Виды сварочных аппаратов: по устройство и типу

Соединение металлических изделий посредством сварки применяется уже более 100 лет. За это время технология распространилась на все области человеческой деятельности – от домашних поделок до производства. Какие типы и виды сварочных аппаратов бывают, что они собой представляют, для чего предназначаются, какими параметрами характеризуются, а также как правильно подобрать устройство для дома, гаража или мастерской, рассказывается в этом обзоре.

Основные виды сварочных аппаратов по металлу

Устройство для соединения металлических заготовок под действием кратковременного расплавления мест их контакта называется сварочным аппаратом. Для воздействия на стыковочную зону используются самые разные инструменты, материалы, среды и токи. Поэтому параметры технологии различаются в больших пределах. Соответственно, и условия, и сфера применения также весьма широки.

По назначению, месту применения и мощности агрегаты делятся на 3 основных вида:

• Стандартные, с величиной силы тока порядка 50-70 А, но никогда не превышающей 150 ампер. Такими приборами предпочитают работать домашние умельцы в гараже, на участке или в мастерской.
• Специальные, или полупрофессиональные, с диапазоном мощности от 150 до 200 А. Устройства находят применение на строительных объектах, в малообъемном производстве.
• Производственные, с силой тока не менее 250 ампер. Предназначаются для объемных работ на заводах, крупных стройках.

В зависимости разновидности применяют их не только для соединения, но и для резки изделий различного профиля – листов, арматуры, проката и т. д. При этом обработке доступны практически все распространенные сплавы – сталь, нержавейка, чугун и цветные металлы.

Чтобы понять, как правильно применять технологию сварки, для начала следует узнать, какие бывают сварочные аппараты вообще.

Прежде всего, они различаются по следующему набору рабочих характеристик:

• Входному напряжению. Агрегат подключается либо к 1-фазной сети 220-230В, либо к 3-фазной (400В). Первые применяются в быту, вторые – на стройке и производстве.
• Предельный диаметр электрода. Величина подбирается, исходя из толщины заготовок. Например, для листовой стали в 2 мм подойдет стрежень поперечником 2 мм, для изделия толщиной 3 мм – 2,5 мм, для 4-5 мм – 3-4 мм и т. д.
• Напряжение на холостом ходу. Показатель определяет легкость розжига дуги и степень безопасности для сварщика. В быту используются модели номиналом 50-100В, так как большее значение опасно и требует специальной защиты.

• Диапазон допустимого сварочного тока. Характеристика определяет толщину обрабатываемой заготовки. Так, для детали толщиной 1-2 мм необходим ток силой 25-50 А, а для 2-3 мм уже 40-80 А. При этом чем толще изделие и выше сила тока, тем большего диаметра нужен и электрод.
• Мощность. Чем большее значение силы тока нужно, тем более мощным должен быть агрегат. Не последнее значение при этом имеет КПД установки.
• Степень влаго- и пылезащиты. В зависимости от того, в какой среде приходится работать, аппарату требуется соответствующая степень защиты от сырости и пыли. К примеру, если процесс сварки осуществляется под дождем, класс влагозащиты корпуса должен быть минимум IP 43.
• Период в активном состоянии. Показывает соотношение времени в рабочем состоянии к времени отдыха, необходимом для остывания. Чем больше величина, тем выше продуктивность сварки.
• Температурные ограничения. Каждый отдельный аппарат способен работать в определенном интервале температур окружающей среды.

• Особенности установки. В зависимости от сферы применения, размеров и оснащенности агрегаты могут устанавливаться на рабочем месте различными способами. Чаще всего они устанавливаются на ножки или специальную подставку. Бывают модели с колесиками.
• Возможность питания от электрогенератора. Иногда приходится варить в местах, где еще не проведены электросети. В таких случаях помогает возможность подключения сварочного аппарата к мобильному электрогенератору.
• Применимость к конкретным металлам. Далеко не все металлы можно варить одними и теми же типами агрегатов. Например, для алюминия требуется специальная разновидность с TIG-технологией.

На заметку! Сварочный агрегат с электронным управлением часто оснащается рядом полезных функций. Например, режим антизалипания со снижением силы тока, форсирования дуги с повышением тока и горячий старт с импульсом.

Виды сварочных аппаратов по типу источника питания

По характеристикам применяемого в процессе сварки тока сварочные аппараты разделяются на следующие виды:

• Трансформаторы

Наиболее распространенная, хотя и несколько устаревшая разновидность агрегата. В основе конструкции используется понижающий двухкатушечный трансформатор, благодаря которому на выходе напряжение становится ниже.

Подключается аппарат к 1- или 3-фазной сети. Так, если на первичную обмотку подается 220 или 380 вольт, то на выходе из вторичной образуется 30-80 В.

На моделях с возможностью регулировки силы тока есть функция изменения расстояния зазора между обмотками. В зависимости от назначения, ее величина может варьироваться от 50 до 1000 ампер.

Плюсы сварочных трансформаторов для ручной сварки:

1. возможность самостоятельного изготовления;
2. доступность по стоимости;
3. простота устройства;
4. надежность и долговечность;
5. высокая мощность;
6. простой уход.

Минусы сварочных трансформаторов проявляются в громоздкости и большом весе, что значительно усложняет его эксплуатацию. Кроме того, у агрегата низкий КПД, высокое энергопотребление и малый период активности.

При его работе также наблюдаются заметные перепады напряжения в домашней сети, что может негативно сказаться на работе техники. Применяется трансформатор для изделий из низколегированного стального сплава, когда к качеству шва не предъявляется особых требований.

• Инверторы

В основе работы сварочного инвертора применяется ток высокой частоты. На входе сетевой ток проходит через трансформатор и делается постоянным, где понижается напряжение, но возрастает ампераж. Далее он переходит в транзистор, в котором опять становится переменным током, но с более высокой частотой.

После этого он проходит через выпрямитель и стабилизатор и опять становится постоянным и очищенным от пульсаций. Благодаря такой трансформации сварка становится более стабильной, а агрегат мощным.

Сварочные инверторы подразделяются на 2 вида:

1. MOSFET. Просты в устройстве, защищены от перегрева, легко ремонтируются. Но при этом обладают большим весом и малым периодом включения.
2. IGBT. Более современный инвертор с меньшими размерами и весом и продолжительным периодом включения. Отличается более сложным и дорогостоящим ремонтом.

Инверторные агрегаты находят применение как в быту, так и на производстве. Хорошо подходят для работы под открытым небом.

Обратите внимание! Чтобы правильно подобрать необходимый тип сварки, следует учесть такие параметры – вид сплава или металла, толщину заготовки, диаметр электрода, требования к качеству шва.

Преимущества такого сварочного оборудования:

• мобильность, небольшой вес и габариты;
• высокий КПД;
• минимальное разбрызгивание материала;
• применимость как для черных, так и цветных металлов;
• оптимальное энергопотребление;
• широкий диапазон настроек;
• чистый и аккуратный шов.

Недостатки инвертора проявляются в высокой стоимости, чувствительности к пыли и сырости, сложности выполнения самостоятельного ремонта, повышенных требованиях к хранению. Помимо этого, постоянная работа на силе тока свыше 200 А уменьшает период эксплуатации в 1,5-2 раза.

• Выпрямители

По устройству и внешним характеристикам сварочный выпрямитель – аппарат такого же типа, как и трансформатор. Но при этом в устройстве есть важная отличительная деталь – диодный мост.

За счет него ток на выходе становится постоянным. При этом агрегат наделен более точным регулятором мощности, что позволяет добиваться более качественного шва.

Плюсы выпрямителя:

1. отсутствие рабочего шума;
2. стабильные характеристики дуги;
3. высокая производительность;
4. доступный уход;
5. применимость к черным металлам, цветмету и нержавейке.

Минусы выпрямителя проявляются в громоздкости и высоком потреблении электроэнергии. К тому же сохраняется чувствительность к колебаниям входного напряжения.

• Полуавтоматы

Отличительная особенность полуавтомата – сварка проволокой в среде инертного защитного газа. В рабочую область углекислота или аргон подается из баллона по шлангу и через горелку.

Есть вариант без баллонного газа, когда применяется порошковая проволока с флюсом. Под нагревом специальный состав испаряется и образует защитное облако.

Достоинства полуавтомата:

1. применимость к тонким заготовкам до 1 мм;
2. возможность сварки как черных, так и цветных металлов;
3. качественное и надежное соединение;
4. высокая эффективность.

Недостатки полуавтомата выражаются в необходимости устанавливать баллон и соблюдении специальных условий в связи с этим. Использование флюсовой проволоки делает сварку с применением таких сварочных аппаратов дорогим занятием. Более того, варить на улице в ветреную погоду не получится – газ будет сдувать, и место плавления окислится.

Важно! О безопасности сварочных работ следует обеспокоиться заранее. Рабочее место должно быть подготовлено и обеспечено вытяжкой, для защиты глаз и лица должна применяться маска, а для тела спецодежда.

Классификация по типу сварки

В зависимости от технологии создания сварочной дуги бывают следующие модификации сварки и соответствующие им типы сварочных аппаратов.

Аппараты для ручной дуговой сварки (ММА)

Наиболее часто используемая в быту разновидность сварки – это ММА, или ручная дуговая сварка. В качестве аппарата берется трансформатор, выпрямитель или инвертор.

Воздействие на материал заготовок и образование дуги выполняется с помощью электрода плавящегося типа с обмазкой. В процессе взаимодействия на стыке формируется шлак, посредством которого расплавленный металл защищается от окисления и обеспечивается качество стыка.

Плюсы дуговой сварки:

• доступность аппарата и расходников;
• небольшие габариты и масса;
• возможность применения в любом положении по отношению к заготовке.

Минусы ММА – это небольшая производительность, не применимость к тонкостенным изделиям. К тому же с ее помощью можно варить только черные металлы.

Аппараты для полуавтоматической сварки (MIG/MAG)

Аппараты для сварки нагретым инструментом по степени автоматизации бывают автоматическими и полуавтоматическими. В быту используют преимущественно второй вариант. В качестве расходника применяют проволоку-присадку, подаваемую из катушки на агрегате.

Процесс варки выполняется в среде поступающего из баллона газа – инертного MIG или активного MAG. Для метода без использования газа берут специальную флюсовую проволоку.

Достоинства MIG/MAG-сварки:

• надежная защита места контакта;
• быстрота процесса;
• возможность соединения заготовок толщиной от 0,6 до 20 мм.
• швы получаются качественными без дополнительной обработки;
• незначительный показатель разбрызгивания материала;
• элементы механизации в работе;
• применимость к любым металлам и сплавам.

Недостатки проявляются в дороговизне расходников, неприменимости для труднодоступных участков, необходимости подготовки мест контакта. Ввиду высокой стоимости газов и других комплектующих, в быту полуавтоматическая сварка применяется редко, чаще в профессиональной среде.

Аппараты для аргонодуговой сварки (TIG)

TIG-технология выполняется неплавящимся электродом из графита или вольфрама с прутком-присадкой в среде инертного газа. Мягкая стабильная дуга позволяет формировать тонкий аккуратный, но при этом очень прочный шов.

Аргонодуговую сварку применяют для любых сплавов и металлов, она подходит для изделий со стенками тоньше 1 мм. Недостатки – сложность техники и высокая стоимость аргона.

Совет! Для сварочных работ в быту достаточно аппарата с подключением к сети переменного тока 220 В. Для тонких деталей требуется не более 30 А, для толстых – уголка и швеллера – порядка 400 А.

Аппараты для точечной сварки

Метод точечной сварки основан на создании мощного электрического импульса в точке контакта деталей, расположенных внахлест. Преимущество технологии заключается в очень малом времени воздействия, благодаря чему заготовки не деформируются.

Минус метода состоит в том, что детали перед фиксацией требуется специально подготавливать. Кроме того, герметичность шва технология не обеспечивает.

Аппараты для газовой сварки

В основе используется генератор смешения ацетилена и кислорода или пропана. Техника сварки заключается в соединении места стыка заготовок посредством расплавленного пламенем горелки прутка из присадки.

Метод применим к заготовкам любой толщины, таким мощным сварочным оборудованием можно не только соединять, но и резать. Главный плюс – независимость от источника тока. Недостатки выражаются в высокой опасности и низкой продуктивности.

Коротко о главном

Сварочный аппарат предназначается для соединения металлических заготовок путем расплавления и последующего застывания места контакта. По сфере применения агрегаты разделяют на бытовые, специальные и производственные.

Работа устройства характеризуется рядом параметров – входным напряжением, допустимым диаметром электрода, силой тока, мощностью, классом защиты, температурными нормами и пр.

По характеристикам тока сварочные аппараты бывают 4 видов – трансформаторы, выпрямители, инверторы и полуавтоматы. По способу создания дуги сварка бывает – ручная дуговая, полуавтоматическая, аргонодуговая, точечная и газовая.