деталей. Если нужно, перед соединением элементов накладывают прихваточные швы. В таблице ниже указано примерное расстояние между ними.
| Толщина свариваемого металла, мм | Растояние между прихватками, мм | Размеры прихваток, мм | |
| Высота | Длинна | ||
| До 1,5 | 20-30 | 1-1,5 | 2-4 |
| 1, 5-3 | 30-50 | 1,5-2,5 | 4-6 |
| 3-5 | 50-80 | 2,5-4 | 6-8 |
| 5-10 | 80-120 | 4-6 | 8-12 |
| 10-25 | 120-200 | 6-12 | 12-26 |
| 25-50 | 200-360 | 12-20 | 26-60 |
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.
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
Сварка цветных металлов и сплавов из свинца
Основная сложность при работе со свинцом заключается в том, что разница температуры плавления самого металла и его оксидов очень большая. Плавление свинца происходит при температуре примерно 327 градусов, а его оксиды расплавляются при температуре примерно 888 градусов. Свинец является жидкотекучим металлом. Подготовка к работе со свинцом аналогична подготовке к сварке алюминиевых сплавов. Защита сварочной ванночки происходит посредством использования флюса (стеарин, которым натирают кромки, либо смесь стеарина с канифолью).
