Импульсно-дуговая сварка: суть, виды, сфера применения, алгоритм, достоинства и недостатки метода

Импульсная сварка своими руками

Импульсная сварка — что это такое? По сути своей, это обычная электродуговая сварка, в процессе которой подаются дополнительные кратковременные импульсы. Просим не путать данный тип сварки с точечным. Импульсная точечная сварка и импульсно-дуговая сварка — два кардинально разных метода соединения металлов.

Но что, если вы хотите испробовать в своей практике данный метод соединения металлов, но не хотите тратить много денег на покупку качественного сварочного аппарата? Решение есть! Можно сделать самодельную импульсную сварку. Импульсная сварка своими силами собирается за полтора-два часа, а все комплектующие стоят недорого. В этой статье мы подробно расскажем, как своими руками сделать импульсную сварку и каков наш опыт использования самодельного сварочного аппарата.

Режимы сварки в защитных газах

Для операций такого типа чаще всего пользуются полуавтоматическими инверторными агрегатами. Они позволяют выполнить настройку подаваемого напряжения и электричества. Помимо этого, такие агрегаты выполняют функцию базовых источников питания, а их опции и мощность регулировки могут варьироваться в зависимости от используемой модели. При стандартных видах работ (когда не нужно обрабатывать толстостенные сплавы) подойдет обычная аппаратура.

Рекомендуем статьи

• Изготовление сварных металлоконструкций: разбираемся в методах и операцияхКак варить швы: разбираемся в секретах техники сварки
• Изготовление сварочного оборудования: необходимые характеристики и лучшие производители
• Забор сварной секционный: критерии выбора и инструкция по установке

Основные отличия автоматизированной дуговой сварки в защитных газах преимущественно заключаются в следующих параметрах: толщина металла, диаметр проволоки, сила электрического тока, подаваемое напряжение, скорость подачи контакта и расход газа. Их можно отобразить следующим образом:

• 15 см; 0,8 мм; 120 А; 19 В; 150 м/ч; 6 ед/мин;
• 7 мм; 1 мм; 150 А; 20 В; 200 м/ч; 7 ед/мин;
• 2 мм; 1.2 мм; 170 А; 21 В; 250 м/ч; 10 ед/минут;
• 3 мм; 1,4 мм; 200 А; 22 В; 490 м/ч; 12 ед/мин;
• 4-5 мм; 0,16 см; 250 А; 25 В; 680 м/ч; 14 ед/минут;
• 6 мм и более; 1,6 мм; 300 А; 30 В; 700 м/ч; 16 ед/мин.

Такие параметры считаются стандартными и предназначаются для процессов с применением углекислоты.

Сборка импульсной сварки

Преобразователь

Начнем со сборки преобразователя. Который также называют силовой частью сварочного аппарата. Ниже вы можете видеть подробную схему сборки.

Также мы привели несколько таблиц со спецификациями используемых комплектующих.

Схема управления

Ниже приведена понятная и рабочая схема управления, а также видна небольшая часть схемы запуска аппарата.

Как и при сборке преобразователя мы привели несколько таблиц со спецификациями используемых комплектующих.

Плата

Ниже вы можете видеть схематичное изображение печатной платы.

А вот схема расположения всех элементов на плате.

Обращаем ваше внимание, «мягкий запуск» размещается на плате управления.

Прибор в сборе

Ниже вы можете видеть прибор в сборе. Это его простейший вид. Не хватает корпуса с вентиляторами, платы управления (ее нужно прикрепить к самому корпусу), разъема для сварочного тока, а также сетевого фильтра и предохранительного автомата (тоже крепится к корпусу).

Приоритеты сварочного аппарата, изготовленного собственными силами

От заводских моделей, импульсный сварочник отличается многими характеристиками. Серьезным достоинством является небольшая энергозатратность.

Затраты на электроэнергию на выполнение незначительного сварочного шва заводским аппаратом — будут большие. И конечно же, не вся электропроводка сможет выдержать такую мощность.

Относительно веса самодельного аппарата можно сказать, что небольшой. И его габариты могут в несколько раз быть меньше чем заводские. Без особых усилий перемещать заводской аппарат очень сложно.

Что бы его не передвигать с места на место — можно использовать специальные электрические удлинители. Но их стоимость очень высокая.

Поэтому, самодельный сварочный аппарат будет подходящим вариантом для использования в домашних условиях. А его вес не будет превышать 10 кг.

Производственный ресурс производственных сварочных устройств имеет ограничение. И часто может не превышать 50-80%.

Поэтому совокупность всех имеющихся технических возможностей не всегда можно раскрыть. Исходя из этого и продолжительность сварочных работ будет незначительная, в пределах 3-х минут без перерыва.

Самодельный сварочный аппарат не приводит к потере электрической энергии, потому что реактивные токи отсутствуют. Не критическая мощность позволяет использовать розетке даже в доме, не переживая, что сеть может не выдержать.

Мощность такого импульсного сварочника точно такая же, как и в бытовых приборах.

Продолжительность работы самодельным импульсным аппаратом может быть больше 15-20 мин. Что превышает время работы механизма, который купили в магазине. И конечно же небольшой вес (8-10 килограмм) не доставит трудностей в домашнем использовании.

Собирая импульсный агрегат собственными силами, можно максимально сократить расходы на укомплектовываемый материал.

Опыт применения

Наш опыт показал, что устройство, собранное по данным схемам, работает практически безотказно. Мы остались довольны функционалом и качеством получаемых швов. Конечно, с помощью такого агрегата вы не сможете выполнить профессиональные сварочные работы, но оно и не нужно. Такой самодельный сварочник подойдет для импульсной сварки забора или теплицы. Словом, он не подведет ни одного домашнего умельца, при этом его сборка обойдется очень дешево.

Собранный по данным схемам сварочник предназначен для работы в сети 220В. Но на нашей памяти случались ситуации, когда напряжение было нестабильным, особенно на даче. Тем не менее, дуга горела стабильно, зажигалась довольно просто. Да, это не профессиональная микроимпульсная сварка, но все же. Кстати, рекомендуем использовать в работе с таким самодельным аппаратом только плавящиеся электроды. Сварка плавящимся электродом куда эффективнее и неплохо стабилизирует горение дуги.

Естественно, для сборки нам понадобилось потратить свое личное время и силы. Но конечная стоимость самодельного аппарата для импульсной сварки оказалась в несколько раз ниже, тем у бюджетных моделей из магазина. При этом самодельное устройство отлично справляется со своими функциями.

Необходимое оборудование для сварки в защитных газах

Что касается аппаратуры, то следует отметить, что для сварки в защитных газах в большинстве случаев используются сварочные полуавтоматы. В них скорость подачи присадочной проволоки и параметры дуги определяются благодаря автоматическим элементам. Исполнителю остается только следить за скоростью и передвижением сварочных головок (горелок).

Наиболее предпочтительными для сварки в защитных газах являются комплексы MIG/MAG.

Важную роль при использовании саморегулирующихся сварочных систем играют источники питания. Они должны обладать жесткой электрической характеристикой с пологим падением тока. Форма сварочной горелки может быть как прямой, так и изогнутой. В зависимости от метода можно применять водяное или воздушное охлаждение. Изогнутая форма сопла облегчит проведение сварочных работ в труднодоступных местах.

Особенности

Сварка своими руками с применением самодельного сварочника имеет ряд особенностей. О них мы и поговорим ниже.

В ходе работ дуга может гореть нестабильно. Чтобы это исправить нужно использовать трансформатор с большой степенью индуктивности. Но учтите, что в таком случае значение тока может уменьшится. Это, конечно, минус. Ведь зачастую такие сварочные аппараты работают с переменным током и по умолчанию имеют маленький диапазон регулировки тока, а вместе с тем и низкий коэффициент полезного действия.

А вот у аппаратов, работающих на постоянном токе, сам ток стабилизируется благодаря отдельному дросселю. В некоторых моделях может быть сразу два дросселя. Поэтому время восстановления дуги существенно сокращается, а значение сварочного тока увеличивается.

Вывод очевиден: нужно, чтобы сварочник работал на постоянном токе. Но учтите, что необходимо следить за индуктивностью дросселя. Если она будет слишком большой, то вы не сможете нормально зажечь дугу и электрод просто начнет прилипать к металлу. Можно ли добиться быстрого поджига дуги и стабильного сварочного тока? Конечно. Но для этого нужно сделать так, чтобы индуктивность дросселя была низкой, при этом частота тока была высокой.

Техника безопасности при сварке в защитных газах

Не забывайте, что защитные газы используются только для защиты металла от порчи, но не являются безопасными для самого сварщика. Существует ряд важных правил, которые следует выполнять при выполнении сварки в среде защитных газов:

1. Обязательное соблюдение требований электробезопасности, ношение защитной маски и перчаток.
2. Осторожное обращение с кислородом, так как он обладает повышенной склонностью к возгоранию. Хранение любых баллонов с газами должно происходить только в вертикальном положении. Их использование по истечению срока поверки, после сильного механического повреждения или падения с высоты запрещено.
3. Не допускается бесконтрольно использовать углекислоту в маленьких и слабо проветриваемых помещениях. Под каждый тип газа должен применяться определенный тип редуктора. Строго избегать перепутывания шлангов. Помимо этого, исключить любое воздействие на них тяжеловесных и горячих предметов, а также открытого огня и искр.
4. Недопустимо нахождение в рабочей зоне сварки посторонних людей и домашних животных, следует избегать на поверхностях масляных и жировых загрязнений.
5. Перед запуском необходимо убедиться в исправности пусковой системы, проверить на герметичность все шланги.
6. До завершения работы сварщик не сможет исправить недостатки оборудования.
7. В сырых местах и закрытых емкостях все работы производить в прорезиненной одежде, используя те же резиновые коврики.
8. Запрещается сваривать полностью или слабо закрепленные детали, а также размещать их на неустойчивые поверхности или работать в условиях плохой видимости.

Обобщенно можно сказать, что любые виды сварочных работ обладают повышенной степенью опасности, поэтому каждому работнику необходимо в первую очередь самому заботиться о защите органов дыхания, зрения и кожи. Даже непродолжительный процесс сварки в личном гараже нельзя производить без маски, термоустойчивых перчаток и респиратора. Только при наличии такой защиты будет уверенность, что выполнение качественной сварки не нанесет вреда вашему здоровью.

Разберем алгоритм сбора импульсной сварки

Преобразователь

Для начала, необходимо рассмотреть процесс сбора импульсного преобразователя. Его соответственно обозначают, как силовой элемент сварочного агрегата.

На схеме показана модель сбора преобразователя.

В технической литературе и справочниках можно найти информацию по составным частям, которые входят в комплектацию преобразователя.

Механизм управления

На данном рисунке можно увидеть отчетливую и понятную схему управления, а также элементы схемы, на которой видно процесс запуска электро-агрегата.

Адаптер

Описательное представление импульсного адаптера изображено на прилагаемой схеме.

«Мягкий запуск», расположен здесь же.

Недостатки полуавтоматической сварки

Главным минусом полуавтоматической сварки является разбрызгивание металла. Это особенно заметно при использовании углекислого газа в качестве защитного. При этом около 30 % сварочной проволоки не попадает в шов. При использовании смеси аргона с углекислым газом ситуация улучшается, но полностью проблема не решается. Брызги металла требуют зачистки и портят внешний вид изделия. Это особенно критично при работе с тонкими материалами или цветными металлами. Решить эту проблему призвана импульсная сварка.

Сварка металлов может выполняться несколькими способами: газовым пламенем, электрической дугой, электронным лучом, лазерным излучением, трением и даже ультразвуком.

Практика использования

Аппараты, собранные так, как говорится в инструкции, работают продолжительное время. Сварочные стыки получаются достаточно прочными.

Самодельный импульсный сварочник, подойдет только для использования в хозяйстве, а вот для профессиональной работы он непригоден. Затратная часть при сборке такого сварочника не отставит равнодушным ни одного хозяина.

Напряжение, которое необходимо для работы такого устройства должно быть в пределах 220 В. Но иногда могут быть сбои напряжения, особенно если работы выполняются в загородном доме.

Несмотря на это, дуга имеет стабильное и простое воспламенение. Наиболее подходящий тип электродов для самодельного сварочного устройства — это электроды, которые плавятся.

Такой тип сваривания достаточно прочный и имеет вполне устойчивое возгорание дуги.

Чтобы всё-таки собрать самодельный импульсный сварочный аппарат нужно выделить всего лишь немного свободного времени. И результат не останется неоправданным.

Это будет наиболее экономным вариантом, исходя из надобности выполнения сварочных работ. И это никак не влияет на качество выполненной работы.

Импульсная MIG/MAG сварка полуавтоматом: что это и как работает?

Технологии пластического присоединения металлических элементов постоянно развиваются. Появляются новые методы, способы термического соединения материалов. Импульсная сварка применяется для монтажа опорных конструкций, при прокладке трубопроводов, в промышленном и гражданском строительстве на всех этапах возведения сооружений. Полуавтоматы используются на производстве и в быту, на крупных предприятиях и в небольших мастерских.

Что такое MIG-сварка?

Это способ бесконтактного переноса присадочного металла в стык для получения однородного соединения. Сварочная проволока, разогреваемая электродугой, плавится, металл по каплям стекает в ванну расплава. Благодаря высокочастотной характеристике сварочного тока можно изменить тепловложение при минимальном разбрызгивании. Это главное отличие технологии от струйного и крупнокапельного переноса присадки, свойственной другим видам сварки.

При импульсном электропитании капля выталкивается в рабочую зону за счет частого изменения плотности дуги.

Технология импульсной сварки с точки зрения физики — это многоэтапный процесс. При подаче питания за счет разности потенциалов возникает и разгорается электродуга. Пруток начинает разогреваться, формируется небольшая капля. Когда она отделяется с кончика проволоки, то перемещается на поверхность свариваемой заготовки. После проходки диффузионный слой кристаллизуется. При перемещении полуавтомата происходит циклическое повторение операций. На месте стыка образуется равномерный шовный валик.

Преимущества полуавтоматов

Аппараты с подачей присадочной проволоки часто оснащаются полупроводниковыми преобразователями для получения импульсного электропитания. Функциональность таких источников питания намного выше, чем у генераторов и выпрямителей. Когда нужен идеальный сварочный шов, герметичное надежное соединение, лучше выбирать инверторы с функцией высокочастотного преобразования переменного тока.

Хотя стоимость полуавтоматов MIG/MAG выше, чем у других сварочников, разовые вложения быстро окупаются за счет снижения расходов на осуществление процесса получения неразъёмных соединений. Следует сказать несколько слов о достоинствах подобного оборудования.

• Экономия на расходниках. MIG-сварочники более универсальные, при использовании присадочного прутка определенного диаметра с помощью регулировки скорости вращения роликов формируют валики необходимой толщины. Для выполнения различных задач не нужно постоянно менять катушки. Пруток толщиной 1,1 мм способен заменить проволоку диаметром 0,9 мм и 1,3 мм. Другими словами, не придется тратить время на замену расходников. В результате ощутимо снижаются непроизводительные расходы, увеличивается производительность труда. Секвестрируется статья расходов на покупку, хранение и транспортировку вспомогательных материалов. Вместо двух-трех разных катушек сварщику достаточно одной.
• Малая область разбрызгивания, низкое дымообразование при сваривании цветных металлов. MIG-полуватоматы часто применяют для изготовления изделий из легированных и металлов и цветнины. Цветные металлы при нагреве выгорают. Когда временной интервал нагрева в процессе соединения заготовок сокращается, металл не успевает деформироваться, ограничивается дымление. По сравнению с традиционным оборудованием для сварки, импульсные модификации выгодно отличаются низким разбрызгиванием. За счет специфичной формы дуги обеспечивается смачивание при падении капли. Минимизируются потери металла, эффективнее расходуется присадка. Меньше прогорает спецодежда, не нужно ограждать рабочую область, снижается риск возгорания от случайных искр. Сварщику проще контролировать зону сварки. Еще один плюс – швы не нужно тщательно зачищать, на очистку поверхности не тратятся абразивы и стальные щетки.
• Контролируемое тепловложение. Это свойство актуально при работе с тонкими листовыми материалами, сортовым и фасонным прокатом. Для импульсной сварки характерен низкий разогрев. В зоне термического влияния полуфабрикаты не успевают деформироваться, снижается склонность готовых изделий к растрескиванию, меньше процент брака. Полуавтоматы – оптимальное оборудование для нержавеющей стали, никелевых, медных и алюминиевых сплавов, дюралей, которым свойственна высокая чувствительность к термическому воздействию.

Сравнение импульсной сварки с другими методами

В отличие от других технологий, MIG-сварке не характерны холодные наплывы. Метод намного эффективнее и экономичнее крупнокапельного или струйного. При переносе металла короткими замыканиями расплав сильно разбрызгивается. Хотя заготовки не успевают сильно прогреваться, швы получаются негерметичными, неравномерными.

При крупнокапельном переносе сложно контролировать толщину формируемого валика, расходники быстро заканчиваются. Часто приходится менять катушки. При сварке толстостенных полуфабрикатов большие капли удобнее, быстрее наполняют ванну расплава. Но при падении они способны вытягиваться и «залипать», сбивается горение дуги. Еще один минус – для расплавления присадки необходимо большое тепловложение. Хотя по скорости формирования шва крупнокапельный метод опережает импульсный. С экономической и эстетической точки зрения второй метод предпочтительнее.

Струйный перенос характеризуется жесткой вольт-амперной характеристикой. Несмотря на производительность наплавки, большую глубину проплавления, по числу доступных пространственных положений импульсная технология функциональнее. К тому же при струйном переносе из-за высокого тепловложения велика вероятность прожогов.

Подключение и настройка аппарата

При генерации импульса необходимо надежное заземляющее соединение. Для подключения лучше приобретать силовой кабель с двойной изоляцией. Оптимальная длина – до 15 метров. При меньшей повышается индуктивность. Запрещено наматывать отрезки провода вокруг токопроводящих элементов, при возрастании индукции импульсы сглаживаются.

Большое внимание уделяется настройке. От этого зависит качество конечного продукта. Важно убедиться в правильности присоединения всех элементов оборудования. Настраивая форму импульсной волны, добиваются эстетичности соединения.

1. Сила тока минимальна, но достаточна для поддержания дуги;
2. Сила тока увеличивается;
3. Сила тока максимальна, оксидная пленка разрушается, капля отрывается от электрода;
4. Сила тока падает. Сварочная ванна остывает.

Настройка формы волны

Существует всего четыре волновых формата:

• классическая синусоида формирует мягкую, широкую, умеренно шумную эдектродугу с неглубоким проваром большой площади;
• прямоугольная кривая обеспечивает стабильное горение, характеризуется глубоким проплавлением даже при быстрой проходке;
• скругленная прямоугольная позволяет контролировать размер ванных расплава, формирует гладкую, слегка пологую дугу, актуальна при работе с тонкостенными полуфабрикатами;
• треугольная – самая эффективная, уменьшает степень деформации сварочного шва за счет минимального нагрева при электротоковой пиковой нагрузке.

Настройка формы волны осуществляется по инструкции, приложенной к каждому полуавтомату. На некоторых моделях имеется возможность регулирования кривой. Можно индивидуально настраивать амперные характеристики, сходя из особенностей присадочного прутка и конкретных условий.

Источник питания на полупроводниках способен генерировать волну заданной геометрии. Также можно регулировать динамику изменения высоты и ширины волны. При таком подходе улучшается качество шовных валиков, удается получить однородные соединения без деформации зоны термического влияния. Также оптимизируется процесс каплеобразования, при убывании волны удается добиться оптимального смачивания при переносе металла.

Аппараты с функцией управления кривой на выходе укомплектовываются наборами предустановочных настроек. Сварщик имеет возможность управлять скоростью возрастания или убывания электроволны, продолжительностью пика, добиваясь нужной волновой геометрии.

Другие рекомендации

Сложности возникают при термическом соединении тонкостенного металлопроката постоянным током обратной полярности. В этом случае электрод подключается к плюсовой клемме, минус зацепляется на массу. Смена полюсов позволяет сместить область максимального прогрева на кончик проволоки, она быстрее плавится, усиливается каплеобразвоание. Соединяемые детали при этом прогреваются намногомедленнее.

Настройка импульсного режима в любом случае ограничена. Полностью зависит от возможностей сварочника. В современных инверторных моделях предусмотрена синергия – взаимозависимость основных параметров, их взаимного влияния друг на друга. Все параметры токовых характеристик подбираются автоматически при изменении ампеража или напряжения. Профессионалы предпочитают пользоваться ручными настройками. В процессе работы в зависимости от вида свариваемого металла, формата полуфабрикатов опытные сварщики регулируют:

• Частоту или динамическое изменение импульса, добиваются переноса оптимального количество капель расплава за единицу времени. Повышая частотность, увеличивают частоту каплеобразования, скорость сварки. Шовные валики получаются объемными.
• Высоту дуги. Меняя расстояние от кончика присадочной проволоки до ванны расплава, оптимизируют металлоперенос соответственно скоростному режиму. При высокочастотной импульсной технологии длина дуги увеличивается, при снижении частотности – сокращается.

Правильная настройка позволяет добиться качественного соединения деталей, исключить непровары и другие дефекты. Можно получить красивую форму шва.

Преимущества импульсного режима при сварке алюминия

Применение MIG-технологии уменьшает прогрев заготовок, значительно снижается риск коробления сварной конструкции. При определенных навыках можно сваривать тонкий прокат без прожогов, получать швы мелкой чещуйчатости. Готовые изделия будут иметь хороший товарный вид.

Технология с использованием импульсов позволяет избежать дефектов шовного валика. При замедлении скорости подачи проволочной присадки быстро разжигается электродуга. При стабильном горении скоростной режим можно нормализовать.

После кристаллизации ванны расплава не формируется конечный кратер. За счёт уменьшения значений рабочего тока удается сглаживать усадочные раковины, они заполняются жидким металлом до застывания, без усадки.

Главной проблемой при сварке алюминия остается высокая пористость соединения. От них уменьшается прочность швов на изгиб, кручение, велика вероятность разгерметизации при сварке круглых и профилированных труб. При импульсной подаче тока расплавленный металл постоянно перемешивается, пары газа удаляются, соединение становится однородным. Меняя частоту и амплитуду, можно контролировать глубину провара. Это особенно актуально при сварке тонких заготовок.

Выбор оборудования

Производители предлагают профессиональное и бытовое оборудование для импульсной MIG-сварки. Можно найти аппараты, работающие от однофазной сати 220 В и трехфазной напряжением 380 В, мощностью сварочного тока до 400 А.

У всех инверторов схожий принцип работы, они различаются по ВАХ, различают модификации с жесткой и мягкой вольт-амперной характеристикой.

Для новичков предпочтительнее инверторы с синергетическим управлением. Когда сварщик меняет скоростной показатель подачи присадки, блок управления автоматически корректирует форму волны и частоту рабочего электротока. Электроника избавляет от необходимости ручной настройки, подстраивается к скорости вылета присадки, сразу реагирует на изменение угла наклона сопла горелки. Когда нет опыта, такая модель позволяет добиться хороших результатов.

Некоторые модификации современных полуавтоматов для MIG-сварки работают в нескольких режимах:

• «Пульс» с классическими настройками волны;
• «Двойной пульс» с контролем металлопереноса, возможностью регулировки основных параметров второго импульса. Можно изменить частотный показатель аппарата, установить необходимое значение нижнего ампеража базового электротока.

Можно найти головки полуавтоматов с функцией быстрого переключения скоростей вылета проволоки. Расширяется диапазон применения аппарата. Важно убедиться в совместимости расходника с инверторной моделью.

Форсаж дуги, антизалипание и горячий старт имеются практически на всех инверторах. При работе на большом расстоянии от источника питания желательно контролировать рабочее напряжение. Определяется параметр между выходными разъемами. AC-Waveform – это функция выбора формы волны переменного электротока. Обычно производители ограничиваются максимум 2 волновыми формами, но для точного соединения небольших полуфабрикатов важно изменять форму выходной кривой.

При покупке сварочного оборудования для автосервисов по кузовному ремонту, небольших мастерских обязательно учитываются условия эксплуатации, динамика включения, интенсивность эксплуатации. Имеет значение толщина заготовки, химический состав обрабатываемого сплава.

Особенности

Остановимся на преимуществах самодельных импульсивных сварочных аппаратов.

Для стабилизации воспламенения сварочной дуги лучше всего прибегать к работе с трансформатором, что обладает значительной степенью индуктивности.

Но при этом может произойти снижение силы тока, так как в основном используется переменный ток, и КПД очень незначительный.

Невзирая на это, если аппараты работают на постоянном токе, особый дроссель способствует регулированию самого тока. Из-за этого и сокращается восстановительный процесс дуги.

Само собой понятно, то что применяется постоянный ток. Но не нужно забывать отслеживать индуктивность дросселя. Если она будет превышать нормативные значения, то электрод может просто прилипнуть к поверхности, что подлежит свариванию.

Если поддерживать индуктивность дросселя на низком уровне, а частоту тока наоборот, то все-таки можно достигнуть возгорания дуги без промедления.

Руководство по сварке в защитных газах

Главным отличием от других методов сварки является то, что нахождение дуги происходит в струе защитного газа, вытесняющего окружающую среду. За счет этого исключается взаимодействие расплавленного металла с кислородом и азотом.

1. Подготовка и соединение кромок

Несмотря на ряд достоинств метода, перед началом сварки в среде защитных газов необходимо выполнить подготовку соединяемых деталей.

Во избежание брака, следует последовательно выполнить ряд таких действий:

• произвести выравнивание поверхностей;
• зачистить и удалить следы коррозии;
• убрать заусенцы;
• прогреть заготовки.

Методы подготовки кромок под сварку (механические, газовые и т. д.) ничем не отличаются от других видов сварок. Конфигурация кромочных разделок и их геометрические параметры должны быть выполнены в соответствии с техническими требованиями изделия или по ГОСТ 14771-76.

При автоматической или полуавтоматической сварке в защитных газах плавящимся электродом при толщине металла не более 8 мм можно выполнить полностью проваренный шов, даже не используя разделку кромок и не делая зазор между ними. При разделке кромок и зазоре полный провар можно получить при толщине стенки металла до 11 мм. При автоматическом виде сварки производительность изготовления стыковых соединений можно значительно увеличить, используя разделку без скоса кромок.

Для сварки металлических заготовок толщиной до 40 мм необходимо оставить зазор в нижней части стыка между кромками до 10 мм. Чтобы удерживать постоянное значение зазора в зоне сварки, нарушаемое по причине поперечной усадки, в каждом проходе сварки необходимо применить шарнирное закрепление деталей с таким углом раскрытия кромок, который будет соответствовать толщине обрабатываемого металла.

Что такое холодная сварка?

Холодная сварка – процесс, при котором происходит соединение двух твердых тел без нагрева свариваемых деталей на стыке соединения. Отличительной особенностью холодной сварки металлов является отсутствие фазы расплавления.

На первый взгляд, холодная сварка может показаться волшебством. Многие люди не могут понять, как может производится процесс соединения без нагрева, электрического тока или специальных растворов. Если посмотреть видео – у многих возникает мысль: «Это что-то магическое». На самом деле никакой магии нет.

Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью которой разрушают на свариваемых поверхностях хрупкую пленку окислов. В настоящее время известно, что сила сцепления от контакта может быть значительно увеличена благодаря сильному сжатию деталей между собой, увеличению времени контакта, повышению температуры деталей, а также от комбинирования вышеперечисленных факторов.

Основная трудность подготовки поверхности деталей заключается в тщательном удалении с нее органических и окисных пленок. Органические пленки – это тонкие пленки масел, жирных кислот и парафинов, покрывающие свариваемые поверхности. Препятствуют сцеплению также пленки адсорбированных на поверхности газов.

При контакте с кислородом или другими реактивными веществами происходит образование поверхностных слоев, которые в значительной мере или полностью исключают вероятность возникновения эффекта холодной сварки. Ведь именно образующаяся из-за содержания кислорода в воздухе на поверхности металла оксидная пленка не дает соединиться свариваемым деталям в нормальных условиях. Кстати, даже при помещении в вакуум оксидная пленка не исчезает, то есть поверхность металла требует дополнительной очистки.

Интересные факты:

1. Золотые самородки в природе образуются благодаря методу холодной сварки, а происходит это потому, что у золота попросту нет оксидной пленки, как всем известно – золото не окисляется.
2. При возникновении механических проблем на первых моделях искусственных спутников Земли все списывалось именно на эффект холодной сварки. Однако позже было доказано, что причиной возникновения проблем стали простые недоработки в конструкции, а возникновение данного эффекта на орбите до сих пор не подтверждено (конечно же, кроме случаев, когда в определенных экспериментах он вызывался человеком преднамеренно).

При холодной сварке металлы соединяются благодаря совместному пластическому деформированию по поверхности их взаимного контакта. Образование цельнометаллического соединения происходит за счет возникновения металлических связей между соединяемыми металлами. Эти связи возникают между атомами при сближении поверхностей соединяемых материалов в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей. Сварное соединение образуется только путем деформации, без нагрева извне. Это обстоятельство позволяет сваривать термически разупрочняемые материалы без нарушения их физических свойств. Отсутствие нагрева исключает опасность образования хрупких интерметаллических прослоек в зоне контакта разнородных металлов (например, алюминия и меди). Холодную сварку можно выполнять во взрывоопасной среде, возможна герметизация объектов, нагрев которых недопустим (это широко используют в промышленности).

В реальных условиях нет идеально чистых и гладких металлических поверхностей. На них имеются неровности, выступы, окисные, адсорбированные пленки, органические пленки, которые препятствуют сближению поверхностей на расстояния действия межатомных сил. Поэтому получение сварного соединения возможно только при значительных пластических деформациях, приводящих к сминанию выступов, разрушению и раздроблению поверхностных слоев и их удалению из зоны сварного соединения вследствие пластического течения. В результате в контакт вступают по всей свариваемой поверхности чистые слои металла, между которыми образуется металлическая связь.

Исследования показали, что даже у самых гладких поверхностей металлических деталей есть шероховатости, и именно эти высокие точки прикасаются к противоположной детали. В процессе образования сварного шва фактически участвуют лишь несколько тысячных долей процента площади поверхности детали, но этих микроскопических участков вполне достаточно для создания мощных молекулярных соединений. Так что при соблюдении необходимых показателей гладкости свариваемых поверхностей деталей между точками соприкосновения создается мощнейшая связывающая сила.

Снижение прочности сварного соединения за счет уменьшения толщины металла в месте соединения до известной степени компенсируется повышением прочности деформированного металла, получающего наклеп. Например, предел прочности технически чистого алюминия в зоне максимальной деформации возрастает примерно в два раза.

Принцип действия

Что касается непосредственно конструкции изделий инверторно-импульсного типа, то отличие от обычных аппаратов выражается в наличии в их составе специального встроенного блока управления.

Характерной особенностью модификации сварочных аппаратов с импульсным режимом сварки является наличие в них встроенного преобразователя, работающего на высоких частотах.

Типовая схема такого устройства обеспечивает получение требуемой величины тока во вторичной обмотке путём его импульсного преобразования. Полученное на выходе напряжение ещё раз преобразуется затем в удобную для сварки форму (выпрямляется или приводится к требуемому виду).

Чисто конструктивно инвертор представляет собой понижающий трансформатор импульсного типа с рядом дополнительных функций, обеспечивающих работоспособность самого электронного преобразователя и схемы его управления.

Действующие значения переменного напряжения во вторичной цепи инверторных аппаратов могут понижаться до значений порядка 60-70 Вольт. Это гарантирует возможность подключения к ним токовой нагрузки величиной до 110-130 Ампер.

Встроенная в импульсный аппарат электроника позволяет управлять его работой и поддерживать требуемый характер сварки (аргонный режим или любой другой).

По своей сложности инверторные полуавтоматы превосходят все известные типы сварочных аппаратов, однако при этом с их помощью удаётся достичь более высокого качества соединений.

Также необходимо отметить, что самостоятельная работа с импульсным оборудованием вследствие его надёжности и высокого уровня автоматизации доступна даже начинающим сварщикам.