Регулировка сварочного тока под электрод

Регулировка сварочного тока под электрод

Сварка является самым надежным способом соединить металлические конструкции и изделия. Расходным материалом, использующимся в этом процессе, являются электроды. Их состав делается таким образом, чтобы максимально соответствовать свариваемому материалу. Тип стали, с которой работает сварщик, не самый важный параметр работ. Нужно также учитывать толщину изделия, мощность аппарата и требуемую глубину проварки.

Большую роль играет не только выбор электродов, но также их правильное использование. Здесь понадобится не только мастерство сварщика, но и возможности оборудования. Для разных электродов используются разные настройки, и сегодня мы будем разбираться, какой ток подбирается на какие электроды.

На настройки влияют внешние параметры

Толщина заготовок, пространственное положение сварного соединения, конфигурация стыка, необходимость в усилении катета и другие показатели требуют корректировки в настройках аппарата. Основные настройки полуавтоматической сварки:

• сила тока – подача присадочной проволоки. Зависимость прямо пропорциональна: увеличение скорости подачи проволоки требует более высоких значений в настройках силы тока;
• напряжение дуги. Значения регулировки влияют на величину тока;
• расход защитного газа зависит от основных параметров сварки.

Первичные значения можно задавать по настроечной таблице. Далее выполняется тестовое сваривание определенного количества элементов. По его результатам настройки корректируются.

После приобретения полуавтомата необходимо время для того, чтобы привыкнуть к особенностям его работы. Со временем даже звучание электрической дуги станет для пользователя информативным. А пока что нужно привыкать к изменениям:

• комплектация полуавтоматов с идентичными эксплуатационными показателями могут сильно отличаться. Отличия в настройках – не редкость даже среди моделей одного производителя;
• из-за перепадов напряжения настройки полуавтоматической сварки сбиваются;
• изменение марки и состава проволоки;
• изменение состава газа;
• даже небольшой ремонт, а тем более замена комплектующих ведут к изменениям в работе оборудования.

Как правильно варить сварочным инвертором

Чтобы правильно и с полной отдачей (максимальным КПД) эксплуатировать любой сварочный аппарат, необходимо, хотя бы в самых общих чертах, знать его принцип действия. Вот с этого мы и начнём.

Источники тока для электрической сварки. Почему выбираем инвертор

Для осуществления электрической сварки применяется один из трёх видов источников электропитания:

• сварочный трансформатор;
• сварочный выпрямитель; .

Их сравнительные характеристики мы рассматривали в статье «Как качественно и дёшево осуществить ремонт сварочного инвертора». Рекомендуем начать знакомство с темой сварочных инверторов, прочитав эту статью.

Из этой статьи вы узнаете, что самым удобным и продуктивным является инвертор. Для иллюстрации этого вывода, мы приводим описание популярного среди не только начинающих, но и опытных сварщиков сварочного инверторного аппарата «WESTER MMA160H».

Преимущества сварочного инвертора

Преимуществами сварочного инвертора являются:

• незначительный вес. Общая масса стандартного сварочного инвертора в полной комплектации равна, примерно, 6…7 кг. Это позволяет брать с собой сварочный аппарат, практически, всюду;
• небольшой размер;
• возможность плавной регулировки сварочного тока;
• быстродействие;
• высокая производительность.

По этой причине, опытные сварщики рекомендуют новичкам начинать осваивать сварочное дело именно с инвертора. На рынке представлено множество недорогих моделей, которые не ударят по вашему бюджету и не займут много места в домашней мастерской.

Из статьи «Как качественно и дёшево осуществить ремонт сварочного инвертора» вы узнали, что комфортная эксплуатация сварочного аппарата обеспечивается его высокой сложностью. Там же даётся краткое описание сварочного инвертора. Поэтому, мы не будем повторяться и приведём, лишь, иллюстрацию его компоновки.

Компоновка сварочного инвертора.

Техника безопасности

Эту статью будут читать не только мастера-сварщики, а и начинающие любители этого увлекательного технологического процесса. Поэтому, начнём с рассказа (для мастеров – это необходимое напоминание) о необходимости соблюдения правил «Техники безопасности» (далее – ТБ).

Правильнее, наверное, говорить «техника без опасности», то есть, как избежать эти самые «опасности» при общении со сварочной техникой. А опасностей при выполнении сварочных работ великое множество:

• можно обжечься брызгами расплавленного металла;
• в атмосферу при сварке выделяются различные токсичные вещества;
• имеется риск поражения электрическим током;

Мероприятия по ТБ до начала работ

До начала сварки нужно уделить должное внимание:

• подготовке защитной экипировки. Сварщик должен быть облачён в специальную одежду, которая защитит его от капель расплавленного металла и непредвиденных контактов с окружающими предметами;
• оборудованию рабочего места. С рабочего места следует убрать всё лишнее, то есть не относящееся к выполняемой операции. Само рабочее место должно иметь достаточное для выполнения работы освещение;
• проверке исправности всей сварочной техники. Необходимо проверить исправность сварочного инвертора и нагрузочных автоматов на распределительном щите электропитания, состояние электрической изоляции на всех проводах, состояние подключения к заземляющему контуру токопроводящих поверхностей (сечение проводов и их целостность, качество электрических контактов и т. п.).

На нашем сайте уделено много внимания одному из важнейших компонентов экипировки сварщика – защитным сварочным маскам:

Сварочная маска с постоянно затемнённым стеклом «QUATTRO ELEMENTI LAMBDA».

• обычным с постоянно затемнённым стеклом ;



Сварочная маска со светофильтром “Хамелеон” «FOXWELD Lord».

• с автоматически самозатемняющимся светофильтром «Хамелеон»;;



Сварочная маска «SVAR AS-4001F» с блоком подачи воздуха «P-1000».

• с защитой органов дыхания.

Рекомендуем ознакомиться с имеющимся материалом. Необходимую вам сварочную маску на сайте можно очень просто найти, используя опцию «Поиск по сайту» на указанных ссылках.

ТБ при выполнении сварки

Большим преимуществом современных инверторов является их безопасность. Все компоненты и проводка размещены в герметичном пластмассовом коробе. Такое конструктивное решение существенно сокращает риск поражения электрическим током. Однако нельзя забывать, что сварочный инвертор, как любой другой электроприбор, является потенциально небезопасным аппаратом.

В комплекте любого инвертора имеется «Инструкция по эксплуатации». Её нужно внимательно изучить и неукоснительно выполнять. В этой «Инструкции по эксплуатации» предельно понятным языком, чтобы даже у новичка не возникло никаких вопросов, изложены «Правила ТБ» при выполнении сварочных работ. Кроме того, даются рекомендации по поведению в форс-мажорных ситуациях. В конце руководства, обычно, дается краткое описание первой медицинской помощи при различных повреждениях и травмах. Что бы эти описания по оказанию первой помощи ни пригодились, при выполнении сварочных работ необходимо выполнять ряд несложных, но очень важных правил:

• категорически запрещается производить сварочные работы под дождем. Сварочный аппарат всегда (а при работе – особенно тщательно) должен быть защищён от возможного намокания;
• электротехническое оборудование должно быть в исправном состоянии;
• сварочные работы можно производить исключительно при наличии сварочной маски (щитка) и специальной робы с перчатками. Эта экипировка защищает роговицы глаз от ожогов, голову – от травм и не оставляет незакрытых участков кожи. Одежда должна быть из толстого брезента или аналогичного материала. Сварочная маска должна иметь соответствующий типу сварки светофильтр;
• рабочее место должно быть оборудовано первичными средствами пожаротушения:
  • углекислотный огнетушитель;
  • брезентовое одеяло и т. д.

  Как выбрать сварочные электроды

  Для сварки металла используются плавящиеся электроды. Диаметр электрода и силу сварочного тока выбираем в соответствии с таблицей, которая имеется в «Руководстве по эксплуатации». Марку электродов выбираем в зависимости от свариваемых материалов или универсальную (например, сварочные электроды «ОК 46.00»).

  Опытные сварщики знают, какие электроды и в каких случаях следует использовать. Новичкам рекомендуем в начале работы применять электроды, выпускаемые в форме твердых стержней и имеющих специальное плавящееся покрытие. С ними можно быстрее научиться варить металл инвертором и создавать ровные четкие линии сварочных швов. В частности, новичкам порекомендуем использовать электроды диаметром Ø 3 мм. Более толстые электроды требуют сварочного оборудования более высокой мощности и определённого опыта. Сварку тонколистового металла лучше осуществлять, применяя электроды диаметром Ø 2 мм. Без отсутствия опыта не рекомендуется использовать старые электроды, позаимствованные у кого-нибудь из знакомых. Дело в том, что залежавшиеся электроды, очень вероятно, окажутся отсыревшими и от них не будет никакого толка (их нужно уметь прокаливать).

  Сварочные электроды рекомендуется закупать непосредственно перед началом работ.

  Первые шаги или с чего начать

  Перед включением сварочного инвертора в электросеть следует обязательно уточнить её (этой самой электросети) технические возможности, то есть, сможет ли она обеспечить необходимую для аппарата электрическую мощность. Это позволит вам предотвратить перегрев электропроводки, короткое замыкание и пожар.

  При планировании работы обязательно обратите внимание на такой электрический параметр сварочного инвертора, как предельное время работы на полной мощности. В «Руководстве по эксплуатации» этот параметр обозначается как «Продолжительность включения» (далее – «ПВ») и указывается в процентах. Как это понимать? Рабочее время делиться на промежутки (традиционно, каждый промежуток равен 10 минутам. Если он отличается от этого значения, то указывается в «Руководстве по эксплуатации»). Например, в «Руководстве» указано, что ПВ для сварочного аппарата равен 70%. Это означает, что 70% запланированного временного промежутка инвертор сможет работать с полной нагрузкой, оставшиеся же 30% – ему нужно оставить на отдых (технологический перерыв). Иными словами, на максимальном сварочном токе 7 минут варим и 3 минуты остываем. Если сварка производится не на предельном сварочном токе, то время сварки может быть увеличено (значения указаны в таблицах или в виде графиков. Режим возможен, вплоть, до сварки без технологических перерывов). Нарушение этого требования приведёт к перегреву и выходу из строя сварочного инвертора.

  Первые шаги в инверторной сварке следует начинать на плоской поверхности. Рекомендуем осваивать процесс сварки в следующей последовательности:

  • учимся правильно выбирать сварочный ток. При этом следует иметь в виду, что:
    • недостаточный сварочный ток не позволит поддерживать постоянную и достаточную дугу;
    • чрезмерный ток вызовет прожиг металла;

    Запоминаем и выполняем правило: свариваемые поверхности обязательно очищаются от коррозии и других всевозможных загрязнений.

    Для обучения сварке готовим ненужные изделия и разные металлические отходы, на которых будем осваивать правила расплавления металла. Переходим к созданию сварочного валика.

    Небольшое видео, где дилетант-самоучка делится опытом с новичками:

    Силовой блок

    Не будем повторяться и рассказывать, как работает инверторный сварочный аппарат. Пройдемся по нюансам и элементам прибора.

    • Сетевой выпрямитель. Его задача – из переменного тока сделать постоянный.
    • Помеховый фильтр. Его устанавливают специально для того, чтобы помехи высокочастотного типа, появляющиеся в процессе работы сварочного инвертора, не попали в питающую сеть.
    • Инвертор (преобразователь). По сути, это блок из мощных ключевых транзисторов, которые чаще всего собираются по принципу косого моста. Обязателен в связке радиатор, с помощью которого отводится тепло от транзисторов. Они подключаются к высокочастотному трансформатору, где через его обмотку происходит коммутация напряжения. Обратите внимание, что в самом трансформаторе преобразование напряжения (постоянное в переменное) не происходит. Эта обязанность возложена на транзисторы. Основное назначение трансформатора – это понижение напряжения до 60-70 вольт. В нем в первичной обмотке течет ток с большим напряжением, но с малой силой тока. Во вторичной, наоборот, с малым напряжением, но с большой силой.
    • Выходной выпрямитель. Это диодный мост, в котором установлены диоды быстрого действия. Они за мгновения могут открыться и закрыться. Свойства очень важное, потому что эти элементы выпрямляют переменный высокочастотный ток. Простые диоды, установленные в инвертор, не успевали бы закрываться и открываться. В результате произошел бы их перегрев, итог – выход из строя.

    Внимание! Необходимо знать, что на конденсаторах, установленных в фильтр, напряжение будет больше, чем на выходе диодного моста. Величина – 1,4-1,5 раз. При стабильном напряжении в сети в 220 вольт, на конденсаторах будет напряжение 310 вольт. Если в сети будет скачок, к примеру, до 250 вольт, то внутри аппарата в конденсаторах напряжение поднимется до 350 вольт. Вот почему используются конденсаторы с номинальным напряжением 400 В.

    Вот основные элементы силового блока устройства инверторного сварочного аппарата. Есть еще блок управления, но он влияет на удобство работы агрегата и на его настойку (ручная или автоматическая).

    Теперь вы знаете, из каких частей состоит инверторный источник сварочного тока. Еще раз повторимся. Это выпрямитель, инвертор, собранный из транзисторов, трансформатор, который понижает напряжение, и установленный на выходе выпрямитель. Для начинающих сварочников эти элементы ни о чем не говорят. И вроде бы знать о них им нет необходимости. Ведь работать с инвертором одно удовольствие.

    • Он легкий (спасибо маленькому трансформатору).
    • Легко варит достаточно толстые металлические детали (спасибо высокому току и низкому напряжению).
    • Электрод не прилипает к поверхности металла (спасибо функции «Arc Force»).
    • Процесс поджига электрода упрощен за счет подачи на его конец в начале работы тока большой силы. Эта функция сварочного инвертора называется Hot Start.
    • Если появляется короткое замыкание при залипании электрода, напряжение в аппарате резко снижается до минимума. Это оберегает его от выхода из строя.

    Итак, мы разобрались в устройстве сварочного инвертора, в его принципиальной схеме, и как он работает. Необходимо отметить, что к работающему сварочному инвертору (принцип работы у всех моделей одинаковый) есть несколько требований, два из которых – это длина питающего кабеля не больше 15 м и частота проводимого обслуживания – не реже двух раз в год. В основном его надо почистить от пыли.

    8 комментариев к “Никакой магии или как работает сварочный инвертор”

    Полное дилетанство. Попытка объяснить работу широтно-импульсной модуляции (ШИМ)колхозным методом, сами ничего не понимая. ).
    Чего стоит только одно это- “По закону Ома снижение напряжение дает повышение силы тока”

    Альберт, а чем вам этот закон не угодил?
    Мощность – это вольт умноженный на ампер (можно и ампер умножить на вольт).
    При изменении одного из этих двух параметров меняется и другое, сохраняя мощность.

    По закону Ома, снижение напряжения даёт понижение силы тока, т.к. они прямопропорциональны. А о мощности там и речи нет.

    дак блин написано больше сечение провода. А значит меньшее сопротивление

    Согласен полностью. Не знаешь закон Ома – сиди дома. Понять объяснения автора невозможно, потому что он сам не понимает о чем говорит. Отсюда повторы и речь ни о чем.

    Да пошло ты в пизду задрот, если такой умный иди в университет приподавать. Я все понял, понятно, доступно для особо не просвещенных. Если супер щариш нехуй это показывать твое эго зашкаливает

    Устройство и принцип работы

    Прежде чем рассматривать вопрос, как работает сварочный инвертор, нужно вспомнить конструкцию обычного аппарата и потом сравнить оба устройства. Старые приборы для сварки конструировались на основе силового трансформатора повышенной мощности. Он выполнял понижение переменного сетевого напряжения, а на его вторичной обмотке появлялись высокие токи – от десятков до сотен ампер, необходимые для сварочного процесса.

    Ток на вторичной обмотке увеличивался в такой же степени, в какой происходило понижение напряжения. Для этого в качестве обмотки использовался провод большого диаметра со сниженным количеством витков. Требуемая высокая мощность, работа на сетевой частоте 50 Гц привели к тому, что размеры и масса обычной сварочной аппаратуры получились очень большими и громоздкими. Это создавало массу неудобств при перемещениях во время работы с одного места на другое.

    

    Разработка сварочных инверторов постоянного тока позволила полностью устранить эти недостатки, особенно потребление энергии. Рабочая частота, увеличенная до 60-80 кгц и выше, привела к снижению габаритных размеров и массы устройства. Например, при росте частоты преобразованного напряжения в 4 раза, размеры трансформатора снижаются примерно в 2 раза. В конце концов уменьшается вес всего аппарата, он становится менее материалоемким за счет экономии меди и прочих дорогостоящих материалов.

    Теперь следует разобраться, для чего нужен инвертор и откуда же берутся токи с высокой частотой в 60-80 кГц, когда в электрической сети этот показатель составляет всего 50 Гц. Требуемый результат получается за счет использования инверторной схемы, в состав которой входят мощные ключевые транзисторы. Их переключение как раз и позволяет получить требуемую высокую частоту. Этот процесс запускается после подачи на них постоянного напряжения, поступающего через выпрямитель.

    Выпрямление сетевого напряжения осуществляется за счет работы мощного диодного моста с последующим сглаживанием фильтрами-конденсаторами. Это первый этап преобразования, в конце которого образуется постоянное напряжение величиной 220 В и выше. Именно оно выступает в качестве источника питания самого инвертора, транзисторы которого соединены с понижающим трансформатором. Переключение транзисторов происходит на высокой частоте, поэтому и трансформатор будет работать на такой же частоте – 60-80 кГц.

    

    При работе на таких сверхчастотах уже не нужны громоздкие устройства, поэтому размеры трансформатора существенно уменьшаются, а потребляемая мощность сварочного инвертора остается такой же, как у обычного аппарата, работающего на 50 Гц.

    Подготовительные работы

    Перед началом работы с проводами нужно еще раз проверить отсутствие на них напряжения.

    Для дальнейшей работы понадобятся нож или специальные разделочные приспособления, наждачная шкурка, растворитель, плоскогубцы или пассатижи, изоляционная лента или термоусадочная трубка. Если для изоляции применяется термоусадочная трубка, очень удобно использовать фен, дающий плотное облегание пленкой.

    Для получения качественного соединения проводится подготовительная работа в такой последовательности:

    • с жилы бережно снимают участок изоляционного покрытия не менее 7 см для жилы сечением 1,5 мм². Если провода толще, то на каждые 0,5 мм² диаметра жилы убавляют 5 мм изоляции. Разделку проводят вдоль проводника ножом или специальным инструментом — стриппером;
    • оголенные участки провода зачищают наждачной шкуркой;
    • поверхность проводников обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом;
    • аккуратно, чтобы не повредить провода, скручивают их в жгутик руками или плоскогубцами, стараясь обеспечить их плотное прилегание друг к другу;
    • кусачками или монтажными ножницами отрезают кончик жгута для выравнивания жил.

    Типы сварочных аппаратов

    Современный рынок наполнен достаточно большим разнообразием сварочных аппаратов, но далеко не все целесообразно собирать своими руками.

    В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:

    • на переменном токе – выдающие переменное напряжение от силового трансформатора напрямую к сварочным электродам;
    • на постоянном токе – выдающие постоянное напряжение на выходе сварочного трансформатора;
    • трехфазные – подключаемые к трехфазной сети;
    • инверторные аппараты – выдающие импульсный ток в рабочую область.

    Первый вариант сварочного агрегата наиболее простой, для второго понадобиться доработать классическое трансформаторное устройство выпрямительным блоком и сглаживающим фильтром. Трехфазные сварочные аппараты используются в промышленности, поэтому рассматривать изготовление таких устройств для бытовых нужд мы не будем. Инверторный или импульсный трансформатор довольно сложное устройство, поэтому чтобы собрать самодельный инвертор вы должны уметь читать схемы и иметь базовые навыки сборки электронных плат. Так как базой для создания сварочного оборудования является понижающий трансформатор, рассмотрим порядок изготовления от наиболее простого, к более сложному.

    На переменном токе

    По такому принципу работают классические сварочные аппараты: напряжение с первичной обмотки 220 В понижается до 50 – 60 В на вторичной и подается на сварочный электрод с заготовкой.

    Перед тем, как приступить к изготовлению, подберите все необходимые элементы:

    • Магнитопровод – более выгодными считаются наборные сердечники с толщиной листа 0,35 – 0,5мм, так как они обеспечивают наименьшие потери в железе сварочного аппарата. Лучше использовать готовый сердечник из трансформаторной стали, так как плотность прилегания пластин играет основополагающую роль в работе магнитопровода.
    • Провод для намотки катушек – сечение проводов выбирается в зависимости от величины, протекающих в них токов.
    • Изоляционные материалы – основное требование, как к листовым диэлектрикам, так и к родному покрытию проводов – устойчивость к высоким температурам. Иначе изоляция сварочного полуавтомата или трансформатора расплавится и возникнет короткое замыкание, что приведет к поломке аппарата.

    Наиболее выгодным вариантом является сборка агрегата из заводского трансформатора, в котором вам подходит и магнитопровод, и первичная обмотка. Но, если подходящего устройства под рукой нет, придется изготовить его самостоятельно. С принципом изготовления, определения сечения и других параметров самодельного трансформатора вы можете ознакомиться в соответствующей статье: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html.

    В данном примере мы рассмотрим вариант изготовления сварочного аппарата из блока питания микроволновки. Следует отметить, что трансформаторная сварка должна обладать достаточной мощностью, для наших целей подойдет сварочный аппарат хотя бы на 4 – 5кВт. А так как один трансформатор для микроволновки имеет только 1 – 1,2 кВт, для создания аппарата мы будем использовать два трансформатора.

    Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:

    • Возьмите два трансформатора и проверьте целостность обмоток, питаемых от электрической сети 220В.
    • Распилите магнитопровод и снимите высоковольтную обмотку,

    
    Рис. 1: распилите сердечник

    
    Рис. 2: уберите высоковольтную обмотку
    оставив только низковольтную, в таком случае намотку первичной катушки уже делать не нужно, так как вы используете заводскую.

    Удалите из цепи катушки на каждом трансформаторе токовые шунты, это позволит увеличить мощность каждой обмотки.

    
    Рис. 3: удалите токовые шунты

    
    Рис. 4: намотайте вторичную обмотку на каркас

    
    Рис. 5: сделайте диэлектрическую прокладку

    
    Рис. 6: поместите катушку в магнитопровод

    
    Рис. 7: подключите шнур питания и кабели

    Установите на кабель держатель и электрод диаметром 4 – 5мм. Диаметр электродов подбирается в зависимости от силы электрического тока во вторичной обмотке сварочного аппарата, в нашем примере она составляет 140 – 200А. При других параметрах работы, характеристики электродов меняются соответственно.

    Во вторичной обмотке получилось 54 витка, для возможности регулировки величины напряжения на выходе аппарата сделайте два отвода от 40 и 47 витка. Это позволит осуществлять регулировку тока во вторичке посредством уменьшения или увеличения количества витков. Ту же функцию может выполнять резистор, но исключительно в меньшую сторону от номинала.

    На постоянном токе

    Такой аппарат отличается от предыдущего более стабильными характеристиками электрической дуги, так как она получается не напрямую с вторичной обмотки трансформатора, а от полупроводникового преобразователя со сглаживающим элементом.

    
    Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

    Как видите, делать намотку трансформатора для этого не требуется, достаточно доработать схему существующего устройства. Благодаря чему он сможет выдавать более ровный шов, варить нержавейку и чугун. Для изготовления вам понадобится четыре мощных диода или тиристора, примерно на 200 А каждый, два конденсатора емкостью в 15000 мкФ и дроссель. Схема подключения сглаживающего устройства приведена на рисунке ниже:

    
    Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства

    Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:

    Установите полупроводниковые элементы на радиаторы охлаждения.

    
    Рис. 10: установите диоды на радиаторы

    В связи с перегревом трансформатора во время работы, диоды могут быстро выйти со строя, поэтому им нужен принудительный отвод тепла.

    Соедините диоды в мост, как показано на рисунке выше, и подключите их к выводам трансформатора.

    
    Рис. 11: соедините диоды в мост

    
    
    голоса
    Рейтинг статьи