Zváracie stroje – typy a popis

Obsah článku

• Zváracie transformátory
• Usmerňovač zvárania
• Zváracie generátory
• Zvárací invertor
• Poloautomatické zváranie
• Zvárací stroj pre domácich majstrov
• Ako si vybrať zvárací stroj

V tomto článku: typy zváračiek, ich princíp činnosti, charakteristiky, GOST; náklady na zváracie stroje; ako vyrobiť zvárací stroj vlastnými rukami; kritériá výberu zváracieho stroja.

Zo všetkých stavebných zariadení zaujíma zvárací stroj špeciálne miesto, aj keď len preto, že by ho nemohlo zvládnuť ani jedno miesto stavby – jednoducho neexistuje iný spôsob spoľahlivého spojenia kovových štruktúr a potrubí. Čo by mohlo nahradiť zváraný spoj? Upevňovanie pomocou kotiev, skrutiek alebo nitov, spájanie rúrok so svorkami – všetky tieto a podobné metódy poskytujú buď dočasné riešenie problému, alebo nie sú použiteľné z mnohých dôvodov. Zváracie stroje sú rôzneho prevedenia a typu – transformátory, usmerňovače, invertory, generátory, poloautomatické zariadenia – tento článok vám pomôže porozumieť tejto rozmanitosti..

Zváracie transformátory

Jeho úlohou je znížiť napätie z elektrickej siete na požadovanú úroveň (pod 141 V) a upraviť zvárací prúd na požadované hodnoty..

Konštrukcia akéhokoľvek transformátora musí zodpovedať norme GOST 95-77, obsahuje oceľový magnetický obvod (jadro) a dve vinutia izolovane – primárne (pripojené k sieti) a sekundárne (spojené s držiakom elektród a zváracím predmetom). V transformátoroch populárnej série TDM je primárne vinutie pevne spojené s jadrom, cievky sekundárneho vinutia sú odstránené z primárnych cievok (dve pre každé vinutie) v určitej vzdialenosti. Zapálenie oblúka vyžaduje napätie na sekundárnom vinutí v rozsahu 55 – 60 V, pre väčšinu elektród používaných pri ručnom zváraní stačí 50 V.

Otáčaním skrutky pomocou rukoväte sa sekundárne cievkové cievky pripojené k jadru pohybujú vertikálne – zvárací prúd sa nastavuje na požadované parametre. Keď sa vinutie priblíži (rukoväť sa otočí v smere hodinových ručičiek), indukčný odpor a magnetický tok unikania sa znížia, zvárací prúd sa zvýši a jeho pokles sa dosiahne reverznou rotáciou. Rozsah nastavenia zváracieho prúdu: s paralelným zapojením cievok v oboch vinutiach – 65-460 A, so sériovým napätím – 40-180 A. Rukoväť na kryte transformátora slúži na prepínanie prúdových rozsahov..

Čo sa stane vo zváracom transformátore, keď je pripojený na sieť striedavého prúdu? Vstup striedavého prúdu do primárneho vinutia spôsobuje magnetizáciu jadra. Po prechode sekundárnym vinutím magnetický tok jadra v ňom spôsobuje striedavý prúd s nižším napätím, ako je napätie dodávané do primárneho vinutia. Pri viacnásobnom zapnutí sekundárneho vinutia bude napätie vyššie a menšie – napätie nižšie.

Hodnota zváracieho prúdu sa reguluje pomocou regulovaného indukčného odporu, ktorý mení tok magnetického zvodu. Existujú dva spôsoby, ako zmeniť zvárací prúd: pohyblivé cievky (ako v transformátoroch TDM), magnetické skraty alebo regulácia otáčok (krok); pridanie reaktívnej cievky do konštrukcie transformátora. Výber spôsobu regulácie závisí od magnetického rozptylu v danom transformátore: so zvýšeným rozptylom sa používa prvá metóda regulácie; normálne – druhý.

Účinnosť zváracích transformátorov je nízka – zriedka presahuje 80% bariéru, ich hmotnosť je pôsobivá. Pri vykonávaní zváracích prác s týmto zariadením je ťažké dosiahnuť vysokú kvalitu spoja, pokiaľ sa nepoužívajú špeciálne stabilizačné elektródy, ktoré môžu zlepšiť zvarový spoj. Nevýhody zváracích transformátorov sú však vyvážené nízkou cenou (od 6 000 rubľov) a ich nenáročnosťou..

Usmerňovač zvárania

Toto zariadenie vyžaduje pripojenie jednosmerného prúdu. Konštrukcia usmerňovača zahŕňa ventilový blok, transformátor a tlmivku (v niektorých modeloch) – výkon podľa GOST 13821-77. Najrozšírenejšie sú viacfázové usmerňovače – ich rozmery sú omnoho menšie ako rozmery transformátorov, takže sa ľahšie používajú pri zváraní. Ventily v prevedení usmerňovača môžu byť kremík alebo selén – prvý typ je menší, ale vyžaduje ďalšie chladenie. Účinnosť selénových ventilov je nižšia, ale sú odolnejšie voči preťaženiu ako kremík.

Nastavenie zváracieho prúdu v usmerňovači sa uskutočňuje tromi spôsobmi: zväčšenie / zmenšenie vzdialenosti medzi vinutiami; pomocou nasýtenia plynu; transformátorové vinutia rozdelené na sekcie. Okruhy, podľa ktorých sú zváracie usmerňovače zostavené, sú trojfázový mostík a jednofázový mostík s plnou vlnovou rektifikáciou. Zostavovanie podľa prvej schémy je častejšie, pretože na ňom zabudovaný usmerňovač obsahuje menší počet ventilov v štruktúre – zatiaľ čo zváračský oblúk horí rovnomernejšie.

Usmerňovač zvárania je extrémne nestabilný prehrievanie – je potrebné neustále monitorovať zdravie ventilátorov, inak bude zvárací stroj vyhorieť. Náklady na zvárací usmerňovač – od 12 000 rubľov.

Zváracie generátory

Pozostáva z dvoch hlavných prvkov – generátora jednosmerného prúdu a asynchrónneho motora inštalovaného v jednom kryte (kotva generátora a rotor motora sú namontované na spoločnom hriadeli). Technické požiadavky na konštrukciu zváračských generátorov sú uvedené v GOST 304-82.

Zváracie generátory sa vyrábajú podľa niekoľkých schém, z ktorých dve sú najobľúbenejšie. Prvé – budiace vinutie je nezávislé, demagnetizácia nastáva prostredníctvom sériového vinutia. Napájanie takéhoto generátora sa uskutočňuje usmerňovačom so selénovými ventilmi zo siete so striedavým prúdom – vytvára sa magnetický tok, ktorý indukuje napätie na kefách generátora, čo spôsobuje excitáciu oblúka. Zmenou (prepnutím) počtu zákrutov na sériovom vinutí zvárač nastavuje zvárací prúd na požadované charakteristiky.

Druhá najobľúbenejšia schéma generátora zvárania – budiace vinutie je paralelné, demagnetizačné vinutie je sériové. Magnetické póly týchto generátorov vyžadujú feromagnetickú oceľ – musia mať zvyškový magnetizmus. Ako zdroj energie sa používa benzínový (dieselový) motor.

Z hľadiska ich charakteristík nie sú zváracie generátory ani zďaleka ideálne – sú drahé (priemerná cena – od 50 000 rubľov), majú zložitý dizajn, ich účinnosť je nízka (0,7), vysoká spotreba energie (5 kW / h na kg roztaveného kovu). Avšak v teréne sa bez nich nemôžete obísť – iba benzínové (dieselové) zváracie generátory zaistia zapálenie a stabilitu oblúka v prípade neexistencie elektrickej siete.

Zvárací invertor

Táto zváracia jednotka je postavená na tranzistorových elektrických obvodoch. GOST pre zariadenie a prevádzkové parametre zváracích invertorov v Rusku nebola vyvinutá – každý výrobca si vytvára svoje vlastné technické špecifikácie (technické podmienky). Princíp jeho činnosti je nasledujúci: striedavý prúd zo siete vstupuje do usmerňovača (prevádzajúci na jednosmerný prúd), potom do výkonového modulu, kde sa jednosmerný prúd opäť strieda, ale s vyššou frekvenciou. Ďalším stupňom je vysokofrekvenčný transformátor, odkiaľ usmernené napätie smeruje do zváracieho oblúka..

Konštrukcia zváracieho invertora sa líši od zariadenia zváracích transformátorov a usmerňovačov – nemá výkonový transformátor. Jeho práca je založená na inverzii napätia (fázový posun) – zosilnenie prúdu sa vykonáva v kaskáde a je riadené mikroprocesorom. Výsledný zvárací prúd má takmer ideálnu hodnotu, čo má kvalitatívny vplyv na zváračské práce. Elektrické bloky výkonových obvodov zváracích invertorov sú postavené na MOSFEToch (MOS – kov / oxid / polovodič) alebo IGBT (bipolárny tranzistor, izolovaný hradlom)..

Výhody zváracieho invertora: nízka hmotnosť (nie viac ako 10 kg) a rozmery; vysoká účinnosť – 85 – 90%; mikroprocesor monitoruje najmenšie zmeny napätia a prúdu (prilepenie elektródy počas procesu zvárania je úplne vylúčené); „Jemné“ nastavenie zváracieho prúdu v širokom rozsahu.

Nevýhody: vysoká citlivosť na prach, na preťaženie zváraním (napríklad na pokusy o rezanie kovu s pôsobivou hrúbkou), vysoké náklady – od 9 000 rubľov.

Poloautomatické zváranie

Vykonané podľa podmienok GOST 18130-79. Pozostáva zo zdroja energie (zvyčajne zváracieho invertora alebo usmerňovača), riadiacej jednotky, mechanizmu posuvu a samotného zváracieho drôtu (d od 0,6 do 2,0 mm), valca s aktívnym plynom (oxid uhličitý – MAG-zváranie alebo argón – MIG- zváranie). Na prácu na tomto zváracom stroji sa držiak elektród (ako samotné elektródy) nepoužíva – pracovným nástrojom je horák, cez ktorý sa drôt privádza. Mimochodom, okolo drôtu na zváranie poloautomatických prístrojov – používajú sa nerezové, oceľové, tavivové a hliníkové drôty (je lepšie, ak sú vyčerpané). Drôt s taveným jadrom je tiež vyrobený z ocele, ale môže byť s ním zváraný bez vytvorenia prostredia ochranného plynu.

Prívod ochranného plynu do zvaru umožňuje premiestnenie kyslíka, čo mu bráni v oxidácii zvaru, čím sa výrazne zlepšia zváracie vlastnosti..

Výhody poloautomatického zváracieho stroja: dosiahnutie silného zvaru až do dĺžky niekoľkých metrov, ľahké a bezpečné zváranie tenkých kovov (všetkých druhov ocele a hliníkových zliatin). Riadiaca jednotka umožňuje uložiť prednastavené režimy zvárania s ich následnou aktiváciou.

Nevýhody: potreba objemných plynových fliaš, vysoká spotreba drahých inertných plynov (v priemere bude MIG zváranie vyžadovať prietok argónu 9 l / min).

Priemerné náklady na poloautomatické zváracie stroje sú 11 000 rubľov. (220 V) a 20 000 rubľov. (380 V).

Zvárací stroj pre domácich majstrov

Dizajn väčšiny domácich zváracích strojov vyžaduje na ich vytvorenie určité zručnosti a špecifické materiály. Medzitým môže byť najjednoduchšie zariadenie pre zváranie v každodennom živote usporiadané bez znalosti elektrotechniky – stačí len obyčajné autobatérie (aj použité)..

Takže štyri 12-voltové batérie alebo dve 24-voltové batérie sú sériovo spojené elektrickými káblami s krokosvorkovými svorkami, kábel s držiakom zváracích elektród je pripojený k „-“ extrémnej batérie, „+“ druhej extrémnej batérie je pripojená cez kábel a svorka k obrobku … To je všetko – jednoduché a efektívne! Takýto zvárací stroj pre domácich majstrov má niekoľko výhod: plynulý zvarový šev (nedochádza k žiadnym prepätiam), nezávislosť od elektrickej siete počas procesu zvárania. Napokon, po dokončení zváračských prác, môžu byť batérie použité na určený účel – pre elektródu 3 mm je potrebný prúd 90 – 120 A, t.j. nevyžaduje si ani 60% menovitého zaťaženia batérie.

Na trvalé používanie zváracieho stroja z batérií potrebujete nabíjačku 54 V (ak sú štyri batérie) a nabíjací prúd 5 A (ak je kapacita batérie 55 Ah). !) – jeho úroveň sa zníži v dôsledku vyparovania. Pri používaní bezúdržbových batérií nie je potrebná žiadna akcia.

Ako si vybrať zvárací stroj

Najprv sa nespoliehajte na pôsobivú hmotnosť navrhovaného zariadenia. Moderné zváracie stroje majú v porovnaní s „ťažkými“ transformátormi dvoj až trikrát menšiu hmotnosť. Kilogramy, ktoré tvoria hmotnosť zváracieho stroja, sú obzvlášť zreteľné pri častom pohybe z jedného pracovného predmetu na druhý – ak sa má takýto pohyb vykonávať, mali by ste zvoliť najľahšie zváracie zariadenie..

Z ktorej siete bude zariadenie napájané? Vo výrobe je to najčastejšie 380 V, v každodennom živote – 220 V. Okamžite treba poznamenať, že ak je napätie v sieti vysoké, je lepšie zvoliť zvárací invertor, pretože akýkoľvek iný zvárací stroj jednoducho vyhorí.

Aký kov bude zváraný? Pre neželezné kovy alebo liatiny je potrebný zvárací usmerňovač alebo generátor, pretože Vyžaduje si to konštantný prúd. Na zváranie tenkých kovov karosérie je vhodnejšie poloautomatické zariadenie. Zváranie železných kovov je prijateľné jednoduchým zváracím transformátorom.

Pri výbere konkrétneho modelu venujte pozornosť tomu, ako dlho môže toto zariadenie fungovať bez nebezpečenstva prehriatia – v pase sa tieto údaje uvedú pod skratkou „PV“ (trvanie zaradenia) alebo „PVR“ (trvanie prevádzky). V Rusku a SNŠ je norma 5 minút, v Európe 10 minút. Tie. hodnota pasu „PV“ 20% pre domáce zváracie zariadenie znamená, že s ním môžete pracovať 5 x 20% = 1 minúta, po ktorej zariadenie potrebuje štvorminútovú prestávku; pre dovážaný tovar rovnakých 20% znamená 10 x 20% = 2 minúty práce a 8 minút „odpočinku“. Čím je zvárací prúd nižší, tým vyššia je hodnota „PV“ (menej prehrievania stroja) a naopak. Optimálna hodnota bude „PV“ 15 – 20% (v každodennom živote), 60% (vo výrobe)..

Výstupné parametre zváračky – čím vyššie je napätie a výstupný prúd, tým hrubší je kov, s ktorým môže pracovať. Na druhej strane, pri vysokých parametroch sa vinutia zariadenia zahrievajú rýchlejšie, t.j. vstavaný termostat ho vypne rýchlejšie, takže bude menej skutočných pracovných cyklov a viac prestojov. Bude správne zastaviť tu na zariadení s výstupnými parametrami presahujúcimi požadované 30%.