В последние десятилетия благодаря бурному развитию полупроводниковых технологий сварка инвертором стала доступна любому домашнему мастеру. Сейчас современный инверторный аппарат бытового назначения для ручной сварки с максимальным током от 160 А и весом около 5 кг можно приобрести всего за 4.5÷5.5 тыс. руб. При этом он будет стандартно оснащен набором возможностей, значительно облегчающих работу сварщика и повышающих качество сварного шва. Это не значит, что сварочный инвертор является аппаратом для «чайников» и не требует никаких знаний и навыков. В основе сварки инвертором лежат те же самые электродуговые процессы и сварочные технологии, что и при использовании сварочного трансформатора. Но в нем реализован ряд автоматизированных функций, которые ранее обеспечивались только высокой квалификацией сварщика. В их число входит облегченный поджиг дуги («горячий пуск»), предотвращение прилипания электрода, переход в импульсный режим для восстановления капельного переноса (форсаж дуги), а также ряд других возможностей, облегчающих сварку и повышающих безопасность труда. Кроме того, инверторы позволяют работать на пониженном напряжении питания и способны сглаживать его скачки в широком диапазоне. Далее будут изложены основные правила работы и некоторые советы, которые могут быть полезны тем, кто впервые сталкивается с этим видом сварочного оборудования.
Подготовка к работе инвертором
При первом включении, а также при перемещении сварочного инвертора на новое место работы необходимо проверить сопротивление изоляции между корпусом и токоведущими частями, после чего подсоединить корпус к заземлению. Если инвертор долгое время находился в эксплуатации, перед тем как приступить к сварке, нужно обязательно провести его ревизию на предмет скопления пыли во внутреннем пространстве. При повышенной запыленности следует очистить все силовые элементы и блоки управления сваркой с помощью сжатого воздуха с умеренным напором. Для беспрепятственной работы системы принудительной вентиляции аппарата вокруг него должно быть создано свободное пространство на расстоянии не менее полуметра. Запрещается варить устройствами инверторной сварки вблизи мест работы шлифовальных и отрезных машинок, т. к. они создают металлическую пыль, способную вывести из строя силовую часть и электронику инвертора. В случае проведения сварочных работ на открытом пространстве необходимо защитить аппарат от прямого попадания водяных брызг и солнечных лучей. Устанавливаться сварочный инвертор должен на горизонтальной поверхности (либо под углом, не превышающим значение, указанное в паспорте).
Внешний осмотр оборудования
Внешний осмотр сварочного инвертора производится самим сварщиком перед началом каждой рабочей смены. Во время этой процедуры в первую очередь проверяется состояние изолирующих оболочек сварочных и питающего кабелей и в случае необходимости делается их замена или ремонт. Далее проверяется держатель электродов и зажим кабеля массы, а также состояние штекеров и гнезд для подключения к сварочному инвертору. Следующим шагом производится осмотр панели управления сваркой на предмет целостности тумблеров, переключателей, кнопок и индикаторов. Кроме того, определяется общая запыленность аппарата и при необходимости проводится его очистка.
Использование средств защиты
При проведении сварочных работ наибольшую опасность представляет вероятность поражения электрическим током, получение ожогов от разлетающихся капель расплавленного металла и световое воздействие на сетчатку глаза излучением электрической дуги. Кроме того, возможны механические травмы и попадание в дыхательные пути газов, выделяющихся в процессе сварки. Поэтому любой начинающий сварщик, решивший освоить сварочный инвертор, кроме самого аппарата, обязан приобрести комплект средств индивидуальной защиты, а также тщательно изучить правила техники безопасности при выполнении сварочных работ. В стандартный комплект защитных средств сварщика входят маска и искростойкие перчатки, а также спецовка и обувь из негорючих и неплавящихся материалов. Кроме того, в процессе сварки инвертором может потребоваться специальный респиратор, а зачистку заготовок и швов необходимо производить в защитных очках.
Особенности эксплуатации
Сварочный инвертор при всей своей востребованности требует тщательного ухода. Агрегат необходимо использовать в хорошо проветриваемом помещении или на улице при температуре 10…25 °С.
- Не используйте оборудование в помещении с высокой влажностью и при большой концентрации пыли.
- Проверить отрегулированные параметры лучше на металлических листах до 3 мм.
Брендовые модели не продаются без инструкции и технического паспорта, не следует надеяться на опыт. Правила безопасности для работы со сварочным агрегатом записаны в паспорте конкретной модели и постоянно меняются.
Правила формирования сварочного шва и возможные дефекты
Для получения качественного сварочного соединения инвертором необходимо сочетание нескольких факторов. В первую очередь нужно правильно выбрать основные параметры будущего процесса сварки, к которым относятся полярность напряжения, сила тока и диаметр электрода. Кроме того, необходимо знать правила применения различных типов электродов в зависимости от вида свариваемых материалов и разновидностей сварки. Следующим важным моментом является сама технология процесса сварки. Чтобы научиться варить даже при помощи инвертора, который значительно облегчает это процесс, необходимы уроки по отдельным компонентам сварки, таким как зажигание и удержание длины дуги, перемещение электрода под разными углами, а также завершение сварного шва. Правильное выполнение совокупности всех этих компонентов обеспечивает заданное качество сварного соединения. Помимо этого, необходимо освоить подготовку места сварки, а также очистку полученного шва от шлака.
Возникающие в процессе сварки инвертором дефекты являются следствием различных причин. В первую очередь это плохая подготовка свариваемых поверхностей, неправильный подбор параметров и ошибки при выполнении процесса сварки. Непровар сварного шва и насыщение его шлаками может быть следствием занижения величины тока сварки, плохой зачистки места соединения или высокой скорости перемещения электрода. А неравномерная форма шва чаще всего связана с нестабильностью сварочной ванны или колебаниями траектории движения электрода. Кроме того, некоторые дефекты возникают вследствие особенных физико-химических свойств свариваемого материала. Для того чтобы их избежать, требуется более тщательный подбор режимов работы инвертора и применяемых электродов.
Как идет процесс приварки, если сваривать инверторной сваркой
При прямом контакте проводника и металлической поверхности образуется разряд. Он имеет высокую температуру, поэтому сам элемент и предмет обработки начинают плавиться.
По завершении манипуляций и охлаждения обмазка стержня становится шлаком, покрывающим получившийся шов. Сбить эти остатки можно молотком.
Во время работы, электрический проводник плавится. Необходимо выдерживать расстояние между элементом. Это еще называют длиной дуги. Добиться желаемого можно путем подачи проводника в зону сварочной ванны с постоянной скоростью.
Как правильно подобрать электрод
Подбор электрода по диаметру производится в соответствии с толщиной свариваемого металла. Кроме того, от этого параметра зависит величина тока сварки, которая ограничена конструктивными особенностями конкретного инвертора. При увеличении диаметра электрода или уменьшении значения сварочного тока падает его плотность, что делает дугу нестабильной и может привести к возникновению различных дефектов. Размерный ряд диаметров электродов для ручной сварки дискретный, поэтому обычно под конкретный электрод методом пробы подбирают величину тока из табличного диапазона (см. таблицу ниже).
Для того чтобы с помощью инвертора правильно сваривать различные виды металлов, необходимо разбираться в типах покрытия электродов. Каждое из них предназначено либо для работы с конкретными группами металлов и сплавов, либо для сварки с определенной пространственной ориентацией.
Назначение, диаметр, состав покрытия, ориентация и ряд других параметров входят в стандартную маркировку электродов.
Вывод
В статье мы рассмотрели основные моменты про то, как сваривать инвертором тонкий металл. Для этого по инструкции подготавливаем заготовки, выполняем отводы лишней температуры, готовим подбор инструментов, выставляем ток и начинаем работу. В момент сварки надо уделять особое внимание на качество шва, для этого необходимо время от времени убирать электрод на несколько секунд, чтобы не случился прожог, а также необходимо использовать теплоотводящие пластины с проволокой. В освоении этих процессов может помочь только практика.
Пошаговая инструкция по сварке инвертором для начинающих
Для освоения сварки инвертором начинающему сварщику необходимо изучить некоторые основы сварочной технологии и освоить азы сварки штучными электродами. Кроме этого, обязательно нужно разобраться с предельными возможностями электрической сети дома или дачи, а также определиться с оборудованием места проведения сварочных работ и подключением силового кабеля для запитывания инвертора. Для обучения сварке штучными электродами листового и конструкционного проката небольшой толщины с использованием инвертора достаточно будет приобрести пачку электродов с основным покрытием Ø 2÷3 мм. Также потребуется металлическая щетка для зачистки сварных швов и поверхностей свариваемых заготовок.
Настройка силы тока
Правильный подбор величины тока сварочного инвертора является залогом качества сварного шва. Для того чтобы выбрать значение, соответствующее толщине металла и диаметру электрода, начинающему сварщику лучше всего воспользоваться соответствующей таблицей из паспорта инвертора. После этого необходимо включить тумблер питания аппарата, а затем, поворачивая регулятор, установить необходимое значение силы тока. У некоторых устройств шкала его значений нанесена на лицевой панели инвертора по дуге поворота регулятора, у других оно отображается на цифровом индикаторе (см. фото ниже).
В любом случае это будет приблизительная величина, поэтому вполне возможно, что силу тока для хорошего провара придется подстраивать в процессе выполнения пробных сварных швов.
Как подключать электрод
На одном конце любого штучного электрода 20÷30 мм внутреннего стержня свободны от обмазки. Этой частью он фиксируется в держателе (держаке), через который на него подается сварочный ток. В настоящее время самыми распространенными являются зажимные держатели («прищепки») с профилированной под стержень электрода внутренней частью губок. Эти приспособления отличаются удобством, большой скоростью замены огарков на новые электроды и их жесткой фиксацией.
Розжиг дуги
Традиционно для зажигания сварочной дуги применяют два метода. При первом концом вертикально удерживаемого электрода слегка касаются поверхности металла, а затем отводят его назад на расстояние в несколько миллиметров (см. левый рис. ниже). При втором его движение аналогично перемещению головки спички по боковине коробка, поэтому он называется «чирканьем» (см. правый рис. ниже).
При использовании инвертора розжиг электрода значительно облегчен наличием у этих устройств специальной функции «горячий старт», которая при касании металла выдает импульс тока повышенной мощности, а при возникновении дуги возвращает значение силы тока к номинальному.
Передвижение и наклон электрода при сварке
При сварке инвертором движение электрода вдоль свариваемых поверхностей осуществляется так же, как и при использовании других технологий ручной сварки. И так же существует три основных разновидности его наклона по отношению к прямой линии движения (см. рис. ниже). Большинство сварочных швов выполняют углом вперед. Это самая распространенная сварочная технология, и она лучше всего подходит для начинающих при освоении сварки инвертором. При работе в ограниченных пространствах и сваривании труднодоступных мест используют сварку с перпендикулярным положением электрода. Он требует высокой квалификации и не подходит для обучения новичков даже несмотря на то, что функции инвертора могут компенсировать их некоторые ошибки. Сваривание угловых и стыковых сопряжений чаще всего выполняют сваркой с углом назад.
Контроль промежутка дуги
Электрическая дуга возникает в зазоре между торцом электрода и плоскостью заготовки. От правильного выбора и поддержания требуемой величины сварочной дуги в процессе сварки инвертором во многом зависит равномерность и качество сварного шва. В соответствии с рекомендациями по технике сварки в идеальном варианте ее размер не должен быть больше диаметра электрода. Но постоянно выдерживать такое расстояние очень трудно, поэтому приемлемой считается дуга, не превышающая диаметр более чем на один – два миллиметра.
Азы электросварки для начинающих сваривать с нуля
Современные инверторные аппараты экономичны и просты в использовании. Базовая нагрузка идет на электросеть. Раньше пользователи сталкивались с тем, что вырубались пробки из-за большого потребления энергии устройством. Сегодня модели оснащены конденсаторами для накопления энергии. Благодаря этому допустима продолжительная работа без ущерба для питания.
Принцип работы основан на расплавлении стержня устройства и изделия. После продолжительного воздействия на предмет электродом. Уточняя, как научиться варить сварочным инвертором с нуля, отметим, что в первую очередь надо разобраться, что потребуется и как обеспечить технику безопасности.
Оборудование
В первую очередь потребуется хороший сварочный аппарат, он стоит недорого. Весить инструмент должен не более десяти килограмм. К другим материалам, которые потребуются, относятся:
- электроды;
- сварочная проволока.
При подборе оборудования стоит руководствоваться двумя принципами: качество и безопасность. Чем больше инструмент, тем серьезнее опыт требуется. А также отметим, что для массивных агрегатов необходим газовый баллон.
При приобретении важно учитывать следующее:
- Чем больше сварочный ток, тем дороже инструмент, но и более функционален.
- Ста шестидесяти ампер достаточно, чтобы работать с металлом толщиной до пяти миллиметров.
- Бытовые сети не адаптированы для приборов мощностью свыше двухсот пятидесяти ампер.
При использовании проволоки допустима работа с разными металлами и толщиной. Изучим, как научиться варить электросваркой в домашних условиях.
В чем работать – экипировка
Тому, кто проводит работы, также нужен защитный костюм и хорошая маска. Идеальным вариантом будет маска для сварки хамелеон.
Чем более серьезные работы планируется проводить, тем лучше защита необходима. Для кратковременной сварки достаточно специальных очков.
Одежда должна быть скроена из негорючих материалов. Как правило, используются костюмы из брезента или замши. Уточняя, как правильно научиться варить электросваркой для начинающих, отметим, что к подбору одежды стоит подойти основательно, от этого зависит здоровье человека и окружающих.
Техника безопасности
В связи с возникновением мощного излучения света и тепла, правила безопасности распространяются, как на самого рабочего, так и на людей, находящихся в непосредственной близости.
Рассмотрим ключевые нормы безопасности:
- Расстояние между баллоном с газом и генератором должно быть не менее пяти метров.
- Во избежание повреждения шлангов, их подвешивают.
- Сварочное пространство должно быть ограждено, чтобы находящие в помещении люди и животные не получили ожогов.
Также отметим, что недопустима обработка труб, находящихся под давлением. В первую очередь их надо опустошить, и уже потом приступать к работам. Рассматривая, как научиться сварке самостоятельно, определим, что соблюдение техники безопасности не менее важно, чем обучение самому процессу.
Сварка тонкого металла инвертором
Возможности инвертора в полной мере реализуются при сварке металлопроката толщиной менее 2 мм. Сваривание таких материалов производится на небольших сварочных токах и требует высокой стабильности сварочного процесса, что без проблем реализуется при использовании аппарата с инверторным источником тока. Тонкие металлические листы легко прожечь при возникновении короткого замыкания в сварочной дуге. Для предотвращения этого явления в инверторах предусмотрена специальная функция, автоматически понижающая величину тока на время возникновения короткого замыкания. Другая полезная возможность инверторов — это подбор оптимальных параметров при поджигании дуги, что позволяет избежать непроваров и прожогов на начальном участке сварного шва. Кроме того, в процессе сварки инвертор способен адаптивно поддерживать нужную величину рабочего тока при колебаниях размеров сварочной дуги.
Пояснения на схеме
Принцип работы сварочного аппарата, построенного на основе инвертора, иллюстрирует схема.
Структурная схема инвертора для сварки начинается с обозначения входящего тока и выпрямителя. Сетевое напряжение выпрямляется мостом из мощных диодов, установленных на радиаторы для рассеивания выделяющегося тепла.
Форма выпрямленного напряжения, имеющая ярко выраженные пульсации, схематически изображена в квадрате схемы, соответствующем выпрямителю.
Перед входом в инвертор, в общем-то, представляющем собой преобразователь напряжения, пульсации фильтруются с помощью конденсаторов большой ёмкости (на структурной схеме не показаны).
В инверторе, поступающее постоянное напряжение преобразуется в переменное, имеющее высокую частоту. Преобразование осуществляется за счёт переключения с большой частотой мощных ключевых полевых транзисторов, созданных по IGBT технологии.
При работе транзисторов выделяется большая мощность, поэтому их монтируют на массивных алюминиевых радиаторах. В свою очередь, работой транзисторов управляет высокочастотный генератор, основу которого составляет микросхема контроллера, работающего по принципу широтно-импульсного модулирования.
В этой части, принципиальная схема сварочного инвертора повторяет схемы импульсных блоков питания, используемых в радиоэлектронной аппаратуре с прошлого века.
Полученные в результате инвертирования высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, где происходит снижение их амплитуды до уровня, на котором будет осуществляться сварка.
Далее, трансформированное высокочастотное напряжение окончательно фильтруется конденсаторами и поступает на выходные клеммы сварочного инвертора.
Частота генерируемого при работе инвертора тока достигает значения нескольких десятков килогерц. Именно высокая частота лежит в основе принципа работы аппарата инверторной сварки.
Благодаря принципу высокочастотного преобразования удалось добиться снижения веса и уменьшения размеров сварочных аппаратов в несколько раз.
В основном это обусловлено очень малой массой и габаритами высокочастотных трансформаторов, конденсаторов и дросселей.
Отличия прямой и обратной полярности при сварке инвертором
В сварочной дуге электрический ток — это поток электронов, перемещающихся в плазме от отрицательного электрода (катода) к положительному (аноду). При этом примерно одна треть тепловой энергии аккумулируется на катоде, а две трети — на аноде. По этой причине при сварке инвертором полярность напрямую влияет на то, где будет большее выделение тепла: на свариваемой детали или на электроде. Стандартной считается прямая полярность, когда электрод подключен к минусовой клемме инвертора, а заготовка — к плюсовой (см. рис. ниже). При таком режиме сварки происходит глубокое проплавление свариваемого металла с образованием стабильной сварочной ванны и более медленное расходование электрода. Этим способом сваривают большинство мало- и среднеуглеродистых конструкционных сталей, а также изделия из чугуна.
При сварке с обратной полярностью электрододержатель соединен с плюсовым контактом инвертора, а клемма массы — с минусовым. В этом случае отрыв электронов происходит от металла заготовки, а их поток направлен в сторону электрода. Вследствие этого на нем выделяется большая часть тепловой энергии, что позволяет вести сварку инвертором с ограниченным нагревом свариваемой детали. Этот режим применяют при сваривании деталей из тонкого металла, нержавеющих сталей и металлов с низкой устойчивостью к повышенным температурам. Кроме того, обратная полярность используется при необходимости увеличить скорость плавления электрода, а также когда инвертором сваривают детали в газовой среде или с использованием флюсов.
Приемы для конструкций со стенками малой толщины
Есть сразу несколько методик, помогающих избежать ошибок с дефектами. Итак, вот способы того, как заварить тонкий металл электродом:
- Точечно – нужно выполнить большое количество локальных прихватов, через 5-7 см. Поджечь дугу, сделать соединение в конкретном месте и погасить ее. Этот вариант хорош своей аккуратностью, но его реализация занимает достаточно много времени.
- Внахлест – необходимо положить две заготовки друг на друга так, чтобы кромка верхней перекрывала торец нижней, и обработать. Главное – не допустить прожогов сразу же счистить всю окалину (если она вообще появилась). Сравнительно простой вид, но сопряженный с большим количеством затрат времени и материала; зато сквозных отверстий можно не бояться – они не ухудшат надежность конструкции.
- По выбранному электроду – здесь нужно быстро удалить обмазку по всей поверхности стержня, после чего уложить его по направлению запланированного шва. Проход при этом стандартный – плавный и быстрый – но контактным участкам все равно стоит уделять максимум внимания.
Рассуждая о том, как правильно варить инверторной сваркой тонкий металл, важно запомнить несколько нюансов. Если детали габаритные, розжиг следует осуществлять на детали с толстыми стенками и уже оттуда перенести свежеобразованный шов на стыково участок.
Чтобы отвести тепло, зачастую используется медная проволока – она может похвастать внушительной емкость. Хотя на практике это действительно емкий материал, отлично предотвращающий протекание расплава или прожиг.
Как резать металл электродом
Электродуговые аппараты (в том числе и инверторы) применяют не только для сварки, но и для резки металла. Для этих целей предпочтительнее использовать специализированные электроды марки ОЗР-1, хотя в принципе подойдут и обычные, для сварки с обратной полярностью. Так же, как и при сварке, во время резки движение электрода выполняется углом вперед, при этом сварочный ток подбирается на 20÷50 % больше номинального. Поэтому, если инвертор планируется не только для сварки, но и для резки металла, необходимо приобретать аппарат, рассчитанный на большие сварочные токи. К примеру, при резке инвертором низкоуглеродистой конструкционной стали толщиной до 20 мм электродом Ø3 мм рабочий ток будет находиться в диапазоне от 150 до 200 А.
У всех современных инверторов в системе управления «зашиты» три неотключаемые функции, которые предназначены для оптимизации процесса сварки. В их число входит и форсаж дуги, разрушающий сплошной поток жидкого металла. А какое воздействие эти функции оказывают на процесс резки? Если кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях.
