Як вибрати зварювальний апарат

Вибір зварювального апарату - справа непроста навіть для професіонала, але це цілком можливо при ретельному підході і відборі за певними критеріями.

Почнемо з того, що розглянемо основні види зварювальних апаратів, які представлені на сучасному ринку:

• зварювальний трансформатор;
• зварювальний випрямляч;
• інвертор;
• зварювальний напівавтомат;
• апарат плазмового різання;
• апарат точкового зварювання (споттер).

А тепер розповімо про кожен докладніше.

Зварювальні трансформатори

Зварювальний трансформатор - на даний момент найпоширеніший серед інших зварювальних апаратів завдяки своїй простоті, надійності і невибагливості в експлуатації.

Принцип роботи: складається з первинної і вторинної обмоток, остання є заниженою, тобто по суті трансформатор перетворює вхідну напругу 220 або 380 В в більш низьку (30-60 В).

Робочий метал: низьколегована сталь.

Залежно від внутрішнього устрою зварювальні трансформатори підрозділяють на види:

• з нормальним магнітним розсіюванням;
• з високим магнітним розсіюванням;
• тиристорні.

Перші два види припускають амплітудне регулювання сили струму за рахунок зміни індуктивної опори кола. Тиристорний трансформатор забезпечує фазове регулювання сили струму (за рахунок перетворення синусоїди струму) і має більш вигідні параметри у вигляді підвищення стабільності горіння дуги і якості шва. В його конструкції немає рухомих частин, а відповідно і вібрації, що робить його більш довговічним в експлуатації.

Залежно від того, де ви плануєте застосовувати зварювальний трансформатор, вибирайте тип підключення до живлення. Якщо це будуть побутові умови зі стандартною мережею 220 В, вибирайте однофазний зварювальний трансформатор. Трифазний зварювальний трансформатор підходить для промислового використання, або можна підібрати комбіновану модель.

Переваги даного зварювального обладнання проявляються в конструктивно простому механізмі і його надійності, невибагливості в роботі і догляді, а також в його відносно невисокій вартості.

Серед недоліків чимала вага і розмір, що найчастіше робить неможливим мобільність апарату, недостатньо якісний шов на виході (залежить, звичайно ж, і від «рук майстра», який його варить), можливі труднощі в непрофесійному використанні при утриманні оптимальної дуги.

Як правило такий апарат використовують для роботи з тими виробами, де не є суттєво важливою якість шва. Найчастіше використовується зварювальний трансформатор в побуті, там де необхідно полагодити паркан, зварити ворота і т.д.

Зварювальні випрямлячі

Зварювальний випрямляч - апарат, суть роботи якого полягає в тому, щоб перетворити змінний струм в постійний за допомогою випрямного блоку. Зварювальний випрямляч дає досить стабільну і безперервну дугу, а відповідно і більш професійне зварювання, міцний і рівний зварений шов.

Вибираючи зварювальний випрямляч, звертайте увагу на діапазон зварювальних струмів, можливість регулювання режимів (найчастіше ступінчаста), товщину застосовуваних при зварюванні електродів.

Робочий метал: низьколегована і нержавіюча сталь.

Серед плюсів зварювального випрямляча слід виділити стабільну електричну дугу, що дає можливість працювати з таким апаратом навіть новачкам, однак в основному використовується професіоналами, та й придбання даного агрегату для нечастого побутового використання нераціонально в силу його чималої вартості. При додатковій комплектації здатний зварювати чавун, кольорові метали.

Зварювальні інвертори

Інвертор - зварювальний апарат з автоматичним керуванням, суть роботи якого полягає в тому, щоб перетворювати змінний струм в постійний, а потім навпаки, при цьому збільшуючи частоту.

В кінцевому підсумку отримуємо постійний струм великої потужності. До речі, інвертор має найвищий показник потужності серед інших типів зварювального обладнання.

Як правило всі сучасні інвертори оснащені надійним захистом від стрибків напруги. Рівень захисту виражається у відсотках, оптимальним вважається 20-25% (використовується в дорогих промислових моделях). Для побутового використання досить 10-15%.

У інверторі існує безліч чутливих деталей, відповідно, пил для них головний ворог. Положення рятує вентиляція пристрою - для брудних виробництв використовують тунельну вентиляцію. Але апарати, які оснащені нею, досить дорогі.

Для побутового використання немає сенсу переплачувати за такий рівень суперзахисту. Буде достатнім регулярно знімати корпус, банально чистити м'яким пензликом і продувати інвертор.

Робочий метал: будь-які види чорних і кольорових металів.

Про інвертор можна сказати, що він практично універсальний. При багатьох перевагах таких, як електронне управління, мобільність, компактність, стабільна дуга, можливість настройки зварювального струму, простота в роботі, як правило, високий термозахист має недолік у вигляді високої вартості.

Також слід звернути увагу на температурний режим експлуатації апарату, адже його небажано використовувати при зовнішній температурі нижче - 10ºС (цей параметр краще дивитися в технічній документації моделі, що цікавить). А взагалі бажано пам'ятати, що в основному більшість пристроїв з електронної «начинкою» «не дружить» з температурами нижче 0 ºС.

Зварювальні напівавтомати

Зварювальний напівавтомат - апарат, який у своїй роботі використовує спеціальну середу інертного або активного газу і зварювальний дріт. Наприклад, для алюмінію використовується аргон, для заліза - вуглекислий газ. Пристрій працює від постійного або імпульсного струму.

Діаметр зварювального дроту варіюється від 0,6 до 2,0 мм. Бобіна з цим дротом, як правило, знаходиться усередині зварювального апарату. Дріт веде свій шлях через механізм подачі, зварювальний рукав і пальник.

Існують кілька типів дроту, призначених для зварювання в різних умовах:

• сталевий (призначений для зварювання чорних металів, з його використанням зменшуються викиди струму і напруги при роботі)
• нержавіючий;
• алюмінієвий.

Якщо збираєтеся, наприклад, варити алюміній, то потрібно використовувати відповідний зварений дріт і захисний газ аргон або аргонову суміш.

У разі роботи зварювального напівавтомата без режиму з застосуванням захисних газів, використовується так званий флюсовий (порошковий) дріт. Він виглядає як тонка трубка з флюсом усередині, яка при згорянні утворює газ. В даному випадку ви не використовуєте балон із захисним газом і на цьому плюси даного режиму закінчуються (коштує флюсовий дріт дорожче, ніж інші, та й зварений шов виходить гірше, ніж хотілося б).

Робочий метал: будь-які види чорних і кольорових металів (ідеальний для роботи з алюмінієм).

У плюси відразу ж занесемо отримання практично «ювелірного» міцного шва без окислення (тобто захищений від корозії) і високу продуктивність. Може зварювати досить тонкі метали.

Зварювальний напівавтомат не підходить для новачків, адже має чималі габарити і високу вартість. Недоцільний для побутового застосування і відповідно використовується в основному в промисловості, в автомобільних майстернях (дуже зручний для зварювання кузова автомобіля) і т.д.

Апарати плазмового різання

Апарат плазмової різки забезпечує перехід в полум'яний стан звичайного іонізованого атмосферного повітря, яке подається під надлишковим тиском в плазмотрон (пальник) установки.

Електрична дуга в цьому пристрої підрозділяється на факелоподібну допоміжну довжиною від 20 до 44 мм з силою струму від 20 до 60 А, і робочу, яка активізується після допоміжної. Саме робоча електрична дуга нагріває повітря.

Останній же в свою чергу в такому стані має здатність проводити електричний струм, тобто стає тією самою робочою плазмою, необхідною для процесу різання металу за допомогою місцевого високотемпературного нагріву.

Для вибору апарату плазменного різання необхідно ретельно проаналізувати його опції і можливості - одні стануть принципово важливими, а інші можуть просто не знадобитися.

Вибір повинен грунтуватися на визначенні матеріалу, з яким ви будете працювати і його товщини. Виходячи з цього підбирайте номінальну потужність апарату. Наприклад, плазморез потужністю до 90 А здатний розрізати метал товщиною до 30 мм (використовується найчастіше для авторемонтних робіт, для домашнього використання), а потужністю 90-170 А - до 50 мм завтовшки (для великої промисловості і т.д.).

Невірно рівнятися на максимальну глибину зрізу, що не приділивши увагу виду матеріалу. Наприклад, для мідних сплавів такий показник на 30% менше за глибиною, ніж у інших залізних сплавів.

Наступний критерій - відбір відповідно джерела живлення: однофазний або трифазний струм живленняя. Або ж вам може бути необхідний універсальний апарат, що працює з різними струмом і напругою.

Також важливими є швидкість різання (см/хв) і тривалість роботи плазморізу - час роботи без перегріву (принципові для промислового використання). Якщо, наприклад, вам необхідно робити довгі розрізи, вас не задовольнить апарат меншої потужності з відповідно коротким періодом роботи. При розгляді вищевказаних параметрів плазморізу враховуйте також температуру того середовища, де він буде використовуватися (вона істотно впливає на його роботу).

Розповімо про зовнішні параметри пристрою - електроди, сопло пальника. Дані витратні матеріали повинні бути доступні і недорогі, адже зношуються вони одночасно, і їх заміна повинна бути проведена так само в один час (важливо для якісного різання).

Розміри і вага плазмореза. Виходячи з цілей використання обладнання може служити стаціонарним постом (потужні великовагові агрегати) або бути переносним вагою до 40 кг.

Одним з переваг плазмового різання є швидкість процесу в порівнянні, наприклад, з газовим різанням. Також апарат плазмового різання в змозі обробляти більш широкі листи металу, на відміну від лазерного пристрою.

Робочі метали: вуглецева і нержавіюча сталь, алюміній, бронза та інші метали, які не піддаються кисневому різанню.

Апарати точкового зварювання (споттери)

Апарат точкового зварювання (споттер) призначений для контактного зварювання, тобто для класичного термомеханічного з'єднання деталей, але в окремих точках або площинах. Процес зварювання в даному випадку є розігрів і здавлювання двох заготовок в певній точці. Особливість розігріву - його короткочасність (десята або навіть сота секунди).

При виборі споттера слід звертати особливу увагу на кількість можливих точок зварювання за 1 хв роботи. У досить потужних пристроїв такий параметр може становити до 600 точок на хвилину.

Також має бути ясною мета покупки, адже споттери, які призначені для роботи з високоточної технікою, дозволяють робити з'єднання на точках розміром 0,02 мкм, інші - в зварювальних площах в 20 мм (робота з більшими виробами - машинами, літаками).

Режими зварювання: м'який і жорсткий. Перший варіант передбачає середній за силою тиск і невелику щільність струму (до 10-15 Н/мм2 і до 100 А на 1 мм 2 відповідно). Другий варіант використовує сильніший прес (до 80 Н/мм 2) і щільність струму до 300 А на 1 мм 2.

Робочий метал: листова або звичайна нержавіюча сталь.

Вибираємо параметри

Розібравшись з необхідним видом зварювального апарату, перейдемо до вибору конкретної моделі.

Тип металу. Залежно від типу металу з яким необхідно буде працювати, вибирайте тип зварювання, а відповідно і вид зварювального апарату (табл. 1).

Це може бути зварювальний трансформатор з методом зварювання MMAAC, або ж універсальний апарат MIG/MAG, який працює у всіх режимах.

Гнатися за великим діаметром електрода не варто, адже правило «чим більше - тим краще» тут не діє.

Якість зварювання безпосередньо залежить і від типу металу і від його ширини. Якраз цей параметр і обумовлює розмір електрода і необхідний зварювальний струм (не забувайте про те, що він також залежить від типу металу).

Звичайно, вносять свою лепту і такі умови, як положення при зварюванні, вид з'єднання, вид крайок матеріалу (такі моменти краще уточнити в технічній документації обраної моделі), але все ж існує зразкове співвідношення (див. табл. 2).

Необхідно переконатись, що обрана вами модель може працювати з електродами потрібного діаметру.

Цілі зварювання. Цільове застосування характеризує необхідний час роботи апарату:

• побутовий пристрій забезпечує його безперервну роботу на протязі 15-30 хв з необхідністю подальшого перерви (до 1 год);
• професійний інструмент має забезпечити 8-годинний робочий цикл;
• промислові (industrial) апарати можуть експлуатуватися і в три зміни з технологічними перервами.

Слід також звернути увагу на такий параметр, як тривалість включення (ТВ) - він визначає кількість часу безперервної роботи апарату (без шкоди техніці) у відношенні до загальної кількості часу його експлуатації. Тобто чим вище відсоток ТВ, тим надійніше і ефективніше зварювальний апарат.

Для більш тривалого часу роботи можна вибрати модель з найбільш оптимальними для вас характеристиками і мідною обмоткою, яка нагрівається слабкіше, ніж алюмінієва. Але таке поліпшення знову ж змінить вартість пристрою.

Струм зварювання:

• змінний (тільки для дугового зварювання чорних металів);
• постійний (для нержавіючої сталі, кольорових металів і деяких специфічних видів робіт). В даному випадку важливе поняття «полярності», тому звертайте увагу на правильність підключення (як у батарейок - де «+», а де «-»);
• змінно-постійний (апарат універсальний і його вартість відповідна).

Резюмуємо вибір кількості фаз для зварювального апарату (вхідна напруга):

• 1 фаза (220 В) (побутові розетки);
• 3 фази (380 В) (виробничі приміщення, несумісні з побутовими розетками);
• 1 фаза (220 В)/3 фази (380 В) (універсальні апарати)

Споживана потужність. Чим вище споживана потужність, тим краще зварювальний апарат підходить для роботи з товстими металами. Потужність на виході, звичайно ж, менше вхідної та залежить від рівня ККД зварювального апарату. У зварювальних трансформаторів ККД може бути 60%, а у інверторів - все 80%.

Слід пам'ятати, що чим більше потужність апарату, який вас цікавить, тим більше навантаження на проводку. Тут вкрай важливим є надійне підключення, може бути, навіть безпосередньо до щитка.

Напруга холостого ходу. Чим вона вище, тим легше запалюється дуга і тим вона стабільніше. У трансформаторів, наприклад, вона становить 45-55 В, у інверторів - до 90В, а для напівавтомата не потрібно вище 40В.

Максимальний і мінімальний струм зварювання - це той максимальний і мінімальний струм, який видає апарат через електроди при роботі. Високий максимальний струм важливий при масштабних роботах, при роботі з товстими металами, але при варінні тонких деталей він швидше нашкодить, ніж буде корисний. 

Ступені захисту

Шкоду зварювальному апарату можуть завдати такі основні фактори, як температура, пил, волога і механічні дії, тому зверніть увагу на захист моделі, яка вас цікавить.

В даному випадку на допомогу приходить International Protection - система класифікації ступеня захисту електрообладнання від проникнення всередину твердих частинок і води (відповідає міжнародним стандартам IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96).

IP 21 - найбільш поширений клас захисту. Перша цифра («2») означає захист від предметів більше 12,5 мм (тобто ваші пальці не потраплять у виріб), друга цифра («1») - це захист від крапель води, які падають вертикально, при строго горизонтальному положенні пристрою (тобто це мінімальний захист від випадкового потрапляння невеликої кількості вологи)

IP 23 - підвищений клас захисту і від попереднього відрізняється тим, що цифра «3» означає захист від бризок, падаючих під кутом до 60 ° до вертикалі. У самій класифікації йдеться про те, що це захист від дощу. Дане твердження можна почути і від деяких продавців зварювальних апаратів. А ось тут будьте дуже уважні і пам'ятайте, що будь-якому класі захисту КАТЕГОРИЧНО ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ використовувати зварювальний апарат під час дощу!

Клас захисту від нагріву підрозділяється на наступні категорії:

• B - межа стійкості на рівні 130 ° C;
• F - межа стійкості на рівні 155 ° C;
• H - межа стійкості на рівні 180 ° C.

Однак більшість сучасних зварювальних апаратів оснащені електронним захистом від перегріву, який відключає апарат задовго до досягнення ним межі стійкості.

Наостанок

Вибравши зварювальний апарат, не забувайте про індивідуальні засоби захисту такі як зварювальна маска або щиток, спецодяг та рукавички з відповідних тканин та прогумованих матеріалів, грубе взуття для запобігання ушкоджень від іскор і крапель металу, гумовий килимок для роботи з обладнанням. Обов'язково подбайте про заземлення.

Уважно стежте за тим, щоб в роботі використовувалося тільки справне устаткування, заздалегідь подбайте про необхідні комплектуючі.

Пам'ятайте просте правило: правильно організоване робоче місце + вправні руки майстра + знання своєї справи = відмінний результат.

Тому бажаємо успіхів та «не ловіть зайців»!

Автор: Андрій Подуст, журналіст