Конструкции, виды и особенности сварочного оборудования

Сварка – это скрепление деталей при помощи заливки соединяемых элементов расплавленным материалом. Существует оборудование, которое нагревает металлы до состояния текучести, при котором они скрепляются. Речь о сварочных устройствах. Конструкции таких аппаратов имеет отличительные особенности, и в этой статье мы вас познакомим с ними.

Что нужно для процесса сварки?

Чтобы соединить металлы в одно целое, люди догадались нагреть их до очень высокой температуры, достигнув тем самым текучести материала. Накаливание становится возможным из-за прохождения через проводник-электрод тока. Но переменное напряжение непостоянно, поэтому шов может быть некачественный и неровный.

Регулирование дуги происходит через изменение величины силы тока. Поэтому постоянный ток был бы идеальным вариантом для получения равномерного и качественного шва. Его можно получать от аккумуляторов, химических батарей или генераторов. Но сварочные аппараты подключены в сеть именно переменного тока, и для понижения напряжения в их конструкции предусмотрены трансформаторы, которые могут регулировать его величину.

Через трансформатор сварочного аппарата проходит переменный ток от электросети, который на выходе становится постоянным. Этого хватает для создания электрической дуги. После этого становится возможным процесс сварки.

Конструкция устройств сварки

Сварочные трансформаторы выполнены из листов стали и магнитопроводов с медными или алюминиевыми обмотками с термостойкой изоляцией. Эти устройства являются источниками питания переменного тока. При их работе применяются электроды из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Они простые в эксплуатации, недорогие, с высокой надежностью. Но для длительности работы их делают способными отводить выделяемое тепло через воздухообменник, поэтому они громоздкие и тяжелые, что является недостатком при перемещении.

Сварочные выпрямители, кроме трансформатора, имеют еще блок полупроводников, создающих одностороннее направление тока. С их помощью можно проводить соединение металлов высокого качества, но их мощность невелика. Присутствует и значительная чувствительность относительно перепадов напряжения в электросети.

У инверторов есть блок питания, который совмещен с генератором. Они работают с использованием тока высокой частоты, что дает возможность получать качественный шов. Эти устройства отличаются малым весом и компактностью. Источник питания - не единственный элемент конструкции сварочного аппарата. Они только обеспечивают питание дуги током и поддержание ее устойчивого разряда.

Операция сварки может быть автоматизированной или механической, поэтому в состав конструкции могут входить также:

• Механизмы перемещения и подачи электрода.
• Токоподводящие устройства.
• Кассеты.
• Флюсоаппараты.
• Шланги, пульты.
• Блоки управления.

Для плазменной сварки дополнительно необходимо иметь: диффузоры, сопла, направляющие и защитные колпаки.

Особенности сварочного оборудования

Комплексные устройства, состоящие из источников питания, системы управления и вспомогательных элементов, называются сварочным оборудованием. В зависимости от элементов, входящих в конструкцию, их подразделяют на виды:

• Трансформаторы, преобразующие переменный ток высокого напряжения в переменный низкого. Используются для создания электрической дуги сваривания. Они имеют такие характеристики как фазовая регулировка (тиристорные), обычное и увеличенное магнитное рассеивание, от которых зависит работа и настройки каждой модификации сварочного аппарата с трансформатором.
• Выпрямители, имеющие блок полупроводников-диодов. Снижают и преобразуют поступающий из сети переменный ток, что позволяет получать высококачественные швы с равномерной глубиной. При работе с таким аппаратом уменьшается разбрызгивание. Шов получается однородным и стойким, нет потребности в дополнительной очистке от капель расплава. Выпрямители могут работать со всеми видами электродов, сваривать любые сплавы и металлы.
• Инверторы, содержащие в конструкции сетевой выпрямитель, который сглаживает переменный ток. Полученный на выходе постоянный ток поступает в инвертор. Высокочастотный трансформаторный блок и силовой выпрямитель в итоге выдает постоянный ток высокой мощности и стабильности. Наличие всех этих элементов в конструкции аппарата дает возможность очень точной настройки, что позволяет выполнять разные задачи любыми электродами с почти идеальной точностью.
• Полуавтоматы – для работы в газовой среде. Вещество, использующееся в месте сваривания, может быть инертным (гелий, аргон) или активным (азот, кислород, углекислый газ), - все зависит от соединяемых металлов. В то же время электроды подаются к месту манипуляций автоматически. Настройка и регулировка параметров сварки может быть автоматическая или ручная. Такой метод дает возможность получать ровный и качественный шов, экономя время на замену электрода. Применяется при больших объемах работ в промышленности.
• Сварочные аппараты TIG - работают в инертном защитном газе и используют графитовые или вольфрамовые неплавящиеся электроды. Из-за отсутствия капель расплава требуется использовать дополнительные присадки, которые могут изменять свойства самого шва. Указанный аппарат может соединять металлы как с помощью переменного, так и постоянного тока.
• Точечная сварка работает по принципу давления на место сваривания, когда оно зажимается между двумя медными электродами внахлест, а проходящая через них электрическая дуга создает локальный расплав металла. После этого клещи еще больше сжимают место соединения, и состав кристаллизуется. Этот способ применяется для сварки листов металла.
• Аппараты плазменной резки действуют по принципу создания ионизированного газового потока с помощью электродуги. Такая плазменная струя разрезает металл почти мгновенно. Устройства могут применяться как в индустрии, так и в быту.
• Сварочное оборудование, применяемое только в промышленности:
  • Сварочные тракторы.
  • Самоходные и подвесные сварочные автоматы.
  • Специализированные устройства.

Сварочные аппараты используются в разных сферах деятельности человека. Различаются в зависимости от желательного качества шва, скорости обработки и объемов работ. Промышленные агрегаты представляют собой сложные устройства, функционирующие с помощью современных электронных средств управления. В личное пользование многие потребители покупают мобильные сварочные аппараты, позволяющие быстро регулировать параметры соединения, работать в условиях небольшого пространства. Конструкции сварочных устройств и их характеристики позволяют учитывать все важные условия для успешного выполнения поставленных задач.