Какой сварочный источник имеет наибольший кпд: Вопрос: Какой сварочный источник имеет наибольший КПД? : Смотреть ответ

Содержание

Виды сварочных аппаратов: для ручной сварки, какие бывают типы, без электродов, оборудование и характеристика,какой источник имеет наибольший кпд?

Сварочным аппаратом принято называть устройство для соединения металлических деталей путем нагрева до высокой температуры.

Температуру дополняют контактом свариваемых элементов до плотности, при которой начинают действовать силы межатомного сцепления.

Классификация методов сварки

Виды сварочных аппаратов, а также разновидности способов сварки составляют немалый перечень:

  1. Электрическая.
  2. Газовая.
  3. Лазерная.
  4. Механическая.
  5. Диффузная.
  6. Плазменная.
  7. Электронно-лучевая.
  8. Сварка взрывом.

Сами эти разделы, делятся на подразделы, под-подразделы. Скажем, электрическая подразделяется на контактную (точечную), ручную, полуавтоматическую. Механическая на: давлением, ковкой, взрывом, трением.

Хотя называться они могут по-разному, принцип процесса остается неизменным. Кроме того, независимо от типа сварочного оборудования, большая часть списка эффективна при использовании в условиях предприятия.

Как работают?

При разнообразии способов, видов соединений два:

  1. С дополнительной присадкой, образующей сварной шов.
  2. За счет металла самих деталей.

Соединение без промежуточного шва сегодня используют устройства контактной, лазерной и диффузной сварки. А также основанные на механических воздействиях (трением, давлением, взрывом).

Газовые и плазменные аппараты используют плавящийся в струе раскаленного газа или плазмы присадочный материал образующий соединительный шов.

Типы: характеристики, их достоинства и недостатки

Устройства для сварки трением, давлением, диффузной и лазерной будет точнее назвать станками. Это стационарные машины, задача которых обработка серийных изделий.

При том, что само сварочное оборудование и характеристика принципов во многом совпадают.

Трансформаторы переменного тока

«Классический» тип электродугового сварочного аппарата. Сварка ведется плавящимися электродами, образующими соединительный шов.

Управление процессом ведется в ручном режиме.

Главный недостаток, сильная зависимость качества стыка от квалификации сварщика. Кроме того, высокая температура перекаливает метал, снижая прочность.

Плюс — высокая надежность и простота.

Аппараты постоянного тока

Постоянный ток удобнее переменного для сварки. Для удержания дуги нужна меньшая плотность тока. Меняя полярность варят алюминий, другие цветные металлы.

Могут отличаться по способу создания постоянного тока. Одни используют выпрямитель, другие представляют собой сварочный генератор с двигателем.

Существуют генераторы, приводимые в движение дизелем, ДВС либо газовым мотором, не требующие эл. сети.

Из недостатков — сложность, громоздкость оборудования, высокая стоимость.

Инверторы

Изобретенные еще в прошлом веке долгое время не получали применения, из-за капризности и высокой стоимости. Сейчас с большей частью недостатков удалось справиться, а инверторные заметно теснят «классические» трансформаторные схемы.

Внешне инвертор выглядит как обычный аппарат. Но в его основе лежит использование мощных полупроводниковых приборов (тиристоров), а главное тока высокой частоты. В результате аппараты дают устойчивую дугу с точно регулируемыми параметрами, а вес некоторых устройств удалось свести к паре килограммов.

Из минусов — ограниченность применения при низких температурах. Кроме того, при повышении мощности устройства резко возрастает его стоимость, а также габариты.

Полуавтоматы

Следующий шаг развития видов сварочных аппаратов для ручной сварки. Практически это тот же инвертор или трансформатор с выпрямителем, однако отдельный электрод заменила катушка с проволокой. Скорость подача последней в зону горения дуги регулируется в зависимости от толщины металла.

Дополнительное улучшение — подача в сварочную зону углекислого газа. Защищая металл от окисления, он к тому же охлаждает свариваемые детали, не давая им перекаливаться.

На сегодня применяют два основных типа полуавтоматов:

  1. С подачей углекислого газа в рабочую зону.
  2. Без создания газовой защитной среды.

У второго типа создание защитного слоя флюса обеспечивает специальная сварочная проволока. Могут существовать и универсальные устройства, способные работать в обоих режимах.

Аргоновый дуговой

К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость, сложность обслуживания, многочисленные настройки

.

Эти устройства обеспечивают сварку в среде инертных либо активных газов (так называемая сварка TIG — аббревиатура сочетания Tungsten Inert Gas, или «вольфрам с инертным газом»). Для создания соединительного шва использую сварочный пруток либо проволоку.

Сама дуга создается с помощью неплавящегося тугоплавкого электрода из вольфрама.

С помощью этих устройств, используя соответствующие присадочные металлы оказалось возможным выполнять сварку цветных металлов, а также специальных легированных сталей.

При этом работа аппаратами, работающими на этом принципе, требует высокой квалификации, а использование дорогостоящих расходных (газ, прутки) делает сварочный процесс весьма затратным.

Точечный

Наиболее простой и экономичный тип. Соединение создается локальным нагревом при сжатии деталей. При этом не образуется дуги, вести работы можно без защитного щитка.

Различают два типа оборудования:

  1. Сварочные клещи.
  2. Споттер.

Существенным минусом является необходимость для клещей доступа с двух сторон. Что касается одностороннего споттера, его настройка и использование требует высокой квалификации. Получаемое соединение не обеспечивает герметичность шва. Контактная сварка не требует дополнительных расходников (без электродов или газа) как другие типы

Газовый

Простота процесса, универсальность аппарата, надежность стыка делают этот тип конкурентно способным несмотря на развитие электросварочных устройств.

Из минусов — громоздкость. Требует небезопасных газовых баллонов, шлангов, регулировочных редукторов.

Плазменная сварка

При ряде преимуществ (низкий ток дуги, высокая температура) имеет ограничения, связанные со сложностью процесса, а также высокой стоимостью профессионального оборудования.

С успехом используется для сварки тугоплавких нержавеющих сталей, таких металлов как вольфрам или молибден.

Комплектация и аксессуары

Из перечисленных устройств только точечная сварка практически не требует дополнительных составляющих, не считая СИЗ (перчаток, защитных очков, плотной одежды).

Все виды аппаратов, использующих вольтову дугу, нуждаются в специальных сварочных масках, защищающих лицо и глаза от излучения.

Темные очки необходимы даже при газовой сварке. Хотя дуга и отсутствует, свечение раскаленного металла способно повредить сетчатку глаза.

К дополнительным устройства относятся струбцины, фиксаторы, прочий крепеж, который создает точное взаимное расположении свариваемых деталей.

Производители

Для домашнего использования стоит выбрать небольшие удобные инверторы. Профессионалы предпочитают полуавтоматические системы, дополняя их оборудованием для газовой и аргонодуговой. Если выбор основан на том, какой сварочный источник имеет наибольший КПД, стоит предпочесть трансформаторы переменного тока, либо газовые аппараты.

По качеству ведущие места занимают европейские компании. Однако высокая цена их оборудования в ряде случае делает более привлекательным выбор не столь надежных, но недорогих изделий из Южной Кореи и Китая.

Восстановили былой авторитет и набирают популярность сварочные аппараты отечественного производства. По соотношению цена/качество на сегодня российские аппараты набирают все больше очков.

На этом наша мини презентация завершена. Осталось сказать, что в любом случае выбор устройства полностью зависит от предстоящих ему задач, а также бюджета.

Загрузка...

Конверторный источник питания КСУ-500


Конверторные сварочные источники типа КСУ-500 предназначены для механизированной сварки в защитных газах на постоянном токе сталей сплошными и порошковыми проволоками диаметром 1,0-1,6 мм и ручной дуговой сварки при питании от многопостовых выпрямителей типа ВДМ-6303, ВДМ-1202 или от шинопроводов. Широко применяется в судостроении при сварке на стапелях. Рабочая частота 19-21кГц. Используется аналоговая схема управления идентичная с платой управления инверторного источника питания ПИОНЕР-5000. Обслуживание инверторов ПИОНЕР-5000 и конверторов КСУ-500 может производиться одним и тем же персоналом.

Конвертор является преобразователем мощности, поэтому, расчет количества постов надо вести не по току дуги, как, например, в случае с использованием балластных реостатов, а по потребляемой мощности с учетом КПД. То есть, например, если мощность источника питания составляет 60 кВт, а каждый конвертор потребляет при данном режиме работы 5 кВт, то количество возможных постов при одновременной работе составляет 60×0,94×0,92/5= 10,36. То есть, возможно одновременно использовать 10 постов сварки при данном режиме сварки. Коэффициенты 0,94 и 0,92 представляют собой КПД источника питания и конвертора, соответственно.

Рекомендуется для сварочных работ при электропитании низкого качества, от автономных источников питания, для сварки в условиях монтажа, а также для работ с высокими требованиями к безопасности.

 

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ:

• Конверторные источники питания КСУ-500 с применением IGBT-модулей, предназначен для работы от электрической сети постоянного тока напряжением 50…90 В. В качестве источника питания используются многопостовые сварочные выпрямители типа ВДМ.
• Отличием конструкции конверторов КСУ-500 от КСУ-320 является использование аналоговой схемы для управления сварочным процессом. Это повышает ремонтопригодность конвертера в производственных условиях.
• Особенностью конструкции новых конверторов КСУ-500 является новый корпус с более удобным подключением силовых кабелей на задней панели, наличие индикаторов тока и напряжения на передней панели, вынесенный переключатель индуктивности на 10 положений.
• Климатическое исполнение КСУ-500С – У3 (+40…-40 градусов).
• Технологической особенностью источников КСУ-500, кроме ручной дуговой сварки, является работа в широком диапазоне напряжений на дуге при механизированной сварке в защитных газах (16-39 В) и токах дуги (от 80 А). Это позволяет выполнять сварку корневых, с формированием обратного валика (на весу), заполняющих и облицовочных слоев шва.

• Технологической особенностью инверторов КСУ-500 является возможность использования для механизированной сварки любых проволок – сплошного сечения, металлопорошковых и порошковых, включая самозащитные.
• На конверторе КСУ-500 имеется ручка регулировки индуктивности сварочной цепи на 10 положений, которая предназначена для компенсации индуктивного сопротивления сварочного кабеля и стабильной работы инвертора в широком диапазоне токов.
• Конвертор КСУ-500 имеет режим предустановки сварочного тока и напряжения. Для перехода в режим предустановки, на лицевой панели имеется кнопка «предустановка».При механизированной сварке на индикаторе сварочного напряжения индицируется величина предустанавливаемого напряжения, в режиме РД предустанавливается величина сварочного тока. При сварке во всех режимах индицируется величина текущих значений тока и напряжения. При завершении сварки, индикатор тока и напряжения в показывает значения тока и напряжения сварки.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наименование параметра Единицы измерения Режимы сварки
РД, РАД МП, МПС, АПИ, АПГ
Номинальное напряжение питающей сети В 65-90
Номинальный сварочный ток при ПВ 60% А 500
Напряжение холостого хода В 65-90 (определяется источником питания)
Наименьший сварочный ток А 50 80
Наибольший сварочный ток, не менее A 500
Пределы регулирования напряжения на дуге В 22-40 14-32
Cos φ, не менее % 0,9
Степень защиты - IP23
Класс изоляции - H
Габаритные размеры (Д х Ш х В) мм 600x290x400
Масса кг 26


• Конвертор КСУ-500 имеет встроенный блок снижения напряжения при ручной дуговой сварке.


Материаловедение. Технология конструкционных материалов [Архив]

Стальной горячекатаный уголок относится:
к фасонному прокату

Калибром на валках прокатного стана называется:
Вырез, образованный двумя сложенными ручьями валов прокатного стана

С какой целью осуществляют виброуплотнение бетона в формах?
удаление вовлеченного и защемленного воздуха и повышение плотности бетона

Как отражается присутствие воды на процессе твердения бетона?
увеличивается скорость твердения и прочность бетона

Что приводится в числителе при условном обозначении металлического листа?
требования по точности, плоскостностью и качеству кромки, толщина и размеры листа, государственный стандарт на прокат

Что указывается при условном обозначении уголка металлического?
в числителе размеры катетов и толщина уголка в миллиметрах, требование по точности и государственный стандарт на прокат, а в знаменателе – марка стали

Какие требования предъявляются к химическому составу основных марок сталей, использующих при изготовлении проката?
содержание серы не более 0,040 %, фосфора – не более 0,030 %

Перед изготовлением металлопроката заготовки:
предварительно обжимают, придавая необходимую форму, и нагревают до1100 – 1200 °С

Какими параметрами характеризуется тепловлажностная обработка железобетонных конструкций?
температура нагрева 100 – 120 °С, время выдержки 2 – 3 часа

Что относится к технологическим способам ускорения твердения бетона?
увеличение расхода цемента, использование быстротвердеющих и особобыстротвердеющих цементов

В обычном цементном бетоне затвердевшее вяжущее вещество составляет около:
10 – 20%

Что достигается армированием бетонных конструкций?
снижаются усадочные деформации и уменьшает вероятность образования трещин

В процессе изготовления металлического листа изменение поперечного сечения главным образом сказывается на увеличении:
длины листа

Что указывается при условном обозначении круга металлического?
в числителе – диаметр в миллиметрах, требование к точности и государственный стандарт на прокат, а в знаменателе – марка стали

Основные преимущества гнутого профиля по сравнению с горячекатаным прокатом?
возможность уменьшить толщину и изготовить более сложное сечение

В чем заключается подготовка формы перед укладкой бетона?
проводят очистку от загрязнений и смазывание внутренних поверхностей форм эмульсией

Каким основным требованиям должна соответствовать бетонная смесь?
однородность и удобоукладываемость

Что обозначает коэффициент обжатия при прокатке листа?
отношение абсолютного обжатия к исходной толщине заготовки

Что обеспечивает автоклавный способ изготовления железобетонных конструкций?
ускоряются процессы твердения и повышающие прочность бетона

Обязательным составом бетонной смеси являются:
вяжущее вещество, заполнитель, вода

Что предшествует прокатке гильзы в бесшовную трубу?
прошивка заготовки в полую толстостенную гильзу

Что является исходной заготовкой для изготовления сварной трубы?
горячекатаный лист

Какими параметрами характеризуется дуга при ручной электродуговой сварке?
температура в столбе дуги – 6000 – 7000 °С, 60 – 70 % тепла используется на нагревание металла

Где осуществляется окончательное формование заготовки перед сваркой?
на прессе с усилением 12 000 тс

Чем завершается процесс изготовления бесшовной трубы?
проверкой на герметичность и испытанием на прочность

Какой источник тока обладает наибольшим КПД и минимальной массой?
сварочный трансформатор

Какие функции возлагаются на покрытия сварочных электродов?
предотвращение попадание кислорода, азота в зону сварки

В какой последовательности производится сварка трубы с прямым швом?
сначала осуществляется сварка наружного шва, а затем внутреннего шва

Что является основными источниками образования горячих трещин при сварке?
нагрев до 1000 °С и повышение содержания серы

С какой целью удаляют поверхностные дефекты с заготовки?
поверхностный дефект может нарушить сплошность тела трубы

Оптимальная ширина сварного шва:
2 – 4 диаметра электрода

По каким параметрам выбирается сила тока при ручной дуговой сварке?
толщина свариваемого металла, диаметр и марка электрода

Что указывается в знаменателе в условном обозначении сварочных электродов?
тип, марка, диаметр и назначение электрода, толщина покрытия и группа качества электрода

Какие ограничения возникают в производстве сварочных работ при отрицательной температуре?
по толщине металла и методах сборки

Как производится окончательная калибровка сварных труб?
заполнением трубы водой и созданием давления для прижатия трубы к поверхности штампа

Как производится условное обозначение бесшовной стальной трубы в техдокументации?
в числителе указывается наружный диаметр, толщина стенки и государственный стандарт на размеры труб, а в знаменателе – марка стали и государственный стандарт на материал трубы

Какие операции выполняются после раскатки бесшовной трубы?
горячая калибровка и холодная правка трубы

Как определяется время сварки при ручной электродуговой сварке?
количество наплавляемого металла делится на силу тока и коэффициент наплавки

Какие участки сварного шва являются слабым сечением сварного соединения?
центр сварного шва (где располагаются примеси) и участки зон термического влияния

Условное обозначение стальных сварных труб немерной длины в чертежах:
сначала указываются наружный диаметр и толщина стенки трубы, а затем марка стали и государственный стандарт на трубу

Какими основными параметрами характеризуется сварной шов углового соединения?
размерами катетов и корня сварного шва

Что называется тавровым сварным соединением?
сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте смыкания края одного с плоскостью другого

Что приводит к возникновению устойчивой электрической дуги при сварке?
эмиссия заряженных частиц из металлических электродов

Какими основными технологическими свойствами характеризуются лакокрасочные материалы?
содержание летучих и нелетучих твердых, степень и время высыхания, вязкость

Что является основной причиной образования трещин в сварном шве?
высокие напряжения, возникающие при изготовлений сварных конструкций

Какие условия необходимо обеспечить при естественной сушке лакокрасочных покрытий?
применение быстросохнущих материалов, температура окружающего воздуха не ниже 12°С, относительная влажность – не более 65 %

Как влияет вогнутость сварного шва на качество сварного соединения?
уменьшает рабочее сечение шва и прочность сварного соединения

Каким ускоренным испытаниям подвергаются покрытия при эксплуатацией изделий на открытом воздухе?
камера влажности – 6 часов, аппарат искусственной погоды – 7 часов, камера холода – 3 часа

Чем характеризуется окрашивание порошковыми полимерными красками?
нанесением порошкового полимерного материала на нагретую поверхность

Какие размеры разрушения покрытия в виде коррозионных очагов допускаются при обобщенной оценке защитных свойств покрытий в два балла?
разрушение внешнего слоя не более 0,5 мм

Что такое грунтовка?
суспензия пигмента с наполнителями в пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку с хорошей адгезией к подложке и покрывным слоям и предназначенная для повышения защитных свойств системы покрытий

Чем характеризуется обезжиривание поверхности щелочными водными составами?
высокой температурой (до 90 °С), малотоксичностью и низкой пожарной опасностью

Как осуществляются испытания лакокрасочного покрытия на изгиб?
определением минимального диаметра стержня, (в миллиметрах), изгибание на котором окрашенной металлической пластинки толщиной 0,25 – 0,31 мм не вызывает механического разрушения и отслаивания покрытия

По каким основным причинам образуются внутренние и поверхностные поры в металле сварного шва?
причиной является наличие в расплавленном металле сварочной ванны большого количества газов

Что является источником колебаний при ультразвуковом методе контроля?
пьезоэлектрический элемент

Как классифицируются лакокрасочные материалы?
по химическому составу пленкообразующего вещества

Какой цифрой обозначаются при маркировке термостойкие лакокрасочные покрытия?
8

Что значит в обозначении покрытий УХЛ1?
покрытия на изделиях эксплуатируют под навесом или в помещениях, где колебание температуры и влажности воздуха несущественно отличается от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха, например, в палатках, кузовах, прицепах, в районах умеренного и холодного климата

Какие дефекты могут быть обнаружены невооруженным глазом или через лупу в сварных швах?
трещины и подрезы

За счет чего происходит безвоздушное распыление лакокрасочного материала?
за счет завихрений, вызывающих появление в струе незатухающих турбулентных пульсаций различных размеров, приводящих к возмущению поверхности струи лакокрасочного материала

Что такое «непровар» в сварном соединении?
местное несплавление основного и наплавленного металлов или отдельных валиков шва между собой

Адгезию оценивают в два балла если:
имеет место незначительное отслаивание покрытия в местах пересечения линий решетки, а нарушения наблюдаются не более чем на 5 % площади поверхности решетки

Чем характеризуются ускоренные климатические испытания лакокрасочных покрытий?
число циклов 15, продолжительность каждого цикла 24 часа, гарантируемый ресурс 2 года

Каким методом можно обеспечить проверки плотности и частично прочности сварных швов?
гидравлические испытания

Из каких основных частей состоит установка безвоздушного распыления?
диафрагменный насос, шланг высокого давления и краскораспылитель

Какие параметры определяют физико-механических свойств лакокрасочных покрытий?
прочность при ударе, прочность при растяжении, адгезия, прочность при изгибе, устойчивость к истиранию

Основным недостатком применения краскораспылителя пневматического ручного является:
высокий уровень потерь лакокрасочного материала;

Чувствительность радиографического контроля зависит от величины зерна фотоматериалов и обычно составляет:
1 – 2 % от толщины металла

При какой площади разрушенного покрытия защитные свойства по внешнему виду оцениваются в три балла?
наличие трещин, выветривания, отслаивания от 5 до 25 %, а коррозии от 1 до 2,5 %

Какими параметрами характеризуется пневматическое распыление?
давление воздуха 200 – 600 кПа, вязкость лакокрасочного материала 15 – 60 с

Как называется метод окрашивания, в котором нагретое изделие погружается в псевдоожиженный слой краски?
окрашивание порошковыми красками

Экономичный сварочный трансформатор

Экономичный сварочный трансформатор

 

Электрическая дуга была впервые получена в 1802 г. русским академиком В.В. Петровым. За свою более чем 200-летнюю историю она из обычного электрического явления превратилась в мощную технологическую составляющую современного производства. Технический прогресс в промышленности неразрывно связан с постоянным совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, кузнечно-прессового, химического и энергетического оборудования, в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.


Начиная с середины 80-х годов прошлого столетия, стало увеличиваться количество сварочных аппаратов, предназначенных для домашнего применения. Сегодня их изготавливают не только любители-одиночки, но и всевозможные акционерные общества, появившиеся при крупных промышленных предприятиях.

 

Однако приобрести надежный и удобный сварочный аппарат для личных нужд не так то просто. Дело в том, что при изготовлении подобных устройств очень часто копируются их "старшие братья" (сварочные аппараты для промышленного применения) как бы в уменьшенном виде. Такой подход нельзя считать правильным. Как известно, сварочные аппараты являются энергоёмкими устройствами. Эта особенность, с которой мирятся на производстве, может стать существенным препятствием для применения их в домашних условиях. Попробуем разобраться в причинах этого явления. Почему бытовые сварочные аппараты так же "прожорливы" как и их "старшие братья"? На первый взгляд кажется, что причина кроется в неверных электротехнических расчётах сварочного трансформатора или ошибках, допущенных при его намотке. Такое часто случается, когда трансформатор изготавливают в любительских условиях. Но дело не только в этом. Даже безупречно грамотно рассчитанный сварочный трансформатор потребляет в рабочем режиме значительное количество энергии. Здесь требуется дать некоторые пояснения. В теоретической электротехнике при расчётах используются понятия "идеального источника тока" и "идеального источника напряжения". Первый на любой нагрузке обеспечивает неизменный ток, а второй- неизменное напряжение. Чтобы выйти на такие режимы "идеальный источник тока" должен иметь бесконечно большое внутреннее сопротивление (r=∞), а "идеальный источник напряжения" – бесконечно маленькое внутреннее сопротивление (r=0). Реальные источники электрической энергии имеют внутреннее сопротивление:

0< r <∞

и их режим определяется внешней нагрузкой R:

при r > R- мы имеем дело с источником тока,

при r < R - мы имеем дело с источником напряжения.

Так как на внутреннем сопротивлении бесполезно расходуется часть энергии источника, то разным оказывается и КПД данных источников: источник тока имеет коэффициент полезного действия : 0 <КПД < 50 %, источник напряжения имеет коэффициент полезн. действия: 50 % < КПД < 100 %.

 

Все сварочные трансформаторы для ручной дуговой сварки должны работать в режиме источника тока, т.к. постоянство тока электрической дуги обеспечивает высокое качество сварного шва. С этой целью в сварочных трансформаторах принимают меры для увеличения их внутреннего сопротивления ( увеличивают магнитное рассеяние, включают дроссели и т.д.). Платой за качество является сравнительно низкий КПД (близкий к 50%), и, как следствие, значительное потребление энергии.

 

Чтобы не быть голословным, покажем это на примере бытового сварочного аппарата, рекомендации по изготовлению которого были опубликованы в популярном научно-техническом журнале "Радио" (В. Володин. Сварочный трансформатор: расчёт и изготовление. Радио, 2002 г, №11, №12). По расчётам самого автора его сварочный трансформатор в рабочем режиме будет потреблять мощность около 10 кВт. Можно ли его безопасно эксплуатировать в домашних условиях? Скорее всего нет. Дело в том, что на такую мощность не рассчитана домашняя электропроводка. Сечение её проводов имеет стандартнее значения (S=2,5–4мм2) и, в лучшем случае, позволяют к ней подключать устройства мощностью 3–4 кВт (да и то с соблюдением мер предосторожности). Устройства мощностью в 10 кВт будут вызывать столь значительный разогрев подводящих проводов, что может привести к расплавлению изоляции, образованию коротких замыканий и даже пожару. Кроме того, мощные броски тока, достигающие в сети при работе трансформатора 45 А (а в режиме зажигания дуги до 90 А!), вызовут значительное падение напряжения на проводах электропроводки. Напряжение в осветительной сети станет меняться в диапазоне от 170 до 220 В. Это вызовет неустойчивую работу холодильников, электронасосов, стиральных машин и т.д. и может стать причиной их преждевременного выхода из строя не только у хозяина сварочного аппарата, но и у его ближайших соседей. В дальнейшем состоится неприятный контакт с инспектором Энергонадзора со всеми вытекающими отсюда последствиями.

 

Попытаемся показать, как, не ухудшая качества, можно снизить энергопотребление сварочного трансформатора до 3,5–4 кВт, сделав его работу безопасной не только для себя, но и окружающих.

 

Известно, что мощность, потребляемая сварочным трансформатором из сети, в основном определяется мощностью, передаваемой им во вторичную обмотку:

Р2=U2хх·I2p ,

где Р2–полная мощность вторичной обмотки, В·А;
U2хх–напряжение холостого хода вторичной обмотки, В;
I2р–рабочий ток вторичной обмотки, А.

 

Величина I2р нормирована для каждого диаметра электрода и уменьшать её не рекомендуется, т.к. это ухудшает качество сварного шва. Например, для электродов Ø3 I2р=100-120 А, для электродов Ø4 I2р=180–200 А и т.д. Остаётся напряжение холостого хода U2хх. Для сварочных трансформаторов промышленного назначения его величина выбирается равной 65–70 В. И это вполне оправдано, если не обращать внимание на энергопотребление сварочного аппарата.

 

Около 14 лет назад автор данной статьи также столкнулся с проблемой снижения энергопотребления при постройке собственного сварочного аппарата. Эксперименты показали, что современная обмазка электродов позволяет зажигать дугу и поддерживать устойчивым её горение даже при напряжении холостого хода U2хх=28 В! Конечно, дуговой промежуток был очень маленьким, и любое небрежное движение сварщика приводило к гашению дуги. Кроме этого, дуга становилась "капризной" на зажигание, если поверхность свариваемых изделий содержала ржавчину или была покрыта оксидной плёнкой. Да и не все типы электродов допускали такой режим. Лучшие результаты сварки под низким напряжением показали электроды Ø3 АНО-21(торговая марка "Тигарбо") Каменского опытного механического завода. (Эти электроды очень популярны на Юге России!).

 

Уйдём от этой нижней границы. Оказалось, что напряжение U2хх=36–40 В позволяет успешно варить даже начинающему сварщику. При таком напряжении валик сварочного шва получался ровным, т.к. отсутствовало разбрызгивание капель жидкого металла, а шлаковая плёнка была тонкой и легко отслаивалась от изделия. Но самое главное – резко снизилось энергопотребление сварочного трансформатора до 3,5–4 кВт, что сделало его абсолютно пригодным для домашнего применения. Семейный бюджет получил при этом существенный выигрыш.

 

С учётом изложенного выше, можно сделать вывод: в любом сварочном трансформаторе, после несложной доработки, можно ввести экономичный режим. Для этого во вторичной обмотке необходимо сделать отвод на напряжение 36–40 В. Желательно в трансформаторе также иметь возможность плавного регулирования сварочного тока. Предлагаю один из вариантов экономичного сварочного трансформатора для домашнего применения. В качестве объекта для модернизации был выбран сварочный аппарат, сконструированный В. Мотузасом (В. Мотузас. Компактный, безопасный, бесшумный – журнал "Сельский механизатор", 1987 г., № 2, с. 26). Т.к. большинство читателей журнала не знакомо с этим узкоспециализированным изданием, я, там, где это необходимо, повторю некоторые технологические приёмы его изготовления.

 

После модернизации сварочный аппарат имел следующие технические характеристики:
экономичный режим     
форсированный режим

- напряжение холостого хода 36 В,
 - рабочий ток 20-100 А,
 - диаметр электрода Ø 1,5; 2; 3,
 - мощность, потребляемая из сети

минимальная 750 Вт
максимальная 3800 Вт

- регулирование раб. тока: плавное,
 - род тока: переменный    
- напряжение холостого хода 50 В,
 - рабочий ток 80-140 А,
 - диаметр электрода Ø 3,
 - мощность, потребляемая из сети

минимальная 4500 Вт
максимальная 7500 Вт

- регулирование раб. тока: плавное,
 - род тока: переменный.

В качестве магнитопровода используется статор от списанного электродвигателя, мощностью 12-15 кВт. Чтобы извлечь магнитопровод из корпуса статора, его надо разбить и удалить обмотку электродвигателя. Получится чистый магнитопровод (рис.1).


Рис.1 Магнитопровод.


Зубилом вырубываем на магнитопроводе 12 пазов для намотки первичной обмотки. Вырубывать пазы зубилом нетрудно, металл магнитопровода мягкий. При этом обязательно используются защитные очки: срубленные пластинки могут попасть в глаза. Вырубленный участок обмотаем куском ткани и пропитаем его эпоксидным клеем или лаком. Когда клей высохнет, на этот участок намотаем первичную обмотку W1 (рис.2).



Рис.2 Расположение обмоток.

Наматываем её в несколько слоёв так, чтобы начало и конец обмотки были внизу катушки. Каждый слой друг от друга изолируем тканью, пропитанной эпоксидной смолой или лаком. Верхний слой покрывается двумя слоями ткани, пропитанной эпоксидной смолой.

 

Затем приступаем к изготовлению каркаса для вторичной обмотки. Он должен свободно перемещаться по всей поверхности магнитопровода (в т.ч. и по поверхности первичной обмотки). С этой целью на поверхности первичной катушки намотаем виток к витку кабель диаметром 8-10 мм (с изоляцией). Он будет служить вспомогательной обмоткой. Поверх кабеля накладываем целлофановую плёнку. Всё это обматывается тканью (мешковиной), пропитанной эпоксидной смолой. Сюда же необходимо приклеить две удерживающие пластины и две клеммы (алюминиевые полоски) для вторичной обмотки (рис.3).



Рис.3 Каркас вторичной обмотки.

После высыхания клея, целлофан и вспомогательная обмотка удаляются.

 

Для придания жесткости, каркас вторичной обмотки покрывается ещё одним слоем ткани, пропитанной эпоксидной смолой. После высыхания смолы можно приступать к намотке вторичной обмотки. В качестве материала используется медная (алюминиевая) шина или провод круглого сечения в изоляции. Для расчёта числа витков первичной и вторичной обмоток вначале определяется сечение магнитопровода (S, см2): S=а×в (см. рис.1) Затем определяем число витков на один вольт:

Т= 40/S

Рассчитываем число витков в первичной W1 и вторичной W2 обмотках:

W1=220 · Т,

W2=36 · Т – экономичный режим,
W2=50 · Т – форсированный режим.

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Вторичную обмотку наматывают в такой последовательности:
наматывают витки экономичного режима,
рассчитывают число витков форсированного режима,
доматывают " разницу" между числом витков форсированного и экономичного режимов.

Схема модернизированного трансформатора показана на рис. 4а.


Рис.4а Схема трансфоматора после модернизации.


В качестве примера приведу данные своего сварочного трансформатора. У него форсированный режим введен по-другому: в первичной обмотке делается отвод W1ф, положение которого рассчитывается по формуле:

W1ф = 222 · 30/S

S=46 см2, Т = 40/46 = 0,87; W1 = 191, W1ф = 143, W2 = 32.

Первичная обмотка содержит 191 виток с отводом от 143 витка, провод ПЭТВ Ø 2,12мм, вторичная обмотка намотана алюминиевым проводом круглого сечения в изоляции, Ø 8 мм.

 

Чтобы быстро переходить от экономичного режима к форсированному поступают следующим образом. Из изоляционного материала (текстолит, гетинакс) толщиной 5–6 мм вырезают пластину для выводов первичной обмотки. В ней сверлят 3 отверстия Ø 5 мм на расстоянии 20 мм друг от друга по одной прямой. Из медной проволоки Ø 5 мм отрезают 3 куска длинной 45 мм. На них с одного края нарезают резьбу М5. С помощью гаек эти стержни укрепляют на пластине, и, сюда же, присоединяют выводы от первичной обмотки в определённой последовательности (рис.4 б,с).

Рис.4б Экономичный режим трансформатора.

Рис.4с Форсированный режим трансформатора.

Сама пластина крепится к основанию трансформатора с помощью двух уголков. Сетевой шнур с одной стороны имеет штекерный разъём, который позволяет легко переходить от экономичного режима к форсированному.

 

Последним готовится основание трансформатора. Здесь подойдёт любой изоляционный материал достаточной прочности, например, многослойная фанера, древесина и т.п. Для мобильности к основанию можно приспособить небольшие колёсики от стиральных машин старых выпусков типа "Волга", "Ока". Общий вид сварочного трансформатора показан на рис.5.


Рис.5 Общий вид сварочного аппарата.

При работе в домашних условиях используют, в основном, экономичный режим. Переход в форсированный режим осуществляется перестановкой сетевого разъёма на щитке выводов первичной обмотки. Однако работать в этом режиме длительное время не рекомендуется по причине, указанной в начале статьи. Плавная регулировка тока в обоих режимах осуществляется простым перемещением вторичной обмотки по магнитопроводу Наибольшего значения сварочный ток достигает в положении, когда вторичная обмотка находится поверх первичной. Чтобы зафиксировать вторичную обмотку в определённом положении, используют деревянные брусочки, вставляя их в пазы статора. Если есть возможность подключения сварочного трансформатора к автономному источнику питания (домашней электростанции), то работа в форсированном режиме осуществляется без ограничений.

 

Конечно, изготовление такого трансформатора - достаточно трудоёмкий процесс. Но, построив его, вы, действительно, забудете все проблемы.

 

Литература.
Ю.А. Денисов , Г.Н. Кочева, Ю.А. Маслов и др. Справочник сварщика. М.: Машиностроение, 1982.
В. Володин. Сварочный трансформатор: расчёт и изготовление. Радио, 2002 г, № 11, № 12.
В. Мотузас. Компактный, безопасный, бесшумный.- журнал "Сельский механизатор", 1987 г. № 2, с 26

 

 

Статья опубликована в журнале "Сделай сам" 2004, №3 с.35–39

http://cm001.narod.ru/index/publik/svarka.html

ТЕХНОЛОГИИ ОБМАНА: СВАРОЧНЫЕ АППАРАТЫ MMA

Статья бренд-менеджера ТМ BestWeld Шкляревского Ю.

ТЕХНОЛОГИИ ОБМАНА: СВАРОЧНЫЕ АППАРАТЫ MMA

Сварка штучным электродом на просторах бывшего СССР имеет традиционное отечественное название - Ручная Дуговая Сварка, или сокращенно РДС. В западном мире и среди соотечественников, приступивших к освоению этой технологии не так давно, распространено англоязычное название MMA (от Manual Metal Arc – в буквальном переводе «ручная дуговая сварка металлов»). Речь идет абсолютно об одном и том же процессе.

Китайская промышленная революция сделала сварочное оборудование доступным для сотен миллионов людей с точки зрения цены. А применение инверторных технологий резко снизило уровень требований к уровню подготовки сварщика и к мощности источника электропитания. В итоге со второй половины нулевых годов мировой рынок инструмента потряс настоящий бум сварочного оборудования. В первую очередь, MMA: не менее 9 из 10 аппаратов, приобретаемых в розницу в нашей стране, относятся именно к ручной дуговой сварке штучным электродом. Сегодня сварочный аппарат еще не сравнялся по распространенности с молотком или дрелью, но уже точно превзошел некоторые виды электроинструмента и другого традиционного оборудования для строительства и ремонта. Тем не менее, разбираться в этом непростом оборудовании потребители лучше не стали. Чем беззастенчиво пользуются недобросовестные розничные торговцы и даже отдельные производители и импортеры.

НЕОДИНАКОВЫЙ ОДИНАКОВЫЙ СВАРОЧНЫЙ ТОК: ОДИН ВАРИТ, ДРУГОЙ НЕТ

Одной из немногих характеристик сварочного аппарата, в которых потребители разбираются хорошо (или думают, что разбираются), является диапазон сварочного тока. Причем главной является именно верхняя граница диапазона. Даже не искушенному в электрических процессах человеку понятно, что чем больше сила тока, выдаваемая аппаратом, тем лучше. По крайней мере, тем легче будет идти сварочный процесс.

Зерно разумного в таком предположении есть, но в целом оно ошибочно. Любой продавец в магазине сварочного оборудования пояснит, что чем выше сила максимального тока, тем больше диаметр электрода, который можно использовать с данным аппаратом. Подбор типа и диаметра электрода зависит от многих параметров, но непрофессиональным сварщикам обычно рекомендуют электроды АНО-21 или МР-3 из расчета диаметра «1 к 1»: чтобы диаметр электрода приблизительно был равен толщине свариваемого металла. Отсюда и выбор аппарата по току: ориентировочно 40-50А сварочного тока на 1 мм диаметра электрода. Еще раз, обе эти «методики» расчета – и диаметра электрода, и тока, требуемого для работы им - очень неточные. Зато просты и доступны для человека с ограниченным опытом или вообще без него. Именно ими, а не справочными таблицами, пользуется большинство обученных продавцов в профильных магазинах.

И вот покупатель определился с решением: будет варить электродом до 4,0 мм включительно. Значит, аппарат нужен, чтобы выдавал 160-200А сварочного тока. В магазин пришли 2 соседа по дачам. Один берет «по-минимуму» - аппарат на 160А. Второй с запасом – на 200А. Благо, разница в цене незначительна. Производитель первого заявляет, что аппарат справится с электродом до 4,0 мм, второго – до 5,0 мм.

Оба покупателя остаются довольными до того момента, пока решают попробовать свои аппараты в деле на электродах 4,0 мм. И вот тут вдруг обнаруживается удивительный сюрприз: поочередно подключаемые к одному и тому же источнику питания, аппарат с пределом в 160А 4,0-мм электрод «тянет». А аппарат с заявленным пределом в 200А 4,0-мм электрод поджигает, но дугу вести не дает – сразу обрывает. Про 5,0-мм электрод и говорить нечего. Расстроенный покупатель идет в сервисный центр, где его аппарат ставят на стенд и наглядно демонстрируют, что тот выдает даже больше заявленных 200А. Может, все 250А. Так что к аппарату претензий быть не может, и проблемы нужно искать где-то еще: в источнике электропитания, используемых электродах или вообще в том месте, откуда руки растут. Как же такое возможно???

Точно так же, как при игре в наперстки или обмене валюты с рук. Хотя иногда у поставщика оборудования нет заведомого умысла обмануть покупателя. Возможно, выдача менее мощного оборудования за более мощное происходит вследствие элементарной безграмотности. Но нередко, если верить менеджерам китайских заводов, это прямое указание российских (а также украинских, азиатских, ближневосточных, африканских и многих других) импортеров.

Оптимальный режим работы при сварке штучным электродом подразумевает ведение электрода на расстоянии от поверхности свариваемого металла, приблизительно равном диаметру электрода. (Точно выдерживать это расстояние, конечно, невозможно, но с опытом получается неплохо). Для поддержания дуги, т.е. перетекания электрического тока, требуется электрическое напряжение. И не какое-нибудь, а строго определенное. Рабочее сварочное напряжение регламентируется отечественными и международными стандартами. Оно должно составлять:

Uсв=20+0,04*Iсв, 

где Iсв – сварочный ток.

Несложно подсчитать, что для тока 160А сварочное напряжение должно составлять 26,4В, а для тока 200А – 28В. Практически на любом сварочном аппарате ММА можно обнаружить табличку, обычно отпечатанную прямо на корпусе, где обязательно указаны эти два показателя – сварочного тока (I2) и сварочного напряжения (U2). Увы, не факт, что они отражают действительные возможности аппарата. Также как данные в техническом паспорте, на упаковке, ценнике, в описании в Интернете и т.д.

Именно тот максимальный ток, для которого сварочный аппарат способен обеспечить предписываемое стандартом сварочное напряжение, и является его фактическим максимальным током. Иначе этот показатель называют максимальным номинальным током сварочного аппарата, или просто номинальным током аппарата. Так что, если ваш аппарат «не тянет» электрод, проверить нужно не только выдаваемый им сварочный ток, но и выдаваемое при этом сварочное напряжение.

Если последнее недотягивает до положенного по стандарту уровня пару вольт, аппарат расчетным электродом варить будет. Электрод придется вести ближе к свариваемому металлу, т.е. поддерживать более короткую дугу. Это неудобно и чревато непроизвольным «чирканьем». Но все-таки для опытного сварщика не смертельно – шов положить получится, хотя и не без мучений. При сварочном напряжении ниже 20 Вольт вести 3-4 мм электродом дугу не удастся в принципе. Она будет разрываться при попытке минимально приподнять электрод над поверхностью металла.  

«Зачем же так делать аппараты?» - наивный вопрос. Чтобы сэкономить на комплектующих. Чаще всего с умыслом привлечь покупателя, выдавая менее мощный аппарат за более мощный. Ведь величина номинального тока сварочного аппарата всецело зависит от источника питания  и его собственной мощности. А собственная мощность определяется мощностью основных компонентов самого аппарата: высокочастотного трансформатора, конденсаторов, транзисторов, реле. Естественно, чем мощнее компонент, тем дороже.

Если мощности источника питания недостаточно для обеспечения выходной мощности аппарата (произведение сварочного тока на сварочное напряжение), то, конечно, даже самая добросовестная комплектация аппарата ситуацию не спасет. Однако если в аппарат вставлены компоненты, не способные обеспечить заявленную мощность на выходе, то тут уж возможности источника питания ни при чем. Хоть к гидроэлектростанции подключай, а повысить мощность на выходе не удастся. Но… можно изменить параметры схемы аппарата так, чтобы при достижении предела выходной мощности аппарата ток еще можно было бы увеличить. За счет чего? За счет дальнейшего снижения сварочного напряжения, естественно. По стандарту положено: 160А*26,4В=4,24кВт. А можно эту же мощность разложить по-другому: 200A*21,2В=4,24кВт. Вот и получится, что в первом случае аппарат на 160А – это действительно аппарат на 160А. Он и электрод 4,0 мм будет плавить нормально. Во втором случае аппарат на 200А в действительности рассчитан на меньший номинальный сварочный ток. На какой именно, можно выяснить экспериментальным путем, одновременно замеряя сварочный ток и сварочное напряжение. 

НЕОДИНАКОВЫЙ ОДИНАКОВЫЙ СВАРОЧНЫЙ ТОК-2, ИЛИ ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (ВАХ)

Сложновато? Если нет, то об этом же еще более сложно, зато наглядно. Я имею ввиду вольт-амперные характеристики аппаратов, а если точнее, параметров выдаваемой ими сварочной дуги (это не одно и тоже, но для простоты понимания будем считать, что одно). 

Режим обеспечения аппаратом сварочного тока и соответствующего сварочного напряжения обеспечивается только в определенном диапазоне выдаваемого сварочного тока. Этот диапазон называется рабочим диапазоном сварочного тока аппарата – на рис. соответствует отрезку «B». В пределах этого диапазона сварочное напряжение с изменением сварочного тока изменяется незначительно – по упомянутой выше формуле 20+0,04*Iсв. Получается, что разница между сварочными токами 160А и 200А составляет 40 ампер. В то же время разница между сварочными напряжениями, соответствующими этим токам, - всего 1,6 вольта.   

А что лежит в диапазоне ниже минимальной и выше максимальной границ сварочного тока?

На токах ниже минимальной границы рабочего диапазона (отрезок «A» на диаграммах ВАХ выше) сварочное напряжение значительно превышает требуемое стандартом. Однако этот участок соответствует очень важному этапу сварочного процесса – поджигу сварочной дуги. Чем выше напряжение до момента возникновения дуги, тем легче ее поджиг. (Ниже вопрос уровня напряжения холостого хода разъясню подробнее). С поджигом дуги напряжение снижается до рабочего.

Гораздо интереснее поведение сварочной дуги различных аппаратов за пределами верхней границы диапазона рабочих токов (на диаграмме выше отрезок «С»). Потому как ведут себя разные аппараты по-разному. Одни аппараты за пределами верхней границы рабочего диапазона удерживают сварочный ток на уровне, близком к уровню верхней границы. О таких аппаратах говорят, что вольт-амперная характеристика у них крутопадающая, или «штыковая» (левая диаграмма). У других аппаратов по достижении предела рабочего диапазона ток продолжает расти, но сварочное напряжение падает. Чем выше ток, тем ниже сварочное напряжение. О таких аппаратах говорят, что вольт-амперная характеристика у них полого падающая (правая диаграмма).  

Падающий отрезок ВАХ начинается с номинального тока аппарата. Эта точка на диаграмме соответствует достижению максимума мощности аппарата. Дальнейшее увеличение сварочного тока может достигаться только за счет одновременного снижения сварочного напряжения. Кульминацией роста тока аппарата является момент «втыкания» электрода в свариваемый металл. Т.е. короткое замыкание электрода на свариваемый метал. При прямом контакте сопротивление минимально, и ток достигает максимума.

Получается, что аппараты со «штыковой» ВАХ имеют максимальный сварочный ток, близкий к току короткого замыкания. При «втыкании» электрода в листовой металл такой аппарат его не прожжет, если только ток подобран правильно. Аппараты с полого падающей ВАХ имеют «значительный запас по току», т.е. способны выдавать ток, существенно превышающий номинальный. При этом уровень напряжения, естественно, обратно пропорционален току. Такие аппараты при «втыкании» электрода в листовой металл вполне прожечь его могут, даже если ток сварки был подобран правильно, - ведь при «втыкании» сила тока резко возрастет. Все зависит, конечно, от толщины металла и величины тока на режимах, близких к короткому замыканию.

Если посмотреть на проблему с мошенничеством на мощности аппаратов с точки зрения вольт-амперных характеристик, получается, что недобросовестные (реже неграмотные) производители и импортеры конструируют аппараты с полого падающей характеристикой, выдавая их нерабочий диапазон токов за рабочий. Т.е. выдавая менее мощные аппараты, рассчитанные на меньшие номинальные сварочные токи, но с полого падающей характеристикой, за более мощные аппараты, рассчитанные на большие сварочные токи.

На приводимом выше изображении двух ВАХ, схематически выполненном автором в «детском» редакторе Paint Brush без претензий на какую-либо точность, тем не менее, видно, что штыковая ВАХ слева принадлежит более мощному аппарату, чем полого падающая ВАХ справа. Номинальный сварочный ток у аппарата с ВАХ, приведенной слева, выше. Но ток короткого замыкания у полого падающей ВАХ справа значительно выше. Такая картина соответствует описанному в начале примеру, когда аппарат на 160А способен варить электродом 4,0 мм, а аппарат «на 200А» нет.

ФОКУС-ПОКУС: «АВТОМАТИЧЕСКАЯ» ФУНКЦИЯ ФОРСИРОВАНИЯ ДУГИ ARC-FORCE

Применение электроники позволяет делать оборудование «умным». Инженеры научили сварочные инверторы предугадывать некоторые типовые проблемы сварщика в процессе работы и помогать, компенсируя ошибки человека. Так аппараты, оборудованные функцией Arc Force, отслеживают увеличение длины дуги и на непродолжительное время (доли секунды) форсируют (т.е. увеличивают) подаваемый ток. Если рука просто дернулась, а не специально отводится с целью прерывания шва, такая помощь аппарата удержит дугу, позволив быстро вернуть руку в правильное положение и продолжить шов. Если же рука в отведенное время не вернулась в нормальное положение, это с высокой вероятностью указывает на то, что сварщик отвел руку не случайно. Ток отключается. Очень полезная функция, настоящее достижение научно-технического прогресса! Это понимают практически все производители и импортеры. Поэтому практически все рекламируют данную функцию на своих инверторных аппаратах. В том числе те, на чьих аппаратах ее нет. А таких большинство. 

Признаком наличия функции форсирования дуги Arc-Force на аппарате является ручка, регулирующая силу набрасываемого при срабатывании Arc-Force тока. Если же на панели управления в гордом одиночестве красуется лишь ручка регулировки силы тока, с высокой вероятностью никакой функции форсирования дуги в аппарате не предусмотрено. Зато аппарат имеет пологую ВАХ, обеспечивающую при укороченной дуге ток заметно выше номинального. Т.е. на стенде он может продемонстрировать «дополнительный» ток сверх заявленного номинального. Но удержать дугу этот ток никак не поможет. Еще раз см. случай выше с аппаратом на 200А.

Кстати, помните, что даже аппараты с действительно присутствующей функцией Arc Force не способны форсировать сварочный ток, если Вы и так работаете на его пределе. На языке действий это означает, что если ваш аппарат рассчитан на номинальный ток 160А, а в режиме срабатывания Arc Force набрасывает до 20А, при срабатывании функции  в режиме 120А, аппарат форсирует ток до 140А. Но в режиме работы на предельном токе 160А набрасывать ему уже нечего – в таком режиме вся мощность аппарата уже задействована. Поэтому, если продавец Вас уверяет, что «это аппарат на 160А, но с включенным режимом форсажа – все 180», это очень маловероятно. Зачем производителю оставлять не реализованной мощность аппарата «про запас» для функции Arc Force? Непозволительная роскошь – ведь эту мощность можно задействовать не для краткосрочных набрасываний тока, а постоянного использования. Т.е. для увеличения верхней границы диапазона рабочего тока.

НЕ ДРЕВНИЕ, НО МИФЫ: ОБ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Важный вывод из изложенного выше: при одной и той же силе сварочного тока уровень сопутствующего ему сварочного напряжения у всех сварочных аппаратов должен быть одинаковым. Он определяется отечественными государственными и международными стандартами, которые, кстати, полностью совпадают. Соответственно, мощность на выходе всех сварочных аппаратов при одинаковом сварочном токе тоже должна быть одинакова:

Pвых=Iсвар*Uсвар,

Где Pвых – мощность на выходе аппарата, Iсвар – выдаваемый аппаратом сварочный ток, Uсвар – сварочное напряжение, соответствующее сварочному току по ГОСТ (=20+0,04*Iсвар). Например, выходная мощность при сварочном токе 160А у любого аппарата должна быть:

Pвых=160А*(20+0,04*160)=4,24кВт

Ну это на выходе – понятно, у всех должно быть одинаково. А на входе? Это же важный вопрос: какова должна быть мощность электрического источника, чтобы к нему можно было подключить сварочник? Полная потребляемая от источника мощность сварочных аппаратов конечно, может отличаться. Но чтобы понять, в каких пределах и насколько, предлагаю разобраться, от чего она зависит.

Мощность на выходе сварочного аппарата – это только часть мощности, поступающей на него из розетки или от генератора. В процессе работы электрические компоненты греются и отдают тепло в окружающую среду. Отношение мощности на выходе к непосредственно потребленной мощности на входе называется коэффициентом полезного действия, или сокращенно КПД. Для современных инверторных аппаратов этот показатель обычно лежит в пределах от 80% до 90%. Для расчетов можно брать 85%.

Итого, инверторный сварочный аппарат с номинальным током 160А с КПД 85% потребляет активную мощность, равную:

Pакт=Pвых/КПД

Пример расчета потребляемой активной мощности аппарата для сварочного тока 160А:

Pактив=160А*(20+0,04*160)/0,85=4,97кВт

Но это еще не все. Сварочный аппарат относится к типу приборов, преобразующих в выходную мощность и потери на КПД не всю электроэнергию, потребляемую от источника. Часть этой энергии он возвращает в сеть, не потребив. Возвращенная часть мощности называется реактивной мощностью. Специфика данной статьи не позволяет подробно разложить графики синусоиды тока и напряжения переменного тока, проходящего через сварочный аппарат, и продемонстрировать, откуда берется реактивная составляющая мощности, что такое «сдвиг по фазе» (он же «коэффициент мощности») и как его рассчитать. Вам придется поверить мне на слово, что чтобы получить полную мощность источника питания, требуемую для аппарата, активную мощность придется разделить на тот самый коэффициент мощности, иначе называемый «косинус фи» или еще «косинус угла сдвига по фазе». Опять-таки, Вам придется поверить мне на слово, что для большинства «приличных» современных сварочных инверторов он лежит в пределах 0,8-0,9. Для удобства я беру ту же усредненную цифру, что и для КПД – 0,85. Итого:

Pполн=Pактив/Кмощности

Пример расчета потребляемой полной мощности аппарата для сварочного тока 160А:

Pполн=(160А*(20+0,04*160)/0,85)/0,85=5,85кВА

Обратите внимание, что полная мощность измеряется в Вольт-Амперах (ВА), а не в Ваттах (Вт). Для приборов, преобразующих 100% потребляемой электроэнергии в тепло, показатели в ВА и Вт будут равны. Но не для сварочного аппарата. Рекомендую Вам пользоваться упрощенной формулой, выведенной выше: 

Pполн= Iсвар*Uсвар /0,85/0,85

Зачем пользоваться? Чтобы сразу определить, не вводит ли Вас продавец или производитель в заблуждение. Да и Вам полезно знать, выдержит ли ваш источник электроэнергии подключение сварочного аппарата.

Например, продавец нахваливает Вам аппарат на 160А номинального тока, заявляя, что у него суперэффективное энергопотребление и что с его помощью Вы сможете варить электродом 3,2 мм от обычной бытовой 16-амперной розетки, которая, кстати, рассчитана не более чем на 3,5кВА (16А*220В=3,52кВА).

Какой ток потребуется для ведения работ электродом 3,2 мм? Ну даже из расчета 40А на 1 мм диаметра:

Iсвар=40Ах3,2мм=128А

Какое сварочное напряжение должен обеспечивать аппарат при токе 128А?

Uсвар=20+0,04*128А=25,12В

Теперь осталось подставить полученные значения сварочного тока и соответствующего ему сварочного напряжения в формулу полной мощности:

Pполн= Iсвар*Uсвар /0,85/0,85

Pполн= 128А*25,12В/0,85/0,85=4450ВА=4,45кВа

Продавец вводит в заблуждение. Даже если предлагаемый аппарат и потянет электрод 3,2 мм током 128А, ему нужен для этого источник минимум 4,45кВА. Подключение к розетке 16А в случае продолжительной работы может вызвать перегрев самой розетки или проводки. Хотя, скорее всего, выбьет пробки.  

С минимальным уровнем энергопотребления понятно. А можно ли рассчитать максимальный уровень мощности источника, который может потребоваться аппарату?

Увы, нет. Все приведенные выше формулы позволяют произвести расчеты для оптимального режима сварки, при котором длина дуги приблизительно равна диаметру электрода. Формулы для расчета сварочного напряжения в зависимости от длины дуги тоже существуют. Но вот предсказать поведение аппарата при растягивании дуги только на взгляд нельзя.

На большинстве современных сварочных инверторов растянуть дугу сильно длиннее диаметра электрода не удастся. Компоненты аппарата рассчитаны по мощности впритык.

Хороший аппарат (почти всегда со штыковой вольт-амперной характеристикой) иногда небольшой запас по мощности имеет. При растягивании дуги потребляемая мощность такого аппарата начинает расти. Чтобы не перегружать источник питания, такие аппараты оборудованы функцией ограничения потребляемой мощности. Как только входной ток превышает определенный уровень, срабатывает схема ограничения, и сварочный ток на выходе сбрасывается.

Редко, но попадаются представители китайской промышленности, обладающие значительным запасом по мощности и не оборудованные ограничителем мощности. В частности, автор испытывал аппарат на номинальный ток 200А, который удерживал растягиваемую сварочную дугу вплоть до потребляемой мощности 13кВА (вместо расчетных 7,75кВА). Поэтому при работе от генератора или других источников, где перегрузка может вызвать повреждение источника или другие нежелательные последствия, аппарат сначала нужно проверить на способность ограничивать потребляемую мощность. На веру не стоит воспринимать ни подозрительно низкие показатели энергопотребления, ни даже вполне высокие.

ХОРОШО, ЧТО «..ВАРИТ ОТ 100В!». НО НАСКОЛЬКО ХОРОШО? 

Занижение нижнего порога напряжения источника питания распространено не столь широко, как завышение номинального тока. Этот параметр очевиден для любого потребителя, и его легко проверить. Скорее, имеет место умолчание второй части правды: какой номинальный ток аппарат выдает при пониженном входном напряжении.

Проблема пониженного напряжения, к сожалению, в нашей огромной стране распространена очень широко – производственные и распределительные мощности не успевают за ростом энергопотребления, особенно индивидуального. Первый признак перегрузки – напряжение пониженного уровня: если с источника электропитания отбирать больше зарядов, чем он способен воспроизводить, плотность зарядов на источнике снижается, напряжение падает.

При уровне входного напряжения ниже расчетного, снижается потребляемая, а с ней и выходная мощность сварочного аппарата. Соответственно, существенно снижается его номинальный ток.

Существует 2 принципиальных пути инженерного решения проблемы пониженного напряжения источника питания. Первый: изменение схемы и параметров штатных компонентов аппарата. В первую очередь, коэффициента трансформации высокочастотного трансформатора.

Второй способ – добавление блока корректировки входного питания. Наибольшее распространение получила установка т.н. блоков PFC (Power Factor Correction – в буквальном переводе «корректировки фактора мощности»).

Оба способа требуют дополнительных затрат, особенно установка на входе блока PFC, стоимость которого может составлять более половины сварочного инвертора на 160 ампер без такого блока. Поэтому на аппаратах с номинальным током менее 160 ампер блоки PFC устанавливаются редко. Зато использование блоков корректировки входного питания позволяет работать от более низкого напряжения, чем обычно позволяет добиться изменение параметров штатных узлов.

Если Вы приобретаете аппарат, который планируете эксплуатировать в условиях заведомо пониженного напряжения, недостаточно сравнить уровень ожидаемого напряжения питания с заявленным минимальным порогом напряжения питания аппарата. Нужно разобраться, какой ток будет при вашем входном напряжении выдавать аппарат. Иначе может получиться, что аппарат от обещанного пониженного уровня работает, вот только сварочный ток выдает бесполезно малый.

ПВ, ОН ЖЕ ПН ИЛИ РАБОЧИЙ ЦИКЛ – ВСЕ СОГЛАСНО СТАНДАРТОВ. РАЗНЫХ СТАНДАРТОВ. 

Сварочный аппарат работает с очень высокими токами, вызывающими нагрев силовых элементов. Поэтому одна из главных задач разработчиков сварочного аппарата – обеспечение эффективного охлаждения. Силовые транзисторы размещаются на объемных алюминиевых «постаментах» - радиаторах, имеющих ребристую поверхность, обеспечивающую максимально возможную площадь отдачи тепла. Мощный вентилятор (иногда 2 или 3 шт) обеспечивает непрерывный обдув с целью охлаждения, Несмотря на это, практически в любом аппарате при работе на токах выше определенного происходит перегрев, срабатывает термическая защита и аппарат на время отключается. Вентилятор продолжает дуть, компоненты аппарата, включая защиту, охлаждаются и снова готовы к работе. Это не аварийная ситуация, а нормальный рабочий режим аппарата.

Отношение времени, которое аппарат в течение контрольного периода выдает заданный ток, к этому самому контрольному периоду, называется рабочим циклом аппарата или, иначе, полезным временем (ПВ). Еще иногда – продолжительностью нагрузки (ПН).

ПВ указывается в %. Обычно указывается сварочный ток, на котором аппарат имеет данный показатель ПВ. Например, «120А-90%» означает, что при работе током 120А данный аппарат может выдавать ток 90% времени, и только 10% остывать. Естественно, чем ближе ток к номиналу аппарата, тем быстрее аппарат греется. Т.е. тем ниже показатель ПВ. Если ПВ указан без упоминания силы тока, значит, данный ПВ соответствует режиму номинального тока аппарата. Так показатель ПВ «30%» для аппарата с диапазоном сварочного тока 10-160А означает, что при рабочем токе 160А данный аппарат будет варить 30% времени, а 70% остывать.

Вроде бы все понятно. Но… Существуют различные методики измерения ПВ. И в отличие от единых для всего мира стандартов соответствия сварочного тока и сварочного напряжения дуги, методики измерения ПВ отличаются принципиально. Один и тот же аппарат по разным методикам получит совершенно разный процент ПВ!

Знакомьтесь: самые распространенные методики измерения ПВ сварочного аппарата – европейская, китайская и советская.

Европейская. Подразумеваются условия испытаний, описанные в европейском стандарте EN60974-1. При температуре окружающей среды 40С аппарат включают на заданный сварочный ток и засекают, сколько он непрерывно проработает до первого отключения. Полученный результат относят к 10-минутному отрезку времени. Если за эти 10 минут термозащита так и не сработала (и аппарат при этом не сгорел), значит, рабочий цикл аппарата на этом токе равен 100%.

Методика фирмы Telwin. Ее же в наши дни можно с полным правом назвать китайской. Итальянский концерн Telwin оказал колоссальное влияние на развитие китайских производителей. Его аппараты MMA, MIG-MAG и контактной сварки были прародителями значительной части китайской продукции. И еще сегодня в Поднебесной на неисчислимых производственных линиях можно отыскать братиков-близнецов аппаратов TELWIN. Кроме схем аппаратов, в Китае по достоинству оценили и предложенную итальянским производителем методику измерения ПВ аппаратов. При температуре 20С аппарат не просто нагружают сварочным током, но жгут реальные электроды. При этом учитывается не непрерывное время работы до первого отключения, а суммарное рабочее время сварки за 10 минут. Естественно, показатель ПВ по методике TELWIN получается значительно (до 2 раз) выше, чем при следовании методике EN60974-1. Сама компания TELWIN при указании ПВ по своей методике уточняет это, добавляя «Telwin» после процентного показателя. Замеряющие ПВ по ее методике китайские производители таких подробностей не указывают.

Российская, она же советская. ГОСТ претерпел ряд редакций, в частности - ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004. Условием отечественной методики является обязательное доведение аппарата до режима срабатывания защиты перед началом измерений. Т.е. сначала вводят в режим интенсивной эксплуатации, и только потом производят замеры. Для аппаратов ручной дуговой сварки отечественная методика предусматривает измерения в течение 5 минут, а не 10.

Характерно, что ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 в обязательном порядке относится лишь к сварочному оборудованию промышленного и профессионального назначения и – цитирую – «Стандарт не распространяется на источники питания для ручной дуговой сварки с ограниченным режимом эксплуатации, которые проектируются преимущественно для эксплуатации непрофессионалами». Вероятно, именно этим обстоятельством объясняется не только слабая распространенность отечественной методики, но и свобода трактовки показателя ПВ производителями и импортерами.

И все-таки, какой цикл работы можно считать подходящим? По оценкам специалистов, опубликованных в открытых источниках, реальный цикл работы сварщика ручной дуговой сварки не превышает 20%. Причем эти 20% времени не являются непрерывным отрезком. Более 80% времени уходит на перемещения, контроль уложенного шва, сбив шлака, замену электрода и др.  Так что даже ПВ 30%, замеренного по китайской методике, практически любому сварщику при не очень жаркой погоде будет достаточно – простаивать в ожидании охлаждения аппарата не придется. Если же данный показатель критичен, то лучше не сверять показатель ПВ аппаратов разных марок, а купить аппарат, рассчитанный на более высокий номинальный ток. У него ПВ на том же токе будет точно выше.

А пока ценники реальных и виртуальных магазинов пестрят различными впечатляющими показателями ПВ. И чинные продавцы объясняют неопытным покупателям преимущества больших циферок над маленькими.

НАПРЯЖЕНИЕ ХОЛОСТОГО ХОДА И ФУНКЦИЯ HOT START – ЗВУЧИТ КРАСИВО

Чем выше напряжение, тем легче поджечь дугу. Поэтому напряжение на кончике электрода до возгорания дуги кратно выше, чем при горящей дуге (в большинстве случаев от 1,8 до 2,5 раз). Но слишком высокое напряжение опасно для жизни и здоровья человека. Поэтому выше 80-85В напряжение холостого хода, иначе называемое напряжением без нагрузки, не делают. (В своей книге «Сварочный инвертор – это просто» В.Негуляев утверждает, что до 95В; Ф.Кобелев в своей книге «Как сделать сварочные аппараты своими руками» ссылается на ГОСТ95-77Е и его требование – не более 80В; ГОСТ 12.2.007.8-75 предусматривает предел в 80В для аппаратов переменного тока и 100В постоянного). Впрочем, автору не известны электроды для сварки черных металлов, которые для поджига требовали бы больше 60В. Одновременно автор не слышал об инверторных аппаратах, у которых заявленное напряжение холостого хода было бы ниже 63В.

Чтобы сделать процесс поджига дуги еще легче, изобрели функцию «горячего поджига дуги» - Hot Start. По своей сути она обратна функции Arc Force. Arc Force кратковременно набрасывает ток при опасности разрыва дуги. Hot Start кратковременно набрасывает ток при попытке разжечь дугу.

Как и Arc Force, Hot Start «прыгнуть выше крыши» не может. Для аппарата с номинальным током 160A Hot Start не увеличит ток до 180А. Как показывают тестирования аппаратов, у большинства аппаратов с заявленной функцией HOT START по факту она отсутствует. Вместо нее имеет место повышенный ток при замыкании электрода на метал. И чем более пологая ВАХ, тем больший ток «накидывает» заявленная, но в действительности не существующая на таком аппарате функция HOT START. Помочь разжечь дугу такой дополнительный ток вряд ли может – сварочное напряжение не выдерживается.

На практике заметить разницу напряжения холостого хода в 70 и 80 вольт «по ощущениям» сможет не каждый эксперт, не говоря о новичке. Равно как и набрасывание незначительного тока, если только электроды не дефектные и не отсыревшие, или напряжение холостого хода 60В и ниже.

ЛЮБОЙ КАПРИЗ ЗА ВАШИ ДЕНЬГИ И ЛЮБОЙ СЮРПРИЗ ВМЕСТО НИХ

Я перечислил лишь самые распространенные случаи «экономии» за счет характеристик продаваемого оборудования, встречаемые у некоторых торговых марок федерального масштаба. Еще цена может отличаться в зависимости от марки комплектующих. На характеристиках это обычно не отражается. Более того, нельзя однозначно утверждать, что из 2 аппаратов обязательно надежнее и дольше прослужит именно тот, на котором стоят более высококлассные (и дорогие) комплектующие. Хотя если взять статистику на 2 000 аппаратов, такое, скорее всего, утверждать будет можно.

Цифровые аппараты обычно стоят дороже, чем аналоговые на тот же ток. Цифровой сварочный аппарат – это аппарат с микропроцессорным управлением. Они могут общаться с пользователем посредством дисплея. Аналоговый аппарат – тоже электронный. Но обработка сигналов в нем происходит на уровне взаимного влияния электрических параметров компонентов друг на друга. Является ли цифровой аппарат гарантией более качественного сварочного процесса? Вовсе нет. Лучше купить аналоговый инвертор, выдающий заявленные характеристики, чем цифровой, вводящий в заблуждение. Хотя стремящиеся к экономии производители редко усложняют свои модели с завышенными характеристиками. Их первейшая задача – экономия. Электронный дисплей, кстати, – не признак микропроцессорного управления. Более того, амперметр можно настроить так, что он будет показывать на дисплее не тот ток, который в действительности выдает аппарат.

В Китае более 3000 заводов, выпускающих сварочные аппараты MMA. При такой конкуренции и отсутствии прямой связи с рынками, где их продукция продается, многие заводы концентрируются на самом очевидном направлении повышения конкурентоспособности – на цене. Иногда сами, иногда их толкают на это заказчики – импортеры из других стран.

Выдача менее мощных аппаратов за более мощные – самая распространенная, но не самая вопиющая форма такой «экономии». Автору доводилось лицезреть аппарат, где вентиляторы охлаждения питались от тоненькой проволочки, накрученной в виде еще одной вторичной обмотки на сердечник высокочастотного трансформатора изделия. Экономия, надо полагать, значительная. Но жить такому аппарату недолго, даже если у него превосходно функционирующая термозащита. А купившему его потребителю – мучаться. Потому что цикл работы у такого аппарата, пока он не сгорит, будет выдающийся. Как только сработает термозащита и аппарат отключится, вместе с ним отключится и вентилятор. Ждать охлаждения аппарата придется в несколько раз дольше, чем при наличии полноценного блока питания вентилятора.

СОВЕТ АВТОРА

Мы живем в век товарного изобилия. Чем дальше, тем выбор больше, а свободного времени, чтобы в нем разбираться, меньше. Рекомендую Вам выбирать тех профессионалов, которым доверяете, и пользоваться их услугами.

Конечно, если разница между товарами непонятна, почему бы не выбрать подешевле? Но Вы наверняка стремитесь попасть к конкретному зубному врачу или автомеханику, которых знаете давно и убедились в их компетенции и порядочности. Такой подход разумен и в отношении подбора оборудования, в котором у Вас нет времени разбираться. Доверьте эту работу достойному магазину и торговым маркам производителей, которые этого заслуживают.

Обман является обманом, если его осознает и признает таковым обманутый. Покупатель, которого убедили в магазине, что для сварки электродом 3,2 мм ему «как раз подойдет» аппарат на сварочный ток 200 ампер, который, к тому же, предлагается приблизительно в одну цену с 160-амперными аппаратами конкурентов, может быть вполне доволен и счастлив. Но часто покупателю все же предлагают переплатить за характеристики, которыми предлагаемый аппарат не обладает.

Как бы там ни было, выбор всегда за покупателем.

КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОДБОРУ СВАРОЧНОГО ИНВЕРТОРА

А. Подбор аппарата по мощности.

1. Определить тип работ – тип свариваемого черного металла, его толщина, объем работ.

2. Исходя из предыдущего пункта, выбрать расходник – электроды. Назначения по типам стали указаны на упаковке. Для бытовых работ в большинстве случаев подходят самые распространенные - АНО-21 и МР3. Для профессиональных задач – УОНИ. Диаметр выбирается по толщине свариваемого металла. Упрощенно: 1 мм свариваемого металла = 1 мм диаметра электрода.

3. Подбор аппарата по току. На 1 мм диаметра электрода – 40-50А сварочного тока. Получается, для сварки электродом 3,2 мм при нормальном (не пониженном) напряжении в сети питания нужен аппарат на ток 128-160А. 

Б. Подбор аппарата по источнику питания

4. Важнейшими характеристиками источника электропитания, влияющими на подбор сварочного аппарата являются уровень напряжения и мощность источника электропитания.

5. Исходя из уровня напряжения, подобрать аппарат. Большинство аппаратов заявляют требование к источнику напряжения не ниже 185 вольт. Но даже те, которые заявлены для работы от пониженного напряжения, выдают при пониженном напряжении более низкий максимальный сварочный ток. Т.е. снижение входного напряжения приводит к уменьшению диапазона рабочего тока. Если планируете работать он пониженного напряжения, нужно знать, какой номинальный сварочный ток выдает конкретный аппарат при конкретном пониженном напряжении. Если источник имеет пониженное напряжение, но высокую мощность, лучше всего взять значительно более мощный аппарат.

6. Определить минимально требуемую мощность источника питания для работы на определенном токе можно по формуле:

P=Iсв*(20+0,04* Iсв)/*0,85/0,85

Однако помните, что эта мощность может оказаться выше при растягивании дуги. Особенно это важно помнить при работе от генератора. Резкое повышение уровня потребляемой мощности может вывести генератор из строя.

Сварочные аппараты можно подключать к традиционным генераторам достаточной мощности. Большинство инверторных генераторов, даже достаточной мощности, не рассчитаны на работу со сварочными инверторами. Так как в инверторных генераторах для увеличения стартовой мощности используются конденсаторные блоки, не переносящие сколько-нибудь длительную продолжительную нагрузку.

Обычная бытовая 16-амперная розетка 220В рассчитана на продолжительное подключение мощности не более 3,5кВА. А значит, может выдержать сварку током не выше:

3500ВА= Iсв*(20+0,04* Iсв)/*0,85/0,85, откуда = Iсв=104А

Поэтому для сварки электродом 3,2 мм и толще, подключать аппарат нужно либо к силовой розетке, в том числе на генераторе, либо напрямую к электрощитку. При подключении к силовой розетке (обычно на 32А) вилка на 16А с аппарата демонтируется. На ее место ставится силовая вилка.

7. Подбор аппарата по интенсивности работы

ПВ (оно же ПН) в 30% даже по методике компании Telwin для непрофессионального сварщика достаточно. Если же производительность является ключевым требованием, лучше не сравнивать показатели ПВ, которые замерены по разным методикам и потому вводят в заблуждение, а выбрать аппарат большей мощности, т.е. с большим номинальным током. У него ПВ на том же токе будет точно выше, чем у однотипного меньшей мощности.

8. Дополнительные функции

Чем больше дополнительных функций, тем на начальном этапе лучше.

Функция против залипания электрода Anti-Stick. Автоматически определяет режим короткого замыкания (т.е когда электрод «прилип» к свариваемому металлу) и отслеживает его продолжительность. Если в течение контрольного времени (долей секунды) режим не меняется, сбрасывает ток, «отпуская» электрод. Очень полезная функция для начинающих сварщиков. На отдельных дорогих аппаратах можно регулировать контрольное время срабатывания Anti-Stick. К настоящему моменту наличие данной функции на сварочном инверторе является почти стандартом индустрии. Однако на некоторых дешевых аппаратах неизвестных производителей может не срабатывать или даже отсутствовать вовсе. Визуально определить наличие или отсутствие функции нельзя.

Функция форсирования дуги Arc-Force.

Облегчает процесс сварки неопытному сварщику, у которого дергается рука. На предельном токе в большинстве аппаратов не действует. Фактически присутствует только на аппаратах, где на панели есть отдельная ручка регулирования силы набрасываемого тока. «Автоматическая» функция Arc-Force в большинстве случаев – обман, при котором за «набрасываемый ток» выдается участок вольт-амперной характеристики вне рабочего диапазона сварочного тока, где аппарат не может обеспечить достаточное для нормальной работы сварочное напряжение. Удержать дугу такое увеличение тока никак не может.

Функция горячего поджига Hot-Start.

Облегчает разжигание сварочной дуги набрасыванием тока в момент поджига. При напряжении холостого хода свыше 65В и нормальных электродах не требуется. По факту в большинстве аппаратов, где заявлена, отсутствует. Признаком наличия является отдельная ручка, позволяющая регулировать силу набрасываемого тока. Даже в тех аппаратах, где действительно есть, на предельном сварочном токе не действует. Аналогично функции Arc-Force, за наличие функции Hot-Start часто выдают увеличивающийся при коротком замыкании ток, относящийся к участку вольт-амперной характеристики вне рабочего диапазона сварочного тока. У аппаратов с полого падающей ВАХ ток короткого замыкания может существенно превышать номинальный сварочный ток. Но удержать дугу после чиркания электродом такая «автоматическая функция»  не поможет – сварочное напряжение будет ниже положенного.

9. Комплектация. Что обычно входит в базовую комплектацию бытового сварочного инвертора?

* Провода электрододержателя и клеммы массы (а вот в комплектацию профессиональных аппаратов они обычно не входят).

* Маска-щиток, она же щиток сварщика. Маской это назвать нельзя. Это простенький светофильтр, годящийся разве что на проверку аппарата разовым поджигом дуги. Для нормальной работы нужна маска с автоматическим затемнением, т.н. «Хамелеон». Иногда такая маска идет в одном комплекте с аппаратом. Но помните, что маски сварщика профессионального уровня, обеспечивающие максимальную защиту глаз, никогда не кладут в комплекты. И в продаже отдельно они далеко не самые дешевые.

* Щетка-молоточек. Простой, но очень полезный аксессуар, востребованный в работе. Если его в комплекте нет, нужно приобрести.

* Ремень для переноски. Актуальный аксессуар для тех, кому требуется перемещаться с аппаратом по стройке и другим обширным участкам работ, в т.ч. вверх-вниз по лестницам.

* Пластиковый кейс. Не только удобен для хранения и перевозки, но и защищает аппарат от пыли, к которой инверторная техника весьма чувствительна.

Общая тенденция: чем аппарат профессиональнее, тем проще комплектация.

10. Работа на морозе. Отдельные электронные компоненты управления не выносят отрицательных температур. Их аналоги с возможностью функционирования стоят несколько дороже. Поэтому большинство инверторных аппаратов в стандартной комплектации могут работать только от 0 градусов и выше. Если такой аппарат вынести из тепла и активно эксплуатировать, не давая ему остыть, работать он будет. А вот при промерзании просто не включится. Поэтому если планируется эксплуатация при постоянной отрицательной температуре, аппарат нужно выбрать с соответствующим температурным диапазоном.

Мощность инверторных сварочных аппаратов

Вычисление мощности сварочного инвертора

Сварочные инверторы сегодня приобрели большую популярность, постепенно вытеснив трансформаторы и выпрямители. Благодаря небольшим габаритам и приемлемой цене они стали доступны для использования и в загородном хозяйстве и в гараже и в домашних условиях.

При выборе инвертора у непрофессиональных сварщиков может возникнуть вопрос — а на какую же максимальную мощность выбрать сварочный аппарат? В магазинах можно найти большое количество сварочных инверторов с заявленным максимальным током 160А, 190А, 200А, 250А и т.д. Конечно есть соблазн взять сварочник помощнее, с запасом. И тут при выборе надо помнить, где он будет применяться и с какой целью. Например обычная бытовая однофазная сеть 220В рассчитана на ток нагрузки до 16А. На такой ток рассчитаны розетки, вилки, провода, автоматы. То есть максимальная мощность сварочного инвертора при работе в такой сети будет ограничена.

Также важно помнить, что далеко не все наши сети имеют стабильное напряжение 220V. Если в городской черте перепады напряжения обычно незначительны — до ± 15%, что не является проблемой для сварочных инверторов, рассчитанных на отклонения напряжения до 20%, то в садоводствах, деревнях, гаражах просадка может достигать и 25-30% от номинального напряжения. В таком случае большинство инверторов будет работать нестабильно, дугу будет просто не поджечь.

Так как же нам рассчитать потребляемую мощность инвертора?

Для этого необходимо знать несколько характеристик, а именно коэффициент полезного действия (КПД) инвертора, напряжение сварочной дуги, продолжительность включения, коэффициент мощности, значение максимального тока.

КПД сварочных инверторов в среднем составляет 85%.

Продолжительность включения (ПВ) — это характеристика времени непрерывной работы инвертора относительно общего времени его использования. Она обычно рассчитывается в процентах, за 100 % принят цикл 10 мин. В хороших профессиональных инверторах ПВ считается 60 % и выше.

Коэффициент мощности для недорогих моделей имеет показатель 0,6-0,7. Для дорогих профессиональных моделей этот показатель может иметь значение 0,8-0,85.

Теперь рассчитаем потребляемую мощность инвертора.

Например, наш сварочный инвертор имеет такие характеристики: максимальный потребляемый ток 160А, выходное напряжение 30V, КПД составляет 0,85, продолжительность включения 60 %.

Умножаем максимальный потребляемый ток на выходное напряжение и коэффициент мощности P= I * U * cosφ = 160 * 30 * 0.7 = 3360 W. Теперь полученный результат разделим на 0,85. 3360/0.85 = 3953 W. Мы получили максимальную мощность инвертора, потребляемую при сварке. Высчитаем среднюю мощность инвертора, умножив максимальную мощность на ПВ — 3953 * 0,6 = 2372 W. Этот показатель и является тем значением, на который надо ориентироваться.

В заключении хотел бы привести таблицу выбора диаметра электродов в зависимости от толщины металла и сварочного тока.


Плюсы и минусы сварочных инверторов

Из всех видов сварочного оборудования сегодня наибольшим спросом пользуются инверторные сварочники. Они обладают множеством достоинств по сравнению с трансформаторами и простыми выпрямителями, которые постепенно отходят в прошлое. Инверторы имеют малый вес и небольшие размеры, а качество сварки, которое они «выдают», просто отличное. Благодаря наличию инверторного блока удается получать высокомощный постоянный ток. КПД таких аппаратов – около 90%. Электрическая дуга отличается стабильностью даже при скачках сетевого напряжения, применении слишком длинных токонесущих кабелей и использовании в качестве источника тока автономного бензинового/дизельного генератора.

Большинство настроек – автоматизированы. Функция антизалипания электродов позволяет легко зажигать дугу и существенно облегчает и ускоряет сварочный процесс, повышая его качество. Кроме того, инверторные сварочные аппараты оснащены системой защиты, исключающей возможность «сгорания» оборудования. Инверторы отлично подходят как для начинающих сварщиков, так и для профессионалов.

Обзор пяти актуальных моделей

В настоящее время сварочные агрегаты данного вида может позволить себе каждый. Они представлены в большом ассортименте. А цены на них существенно снизились – в связи с широким распространением и ростом конкуренции между производителями. Мы поговорим о некоторых популярных моделях с показателем тока сварки до 200 А. Первые три модификации (Gerrard MMA-200, Кедр 200 и Kaiser NBC-200) можно приобрести за 120/160 долларов. Они предназначены для сварки посредством стандартных штучных электродов. Сварог 205 (стоит около 320 долларов) и Форсаж 200 (обойдется примерно в 520 долларов) являются более функциональными. Они позволяют осуществлять аргонодуговую сварку.

Это один из недорогих инверторов, успевших довольно хорошо себя зарекомендовать. В плане качества сварки претензий к нему нет. Но без одного недостатка в отношении комплектации, хоть и несущественного, не обошлось. Это «слабые» разъемы для подключения силовых кабелей. Они быстро разбалтываются при регулярной эксплуатации аппарата. Устранить этот минус не составит труда.

Основные технические характеристики:

Потребляемая мощность: 5 кВт, Габаритные размеры: 445/180/271 мм, Масса: 5,3 кг, Номинальное сетевое напряжение: 220 В. Показатель допустимого отклонения составляет ± 15 %, Диапазон тока сварки: 20/200 А, ПН: 60% (продолжительность нагружения на максимальном токе).

Сварочные инверторы данной марки мало чем отличаются от предыдущих. Большая мощность аппарата может привести к перегреву проводки при длительной работе. Еще один недостаток Kaiser NBC-200 – низкая ремонтопригодность. Большинство электрических плат меняются блоками, а точечному ремонту не подлежат. Зато значительная масса способствует меньшему нагреванию электроузлов самого агрегата.

Основные технические характеристики:

Потребляемая мощность: 6,7 кВт, Габаритные размеры: 445/180/271 мм, Масса: 6,5 кг, Номинальное сетевое напряжение: 220 В. Показатель допустимого отклонения составляет ± 15 %, Диапазон тока сварки: 20/200 А, ПН: 60%.

Это более «продвинутый» сварочный аппарат, чем Gerrard MMA-200 и Kaiser NBC-200, оборудованный уникальным микропроцессором. Ремонтопригодность – хорошая.

Основные технические характеристики:

Потребляемая мощность: 5,2 кВт, Габаритные размеры: 320/123/220 мм, Масса: 5 кг, Номинальное сетевое напряжение: 187/142 В. Благодаря наличию высокотехнологичного микропроцессора Кедр 200 может работать и при пониженном напряжении – до 140 В, Диапазон тока сварки: 20/200 А, ПН: 60%.

Среди серийно производимых инверторов, предназначенных как для стандартной электросварки обычными электродами, так и для аргонодуговой сварки (неплавящимися электродами в защитной газовой среде), внимания заслуживают сварочники Сварог 205 и Форсаж 200.

По своим рабочим показателям является полупрофессиональным аппаратом. До профессиональных модификаций немного не «дотягивает» по параметру стабильности работы в беспрерывном режиме. Ремонт обойдется в приличную сумму, но требуется он крайне редко, так как агрегаты данной марки отличаются высокой надежностью. В большинстве случаев оборудование приходит в негодность при нарушении правил эксплуатации или при покупке подделки.

Основные технические характеристики:

Потребляемая мощность: 5,7 кВт, Габаритные размеры: 336/120/198, Масса: 5,8 кг, Номинальное сетевое напряжение: 220В. Показатель допустимого отклонения составляет ± 15 %, Диапазон тока сварки: 10/180 А, ПН: 60%.

Это одна из лучших моделей профессиональных сварочных инверторов отечественного производства. Стоит такой аппарат приличных денег. Зато отличается хорошей ремонтопригодностью. Цены на комплектующие ниже, чем на агрегаты такого же класса европейского производства. Благодаря значительному нижнему пределу рабочего напряжения варить можно без стабилизатора даже при подключении к источнику тока с нестандартно низким напряжением.

Основные технические характеристики:

Потребляемая мощность: 7,2 кВт, Габаритные размеры: 295/145/182, Масса: 5,8 кг, Номинальное сетевое напряжение: 220 В. Показатель допустимого отклонения составляет + 15 % / – 35%. Диапазон тока сварки: 10/200 А, ПН: 40%.

При покупке инвертора обязательно подробно ознакомьтесь со всеми его характеристиками. Многие дорогостоящие модификации мало чем отличаются по своим параметрам от дешевых. Если планируется регулярная и интенсивная эксплуатация аппарата, то лучше обратить внимание на профессиональные и полупрофессиональные модели. Для нечастого использования и решения простых сварочных задач вполне «хватит» недорогого бытового сварочного инвертора.


сравнение стран производителей, топ в бытовой категории

Использование сварки порой необходимо при различных строительных работах. Изобретение инверторных источников питания позволило сделать сварочные аппараты доступными, уменьшив их габариты и увеличив качество сварного шва. В торговых точках можно встретить большое количество предложений по таким устройствам. Рейтинг надёжности сварочных инверторов, составленный специалистами в области сварки, поможет определиться с выбором и подобрать для себя идеальное устройство.

История развития сварочной техники

Сварочный аппарат представляет собой источник питания, обеспечивающий цепь, в которую он включён, током большой величины. Ток, возникающий при сварке, достигает 12 кА. Первыми разработками управляемых источников питания занимался учёный Розенберг, сконструировавший в 1905 году первый прототип устройства. В 1907 году американская компания Lincoln Electric наладила серийные выпуски генератора с регулируемым напряжением.

Открытие селеновых диодов в 50-х годах позволило создать мощные выпрямители для сварки.

В середине 70-х годов финский производитель Kemppi наладил выпуск устройства использующего в работе тиристорный выпрямительный узел. Его конструкция содержала тиристоры, преобразующие ток постоянной величины в переменный. Серия получила название Hilark и работала на частоте 3 кГц. Дальнейшее развитие полупроводниковых элементов позволило усовершенствовать устройства и для сварки. Так, изобретение транзисторов с изолированным затвором IGBT позволило повысить частоту преобразования до 20 кГц. Такие приборы в 1991 году под названием Master начала выпускать компания Kemppi.

На сегодняшнее время актуальными моделями являются устройства, работающие на MOSFET транзисторах. За счёт применения таких транзисторов частота преобразования повысилась в несколько раз. Преимуществом инверторного преобразования стало снижение массы сварочных аппаратов, повышение КПД, снижение разбрызгивания при сварке, при этом позволило увеличить плавность регулировки.

Принцип действия

Сварочные инверторы устроены так, что напряжение на выходе не зависит от напряжения на входе. А значит, выставленный ток сварки не зависит от напряжения сети. Использование инверторов удобно при создании дуги, так как прилипание электрода практически отсутствует.

Принцип работы заключается в следующем. Переменное напряжение из промышленной сети частотой 50 Гц поступает на выпрямительный блок. Преобразуюсь в постоянное значение, сигнал попадает на силовой блок, состоящий из IGBT транзисторов. В результате из-за их ключевого режима работы, на выходе с блока образуется импульсный сигнал с большей частотой, около 20−60 кГц. Далее, поступая на блок преобразователей, величина напряжения понижается, а сила тока соответственно увеличивается.

 

Таким образом, требуемая величина тока достигается путём изменения сигнала высокой частоты. Это и обеспечивается преимущество над другими видами источников питания сварочной дуги.

Критерии отбора

Выбрать оптимальный сварочный инвертор непросто, учитывая разнообразие моделей, предлагаемых в торговых точках. Очень часто устройства с лучшими техническими характеристиками стоят дешевле, чем инверторы с худшими параметрами. В первую очередь такое положение вещей связано с именем производителя, но это не значит, что китайские сварочные инверторы плохие. Хотя профессиональные сварщики отдают предпочтения серьёзным производителям. В зависимости от интенсивности использования сварочного аппарата и требованиям к виду работ вполне возможно приобрести оборудование по низкой цене, полностью отвечающее потребностям.

Громоздкие и тяжёлые сварочные устройства были заменены на мобильные устройства, насыщенные электроникой, которая не всегда может похвастаться своей надёжностью. Преимуществом зарекомендовавших себя брендов в первую очередь является то, что такие компании обеспечивают соответствие заявленных характеристик прибора действительным. Часто они гарантируют работоспособность аппарата на протяжении длительного времени, при этом осуществляя беспроблемное гарантийное и послегарантийное обслуживания.

Ведущими производителями сварочных устройств являются следующие страны:

  • Франция.
  • Германия.
  • Италия.
  • Китай.

Наряду с этим, стоит учитывать, что производители из России и Украины в последнее время достигли также хорошего качества выпускаемой техники. Такие компании не являются лидерами в Европейских странах из-за высокой внешней конкуренции, но вполне могут противопоставить свою продукцию на внутреннем рынке. Продукция этих стран-производителей отличается друг от друга, имея как свои достоинства, так и недостатки.

В любом случае от устройств требуется практичность и эффективность в работе. Рейтинги лучших сварочных инверторов построены именно на продукции из этих стран.

Инверторы, произведённые во Франции

Из французских компаний, производящих инверторы, в первую очередь выделяется компания SAS Gys, основанная в 1964 году, имеет свои филиалы в Германии и Китае. Выпускает продукцию бытового, полупрофессионального и профессионального назначения. Модели, выпускаемые под именем Gys, характеризуются, по мнению пользователей, продолжительным периодом эксплуатации. Инверторные устройства, произведённые во Франции, используют в работе все новаторства в области сварочных работ. Это позволяет французам оставаться одними из самых высокотехнологичных производителей оборудования.

Немецкие сварочные аппараты

Немецкие инверторы отличаются безупречным качеством сборки. На рынке Германии существуют сразу несколько производителей, конкуренция между которыми заставляет их постоянно совершенствовать выпускаемую продукцию. Такими фирмами являются: Stark, EUROLUX, Craft-tec, BauMaster. Любой сварочник, выпускаемый в этой стране, имеет защиту от перепадов входного сигнала, перегрузок, перегрева. Как правило, все заводы расположены на территории страны, используют современные технологии и, по отзывам пользователей, являются надёжными устройствами в любом выпускаемом классе.

Итальянские устройства для сварки

Инверторы, выпускаемые итальянскими производителями, отличаются привлекательным дизайном. Наиболее популярными представителями являются: L’Awelco, Ergus, TELWIN, Fimer, Deca, Cebora. Продукция итальянских производителей направлена на занятие средней ниши, они отлично сочетают в себе качество и недорогую стоимость.

Такие инверторы уступают в надёжности немецким и французским изделиям, но выигрывают по качеству у российских или украинских фирм. Это обусловлено тем, что компании из Италии часто сотрудничают с известными немецкими корпорациями. Итальянская инверторная сварка популярна как среди европейского, так и отечественного потребителя. Этому способствуют невысокая стоимость, хорошая сборка, развитая сеть сервисных центров.

Производители из Китая, России, Украины

Китайские модели представлены большим количеством компаний. К лидерам относят: Sturm, Gerrard. Далеко не все китайские компании, выпускающие инверторы, производят низкого качества продукцию.

Некоторые аппараты действительно выпускаются качественными, но в большей мере это относится к производствам перенесённых из других стран в Китай. Например, латвийская компания «Ресанта» очень популярна на территории бывших стран СССР, для удешевления себестоимости перенесла все свои мощности в Китай. Или компания «Сварог», которая поступила аналогично. Основные преимущества аппаратов в низкой цене, хороших заявленных параметрах, а также наличие дополнительных возможностей.

При определении, какой инверторный сварочный аппарат лучше, в рейтинге часто оказывается продукция российских и украинских производителей. В эти списки попадают следующие марки: Интерскол, Зубр, Сварог, Днипро-М, Форсаж-161. Некоторые эти компании перенесли своё производство на территорию Китая. Пользуются они заслуженной популярностью из-за хорошего запаса по прочности при относительно недорогой цене. Такие устройства более адаптированы к совместному использованию с отечественными линиями электропередач, например, при низких напряжениях. При этом сервисный ремонт практически не вызывает трудностей.

Рейтинг сварочных инверторов

При сравнении наиболее качественных приборов бралось во внимание мнения авторитетных сайтов и специализированных форумов, на которых обсуждаются достоинства и недостатки продукции. В первую очередь учитывался рейтинг сварочных инверторов для дома среди сварщиков.

Инверторы-полуавтоматы для сварки

  1. Aurora OVERMAN 180. Характеризуются невысокой ценой и высокой надёжностью. Номинальный ток достигает 180 ампер. Потребление энергии составляет не более 4,7 кВт. В конструкции предусмотрена ручка выставления жёсткости ВАХ и ускоренная протяжка. Недостаток в отсутствии ручного режима подачи проволоки.
  2. Сварог EASY MIG 160 (N219). Рассчитан на использование с проволокой 0,8 мм. Имеет надёжный протяжный механизм, схема управления идеально подстраивается под входное напряжение. Недостаток в немного завышенной цене.
  3. Elitech ИС 190П. Имея КПД, равный 80 процентам, практически не перегревается, работая при токе 150 ампер. Минимально необходимое напряжение для работы составляет 160 вольт. Отличительная черта удобство в управлении. К недостаткам относят невозможность работать с проволокой один миллиметр и короткий рукав.

Как показывает практика, при одинаковых характеристиках затруднительно выбрать инверторный аппарат для дома или дачи.

Топ для каждой категории формировался не только по отношению цена и качество, но и по техническим характеристикам.

Инверторы ручной дуговой сварки

  1. FUBAG IR 200. Такое устройство обладает высоким значением тока в 200 ампер. Благодаря чему даёт возможность осуществлять резку и сварку металлов электродами до пяти миллиметров. Их особенность, в способности работать даже при напряжении в сети равным 150 В. С таким аппаратом справиться с любым видом сварки сможет даже начинающий сварщик из-за наличия следующих функций: антизалипание и форсаж ведения дуги. К недостаткам можно отнести длительность работы без перерыва, связанным с низким КПД, составляющим 40 процентов.
  2. Сварог ARC 205 (J96). Надёжное устройство, имеющее высокую мобильность из-за своего веса. Применяя электроды с диаметром три миллиметра, практически невозможно перегреть устройство. Может использоваться также и для сварки аргоном. Наибольший ток сварки достигает 180 ампер, что не позволяет использовать электроды диаметром более четырёх миллиметров. Имеет КПД 60 процентов. Аналогично предыдущей модели имеет следующие функции: антизалипание и атематической системы регулирования дуги. Диапазон нижнего рабочего напряжения составляет 185 вольт.
  3. Ресанта САИ-220. Рабочий ток достигает 220 ампер, что позволяет работать с электродами диаметром пять миллиметров. Уверенно работает при низком входном напряжении. Прибор снабжён защитой на входе, позволяющей избежать возгорания проводки. КПД достигает 70 процентов. Корпус выполнен полностью из металла. Отличное соотношение цены и качества. Из недостатков выделяют слишком лёгкое вращение рукоятки регулировки силы тока и слабо выполненную систему вентиляции.

При выборе устройства необходимо учесть не только рейтинг, но и желательно сравнить отзывы на форумах. Благодаря таким отзывам и обзорам формируется реальное представление о выбранном устройстве. Вот некоторые из них:

Купил FUBAG IR 200 для небольших работ в гараже. Хорошо поджигает дугу, удобный дисплей. Резал четвёркой в течение 20 минут, не перегрелся. Плохо, что короткие провода, но это мелочь по сравнению с его надёжностью.

Илья Севидов, Москва

Работаю профессиональным сварщиком, для себя выбрал Сварог ARC 205 (J96). Сварог — это чистейший китаец, но в работе полностью устраивает. В течение года проблем не обнаружено. Удобно, что имеет маленькие размеры.

Андрей Маяковский, Харьков

Выбирал себе инвертор на дачу. Выбор остановил на Aurora OVERMAN 180 из-за того, что работает при просадках напряжения до 140 вольт. Через месяц использования сломался. Поменяли по гарантии, оказался заводской брак. Заменённый прибор отработал уже более года без нареканий.

Дмитрий Алексеевич, Луцк

Прислушавшись к советам, взял Сварог EASY MIG 160. Включив аппарат, я почувствовал себя профессионалом. Идеальная сварка алюминия, экономичный расход и при этом сам аппарат недорогой. Не понравилось, что в комплекте отсутствовал держатель для MMA, а так доволен.

Сергей Демидов, Саратов

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Какой процесс дуговой сварки наиболее эффективен?

На этот вопрос можно ответить очень быстро. Газовая дуговая сварка (GMAW) и дуговая сварка под флюсом (SAW) могут иметь эффективность наплавки 98-99%. Однако вопрос немного сложнее, поскольку, когда мы говорим об эффективности, мы не заботимся только об эффективности наплавки (какая часть электрода становится металлом сварного шва). Мы заботимся о том, как быстро мы сможем нанести наплавленный металл.

Из-за этого ответ на этот вопрос «в зависимости.” Это зависит от приложения и его требований.

Во-первых, давайте посмотрим строго на эффективность осаждения различных типов электродов:

SMAW (рукоять) - 60-65%

FCAW-G (порошковая газовая защита) - 82 - 88%

FCAW-SS (порошковая самозащитная) - 75 - 85%

GMAW (миг) - 92 - 99%

SAW (дуга под флюсом) - 99% (без флюса)

MCAW (металлический сердечник) - 94-98%

GTAW (тигель) - 94-97%

На первый взгляд можно предположить, что SMAW - худший по эффективности.Это верно в отношении эффективности его осаждения. На каждый фунт стержневого электрода, который вы покупаете, только около двух третей его становится сварным металлом. Остальное - потеря шлака и шлака. Кроме того, SMAW - это настоящий ручной процесс, то есть автоматическая подача электрода отсутствует. Это делает SMAW очень неэффективным процессом. Однако бывают случаи, когда возможность быстрого изменения типа и диаметра электродов может повысить эффективность. SMAW, как правило, наиболее эффективен при техническом обслуживании и в некоторых наружных применениях, где становится трудно перемещать баллоны с газом и / или переносные механизмы подачи проволоки.

Дуговая сварка в защитном металлическом корпусе имеет очень низкую эффективность электрода, но это очень универсальный процесс, который пригодится, когда требуется гибкость.

GMAW и MCAW кажутся лучшими, и они остаются до тех пор, пока мы свариваем в плоском или горизонтальном положении для угловых швов или в плоском положении для канавок. При скорости наплавки, превышающей 15 фунтов в час с проволокой диаметром 1/16 дюйма, этот процесс чрезвычайно эффективен. Однако, если вы вытащите его из положения и сварите вертикально вверх или над головой, вы будете вынуждены снизить эту скорость наплавки примерно до 5 фунтов в час.

Газовая дуговая сварка металлическим электродом - самый популярный процесс дуговой сварки на производственных предприятиях. Высокая эффективность электрода и способность наносить металл с высокой скоростью делают его очень привлекательным процессом для высокопроизводительных сред.

FCAW может помочь без позиции. Если вы затем переключитесь на FCAW, когда ваша работа требует, чтобы вы двигались вертикально вверх или над головой, вы можете получить скорость наплавки около 10 фунтов в час с правильным электродом.Есть провода FCAW, которые специально разработаны для выхода из положения. Хотя эффективность этого типа электрода может составлять всего 75% для самоэкранированной FCAW, он может быть наиболее эффективным при сварке в нерабочем положении. Очистка шлака, особенно когда мы выполняем несколько проходов, может занять очень много времени. Однако этот процесс может удвоить скорость осаждения GMAW вне положения, его легче выполнять сварщику, и он может сократить дорогостоящие доработки.

SAW имеет наивысший КПД электрода и в длинных, плоских и прямых соединениях будет наиболее эффективным.Это также чрезвычайно полезно при сварке с кольцевыми канавками, как и в сосудах высокого давления. Пила также является предпочтительным процессом для твердосплавной наплавки прокатных валков и других видов непрерывной сварки при нанесении твердосплавной наплавки. Однако с SAW вы ограничены ровным и горизонтальным положением.

Дуговая сварка под флюсом позволяет наплавить металл со скоростью более 20 фунтов в час с использованием одного электрода. Однако он ограничен только горизонтальным и горизонтальным положениями.

GTAW очень эффективен, но, как вы, наверное, уже знаете, он может быть мучительно медленным.

Всегда помните, что самый экономичный процесс - это процесс с наименьшими затратами на фут сварного соединения. Таким образом, эффективность электрода - это всего лишь одна составляющая. Другими факторами, влияющими на стоимость одного фута сварного шва, являются:

  • Стоимость электрода
  • Стоимость труда / времени на сварку, включая удаление шлака (при наличии)
  • Ремонт (некоторые процессы более подвержены нарушениям и дефектам сварного шва)
  • Требуется подготовка швов (т.е. GTAW требует идеально чистых швов, а SMAW - нет)
  • Навык сварщика

Какой процесс вы используете чаще всего? Считаете ли вы, что это наиболее эффективно для вашего конкретного приложения?

Ссылка: Руководство по процедуре дуговой сварки - 14-е издание

8 самых прочных типов сварных швов и 9 типов сварки, которые вы должны знать

Легко упустить из виду прочность сварных швов, так как большинство сварных швов, выполненных при текущем ремонте, позволяют быстро исправить элементы оборудования, которые нельзя оставить в мастерской. слишком долго.

Однако некоторые строительные нормы и правила предъявляют строгие требования к прочности сварных швов. Здесь вы узнаете, какие сварные швы самые прочные и в чем их прочность.

Какие типы сварных швов самые прочные? Мы выделили 8 типов особо прочных сварных швов:

  1. Угловые сварные швы
  2. Канавочные сварные швы
  3. Угловые сварные швы с помощью сварочного аппарата MIG
  4. Канавочные сварные швы при сварке палкой
  5. Алюминиевые сварные швы TIG
  6. Прихваточные швы с использованием TIG
  7. Соединения с одним клином и квадратной канавкой с использованием TIG
  8. Сварные швы с сердечником из флюса в более толстых металлах

Не существует типа сварного шва, который был бы самым прочным во всех областях сварки.Самый прочный сварной шов зависит от используемого основного металла и ожидаемой величины нагрузки на сварное соединение.

Здесь вы найдете исчерпывающее руководство по наиболее прочным типам сварных швов для самых разных применений, от автомобильных работ до изготовления стальных конструкций.

Какой сварной шов самый прочный?

Какой сварной шов самый прочный? Абсолютно самый прочный сварной шов, который может быть выполнен в обычных условиях, - это тип сварного шва, выполненный с помощью технологии сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) , также известной как сварка GTAW.Сварщики TIG известны тем, что создают чистые и прочные сварные швы.

Отчасти причина того, почему типы сварных швов, выполненные сварщиком TIG, являются сильными, - это высокая эффективность наплавки сварочного оборудования TIG .

Процент присадочного металла, попадающий непосредственно в сварное соединение, больше по сравнению с такими методами сварки, как сварка штучной сваркой, при которых образуется много брызг.

Ссылки по теме: 9 различных типов сварочных процессов и их преимущества

Есть много применений для сварщиков TIG.Они способны производить прочные сварные швы в алюминиевых материалах, например в автомобильных деталях. Они также эффективны при использовании для нанесения корневого шва в соединениях с пазом с одним v-образным вырезом и квадратным корнем.

Соединения с пазами часто используются в строительстве. В повседневном применении пазовые соединения используются при изготовлении металлических шкафов.

Сварка TIG также более эстетична. То, что сварной шов хорошо выглядит, не обязательно означает, что он прочнее.Однако в случае сварных соединений TIG они часто оказываются прочнее, чем другие типы сварных швов.

Обратной стороной сварки TIG является количество практики, которую необходимо освоить.

Сварка TIG

Другие методы сварки, такие как сварка MIG или электродная сварка, безусловно, позволяют получать сварные швы достаточной прочности в повседневных применениях.

Изготовление прочных сварных швов с использованием этих методов будет обсуждаться более подробно позже в этой статье.

Заблуждения о прочности сварного шва

Неверно утверждать, что прочность сварного шва зависит исключительно от способности сварного шва проникать в опорную плиту. Прочность сварного шва измеряется пределом прочности на разрыв и пределом текучести , оба из которых будут рассмотрены более подробно, прежде чем мы перейдем к теме, какие конкретные сварные швы мы считаем самыми прочными.

Показатели прочности сварного шва могут включать:

  • Прочность на растяжение
  • Предел текучести
  • Прочность на сдвиг

Все типы сварки, которые будут обсуждаться в этой статье, относятся к дуговой сварке.Проще говоря, цель любой техники дуговой сварки - соединить два куска металла вместе так, чтобы они стали единым целым. Это процесс, который называется fusion .

Размер сварного шва и прочность сварного шва не коррелируют. Даже отдельные прихваточные швы могут быть более чем достаточно прочными для выполнения этой работы, о чем будет подробнее сказано ниже.

По этой причине я никогда не стану утверждать, что один конкретный сварной шов прочнее других.

Однако я представлю вам обширный список самых надежных сварных швов.Это виды сварочных технологий, которые ежедневно используются профессионалами во всем мире.

Если бы они не работали так хорошо, как они, вы бы гораздо больше услышали о катастрофах, возникающих в результате разрушения сварного шва.

Ссылки по теме: 5 Ключевые преимущества дуговой сварки перед газовой сваркой

Присадочные металлы и прочность на разрыв

Одним из способов обеспечения прочности сварного шва является использование присадочного металла, соответствующего требованиям работы. Присадочный металл - это термин, используемый для описания электрода, отвечающего за осаждение материала, который в конечном итоге будет составлять сварной шов.

Хотя этот термин традиционно использовался для описания расходных электродов, в последнее время это определение было расширено и для обозначения непотребляемых материалов.

Расходный электрод

Если вы когда-либо слышали что-нибудь о выборе присадочного металла, вам, возможно, посоветовали просто сопоставить присадочный металл с основным металлом. Мы все хотим, чтобы выбор присадочного металла был таким простым, но, к сожалению, это не всегда так по разным причинам.

Во-первых, конструктивные нормы, такие как AWS D1.1-Structural Code, предписывают, какой конкретный присадочный металл используется в промышленных условиях.

Положение сварки также определяет, какой присадочный металл обеспечит наилучшую прочность сварного шва. Есть некоторые присадочные материалы, которые настолько жидкие и расплавленные, что могут капать и причинять вред сварщику, если их использовать в вертикальном или верхнем положении.

Расположение основных металлов может не позволить сварному шву полностью проникнуть через соединение, что приведет к сварному шву, который не пройдет проверку.

Ссылки по теме: Различные типы сварочных стержней и их применение

Что такое предел прочности на разрыв и почему это важно?

Предел прочности на разрыв (TS) также обычно называют пределом прочности на разрыв (UTS) или просто пределом прочности.

Определяется как максимальное напряжение , которое материал может выдержать до разрушения или разрушения . Причины стресса могут включать чрезмерное растяжение или растяжение.

В сварочных приложениях предел прочности на растяжение часто выражается как фунт-сила на квадратный дюйм.

Предел прочности на разрыв электрода или присадочного металла можно найти в названии продукта в соответствии с системой классификации, созданной Американским обществом сварки.

В этой системе электрод E7018 будет иметь предел прочности на разрыв 70 000 фунтов на квадратный дюйм, что делает его совместимым с основным металлом с пределом прочности на разрыв в пределах 70 000 фунтов на квадратный дюйм.

Если вы не выберете присадочный металл или электрод, у которого есть соответствующий предел прочности на разрыв для вашего предполагаемого использования, , тогда вы рискуете создать слабый сварной шов.

Мы настоятельно рекомендуем покупать различные присадочные металлы для удовлетворения своих потребностей, чтобы у вас не возникла проблема отсутствия подходящего инструмента для работы.

Ссылки по теме: Вот почему сварочные стержни необходимо нагревать

Начните с учета требований к прочности сварного шва

Для вашего проекта экономично выбрать самый прочный тип сварного шва. Избыточная сварка влечет за собой высокие затраты, как далее объясняется в данном Практическом руководстве по проектированию сварных соединений .

Избегайте переплаты за сварные швы, учитывая, насколько прочный шов действительно необходим вашей детали.

Таблица: Расчетная прочность (в тысячах фунтов на квадратный дюйм) на единицу длины (в дюймах) для прямого нагруженного
углового сварного шва на равных полках

По данным Университета Висконсина, статически нагруженные сварные швы, такие как шкафы, не относятся к конкретным типам сварки. критично, так как служебные нагрузки невелики.

Вы будете больше беспокоиться о длине, размере, расстоянии и частоте сварных швов.Следовательно, качество сварных швов не зависит только от прочности сварного шва. Ниже вы можете найти различные типы сварных швов:

1. Что такое угловой шов?

Возможно, это первый тип сварных швов, которому вы когда-либо научились. Для новичков в сварке угловой шов считается наиболее распространенным типом сварных швов.

Угловой шов - это соединение горизонтально расположенной пластины и вертикально расположенной пластины.

Две детали, используемые в угловом сварном шве, могут быть размещены перпендикулярно друг другу (как в Т- или Г-образном соединении) или соединены вместе как две перекрывающиеся детали (как в стыке внахлест).

Одна из основных причин, по которой угловой сварной шов является настолько распространенным, связан с стоимостью, связанной с использованием этого сварного шва.

Пример угловых сварных швов

Угловые сварные швы - это доступный способ создания сварного шва, выполненного дуговой сваркой, благодаря тому, что вы просто ставите один кусок металла друг против друга.

Угловые швы более экономичны, чем швы с разделкой кромок - еще один тип сварного шва, который будет обсуждаться в этой статье.

По этой причине они часто используются в конструкционной стали. Для проектов такого типа может потребоваться большое количество сварных швов. Делать что-либо, кроме углового шва, просто неэкономично.

Угловые швы также способны выдерживать большие нагрузки. К сожалению, они не всегда считаются практичными в проектах, где динамическая нагрузка применяется к месту сварки .

Одним из потенциальных источников динамической нагрузки на сварной шов могут быть автомобили, пересекающие мост.

2. Сварные швы с разделкой кромок

Согласно Американскому сварочному обществу, сварные швы с разделкой кромок - это тип сварного шва, который может быть выполнен на канавке на поверхности заготовки, между кромками заготовки и между кромками заготовки и поверхностью (например, подкладочная полоса).

Один из сценариев, в котором вы увидите этот тип сварных швов, - это соединение двух скошенных деталей.

Пример сварных швов с разделкой кромок

Существуют обстоятельства, при которых единственный способ получить сварной шов достаточной прочности - это выполнить скос на заготовке перед тем, как приступить к сварке.

Как отмечается в журнале Fabricating & Metalworking , резка под углом имеет разнообразный набор применений, включая все, от изготовления металлических шкафов до строительства мостов.

Сварные швы с разделкой кромок отличаются от угловых швов разнообразием соединений, с которыми совместим этот тип сварного шва.

У вас есть свои стыковые сварные швы с квадратной канавкой, стыковые сварные швы с косой кромкой, стыковые швы с V-образной канавкой и многое другое.

Швы с разделкой кромок могут быть полными или частичными в зависимости от того, насколько глубоко сварной шов проникает в основные материалы.

Сварной шов с полным проплавлением канавки (CPJ) - это тип сварного шва в , размер которого не коррелирует с прочностью сварного шва.

Объем присадочного металла, необходимый для надлежащего плавления, может быть уменьшен, если используемый метод сварки обеспечивает более глубокое проплавление сварного шва.

Сварные швы CPJ используются там, где требуется максимальная прочность соединения.

Если требования к прочности сварного шва не столь высоки, то сварка с частичным проплавлением (PJP) будет менее затратной и по-прежнему будет работать надлежащим образом.

Угловой шов применяется гораздо чаще, так как он намного экономичнее.

Для сварки с разделкой кромок требуется подготовка заготовки перед сваркой.

Если требования к прочности выше, чем у среднего углового сварного шва, , то PPJ может быть экономичным до тех пор, пока при меньшем количестве присадочного металла может быть обеспечено адекватное сплавление.

SMAW 3G Вертикальный сварной шов с канавкой Открытый корень >> Посмотрите видео ниже

3.Угловые швы с помощью сварочного аппарата MIG

Угловые швы считаются прочным сварным швом для соединения алюминиевых автомобильных сплавов. Это прочный сварной шов для всех типов алюминиевых сплавов. Экранирование на 100% состоит из аргона, который обычно используется для выполнения угловых швов сварочными аппаратами MIG.

Причины, по которым угловые швы с помощью сварочного аппарата MIG могут быть предпочтительны, включают:

  • Он подходит для металлов толщиной от 24 (1/40 дюйма) до ½ дюйма
  • Сварной шов производимое оборудование является гибким, что делает его пригодным для автомобильной промышленности.

Сварочное оборудование MIG имеет относительно низкую стоимость, что является причиной, по которой эти типы сварки продаются для домашних работников и любителей.Доступность этого оборудования очевидна по цене этого сварочного аппарата MIG на 120 В. Сварочные аппараты MIG не только доступны по цене, но и обеспечивают прочный сварной шов.

Связанное чтение: Можно ли сваривать низкоуглеродистую сталь методом MIG с чистым или 100% аргоном (прямой аргон)?

4. Сварка с разделкой кромок при помощи стержневой сварки

Дуговая сварка в экранированном металле (SMAW) - отличный способ сварки с разделкой кромок в вашем цехе. Это связано с тем, что стержневые электроды известны тем, что могут иметь глубоко проникающую дугу.

Швы с разделкой кромок для материалов толщиной до 3/16 дюйма могут выполняться без предварительной подготовки шва, если вы используете сварку SMAW.

Толстая подкладка сварного шва не требуется, если вы выполняете сварку швов с помощью сварочного аппарата SMAW.

Подкладка часто требуется при выполнении сварных швов с разделкой кромок, чтобы обеспечить полное проплавление стыка. Основа под сварку часто изготавливается из меди, стали или керамики.

Сварочные процессы SMAW требуют только подложки толщиной не менее 3/16 дюйма, чтобы предотвратить расплавление.

ВМС США часто используют сварочное оборудование SMAW благодаря его универсальности. В своем руководстве по безопасности при сварке SMAW ВМС заявляют, что этот метод сварки более полезен, чем другие, для сварки сложных конструктивных узлов, поскольку его легко транспортировать, а большинство типов электродов можно использовать в нескольких положениях.

Что касается выбора электрода, вам может потребоваться электрод с глубоким проникновением, такой как E6010 или E6011 для сварки с разделкой кромок.

Электрод E6010 гораздо больше рекомендуется для сварки плоских соединений с одним V-образным пазом с открытым корнем.

Вы можете найти электроды E6010 в Интернете здесь. Что касается конкретных движений, вам рекомендуется использовать стрингер и бусины для завершения этого шва. Вам также нужно будет сначала скрепить кусочки вместе, чтобы избежать неравномерного сращивания.

Недавно я написал статью, в которой более подробно описываю различные типы сварочных стержней и их использование. Прочтите эту статью здесь.

5. Сварка алюминия методом TIG

Сварка алюминия - сложная задача из-за его относительно низкой точки плавления . Сваривать алюминий стержневым электродом практически невозможно, но сварка MIG и TIG - жизнеспособные методы.

Я считаю сварку TIG лучшим вариантом, особенно в профессиональной среде, из-за прочного и чистого шва, получаемого с помощью этой техники.

Ссылки по теме: 6 причин, почему трудно сваривать алюминий?

При сварке алюминия методом TIG часто обсуждают, какой присадочный металл следует использовать. Споры часто возникают между сварочными стержнями 4043 и 5356.

Оба подходят для конкретных приложений. Я не буду вдаваться в подробности, а сосредоточусь на вопросе о том, какой присадочный стержень обеспечивает самый прочный сварной шов в алюминиевых деталях.

Из присадочных материалов для алюминия 5356 обеспечивает самые прочные сварные швы. Сварочный пруток 5356 имеет прочность на продольный сдвиг 17 Ksi по сравнению с 11,5 Ksi у 4043.

Пруток 5356 также имеет прочность на поперечный сдвиг 26 Ksi по сравнению с 15 Ksi у 4043. Прочность на сдвиг - это сопротивление материала накоплению повреждений от сдвигающей нагрузки.

Сдвигающая нагрузка

Сдвигающая сила - это сила, действующая в направлении, параллельном либо поверхности, либо плоскому поперечному сечению тела. Хорошим примером поперечной силы является давление воздуха, действующее на переднюю часть крыла самолета.

Почему прочность на сдвиг так важна? Прочность на сдвиг важна в ситуации, когда нагрузка, прикладываемая к угловому сварному шву, не прикладывается перпендикулярно угловому шву.

Не углубляясь в технические сложности, мы можем увидеть, что прочность сварного шва на сдвиг, безусловно, является параметром, который ежедневно учитывается при строительных работах.

Фактическое значение прочности на сдвиг может быть не так важно при небольших операциях, таких как ремонт сломанной газонокосилки, но оно полезно для объяснения того, почему вы хотели бы выбрать сварочный стержень 5356 вместо 4043.

6. Прихваточные швы с помощью аппарата для сварки TIG

Сварщик TIG является самым медленным сварщиком и требует наибольшего мастерства.Однако сварочное оборудование TIG, такое как этот сварочный аппарат TIG на 200 А, относится к категории среди наиболее подходящих из всех типов сварочного оборудования для получения прочного сварного шва .

Сварочные аппараты TIG производят сварные швы более высокого качества , так как во время процесса не образуются брызги.

Помимо того, что этот тип сварного шва является самым прочным, он более эстетичен, чем другие типы сварных швов, которые могут нуждаться в чрезмерной очистке, особенно в профессиональных условиях, когда клиенты ожидают, что сварной шов будет минимально инвазивным.

Эти факторы вместе делают сварку TIG отличным методом для выполнения прихваточных швов. Прихваточные швы обеспечивают достаточную прочность листового металла, что позволяет избежать высоких затрат, если вместо полного углового шва использовать прихваточные швы.

Прихваточные швы часто используются для соединения частей основного металла без использования каких-либо приспособлений. Это короткие сварные швы разрывом, с несколькими прихваточными швами, расположенными по длине детали.

Прихваточные швы имеют множество преимуществ. Использование прихваточных швов обеспечивает правильное совмещение деталей друг с другом.

Неправильная центровка, даже самая незначительная, потребует доработки заготовки, которая в конечном итоге может ослабить ее.

Он также устанавливает зазор в стыке таким образом, чтобы сварной шов был одинаковым по прочности по всей длине сварного шва.

Прихваточный шов также предотвратит ослабление заготовок из-за какого-либо источника движения во время процесса сварки .Слишком легко случайно ослабить сварной шов, сдвинув всю деталь до завершения проекта.

Вы особенно уязвимы к этому типу разрушения сварного шва, если вы работаете с большой деталью, требующей нескольких сварных швов.

Инновационные комплекты для точечной сварки TIG, такие как этот, поставляются с оборудованием, настроенным для выполнения точечной сварки без использования более сложных методов, таких как контактная сварка.

Как выполнить прихватку >> Посмотрите видео ниже

7.Сварка TIG одиночными V-образными и квадратными канавками

Ранее я упоминал, что сварка штучной сваркой позволяет получить прочный сварной шов с канавкой. Это, безусловно, верно, поскольку аппарат для ручной сварки является одним из самых популярных вариантов для большинства магазинов благодаря простоте использования и проникающей способности электрода.

Однако многие профессионалы сочтут сварочный аппарат TIG более подходящим по причинам, которые будут обсуждаться здесь.

Сварочный аппарат TIG производит сварные швы, которые выглядят немного чище, чем сварочные аппараты MIG и SMAW (стержневой сваркой).Кроме того, сварочные аппараты SMAW действительно совместимы только с толстыми металлами, чугуном и высокопрочным чугуном. Он достаточно универсален для домашнего оператора.

Сварочные аппараты TIG можно использовать для сварки большинства металлов и сплавов. Это займет больше времени, но качество будет, с минимальным разбрызгиванием.

Насколько лучше сварщики TIG сводят к минимуму разбрызгивание? Вы можете оценить способность сварочного аппарата TIG сводить к минимуму разбрызгивание.

В таблице ниже показано, что рейтинг эффективности наплавки значительно различается в зависимости от методов сварки .

Рейтинг эффективности наплавки означает способность оборудования наносить присадочный металл непосредственно в сварное соединение. Низкий рейтинг эффективности показывает, что при сварке образуется много брызг.

Процесс сварки Типичный диапазон эффективности наплавки (%)
FCAW-G (с газовой защитой) 80-88
FCAW-S (самоэкранированный) 72-68 78
GMAW (MIG) 96-98
GTAW (TIG) 92-96
SAW 96-98 *
50568 AMAW (рукоять) 55
* Значения не учитывают расход флюса, только проволока

Сварщики TIG имеют рейтинг эффективности наплавки 96-98%, , а сварщики стержневой сваркой имеют рейтинг 50-55%.Это одна из причин, по которой вы, возможно, слышали о профессионалах, уходящих от сварочных аппаратов штангой.

Сварка TIG была признана особенно подходящей для выполнения корневого прохода сварных швов как с одним клином, так и с квадратной канавкой.

Какие типы электродов используются для сварки соединений с разделкой кромок?

Как всегда, выбор присадочной проволоки действительно зависит от свойств основного металла. При этом были проведены исследования с целью выяснить, какой присадочный металл обеспечивает сварной шов с разделкой кромок с наивысшим пределом прочности на растяжение.

Исследование, проведенное в Индонезии, показало, что самая высокая прочность на растяжение была обнаружена при использовании присадочного металла ER 308L-16 из нержавеющей стали.

Этот присадочный металл также оказался наиболее эффективным с точки зрения прочности на разрыв при соединении разнородных металлов.

8. Порошковая проволока обеспечивает прочную сварку толстых металлов

Порошковая сварка аналогична сварке в среде инертного газа (MIG). Вы обычно будете видеть это сокращенно как сварка FCAW.

Флюсовый сердечник, присутствующий в проволоке, позволяет использовать сварочный аппарат без использования какого-либо защитного газа , хотя в некоторых случаях вы все равно будете использовать защитный газ с флюсовой проволокой.

Порошковая проволока известна своей способностью производить прочный сварной шов. Это связано с тем, что газозащитные флюсовые проволоки позволяют нанесенному флюсовому покрытию затвердевать с большей скоростью, чем расплавленный сварочный материал.

В результате образуется полка, которая позволяет выполнять сварку сверху или снизу вверх, не опасаясь стекания расплавленного сварочного материала.

Связанное чтение: Не портится ли провод с сердечником из флюса | Советы по предотвращению воздействия влаги

Покрытие флюсом также позволяет самому сварному шву охладиться более постепенно. Благодаря этому сварной шов становится более стабильным и однородным по всей длине сварного шва.

Этот метод сварки используется в основном для сварки на открытом воздухе.Сварка сердечником флюсом хороша для сварки более толстых металлов, с которыми сварщики MIG часто не могут добиться успеха.

Порошковая проволока также имеет более высокую скорость наплавки, чем проволока MIG.

Самая популярная и универсальная порошковая проволока - это проволока E71T-GS. Причина, по которой эта проволока так популярна, заключается в ее способности наносить валики полной прочности за один проход.

Единственным недостатком является то, что он имеет низкое проникновение в основной металл. Это отличный выбор для ремонта оборудования, но для длительных сварных швов вам следует использовать проволоку из углеродистой стали E-71T-11, которую можно использовать для выполнения нескольких проходов.

Какие виды сварки легче всего изучить?

Сварка МИГ - один из самых простых видов сварочных процессов, который вы можете изучить, и поэтому настоятельно рекомендуется для начинающих.

Здесь вы можете найти статью с нашего веб-сайта по этой теме и о том, почему MIG-сварка проста в освоении.

9 видов сварочных процессов

Какие типы сварочных процессов бывают? Сварщик имеет множество специализаций. Здесь вы можете найти подробную статью, которую я написал, в которой перечислены 9 типов сварочных процессов и их преимущества:

  • Сварка Mig
  • Сварка TIG
  • Дуговая сварка под флюсом
  • Дуговая сварка под флюсом
  • Дуговая сварка металла с защитным электродом
  • Термическая сварка
  • Кислородно-ацетановая сварка
  • Кузнечная сварка
  • Сварка сопротивлением
9010IG - Газовая сварка M
Номер Сварочный процесс Описание
1 Металл Также называется сваркой металла в инертном газе (MIG).Обеспечивает наиболее стабильные результаты сварки. Некоторые считают, что это, вероятно, самое простое место для начинающих.
2 TIG - газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW) Также называется сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG). Один из самых аккуратных (чистых) видов сварки, так как не оставляет брызг. Сварка TIG дает самый прочный тип сварного шва.
3 Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) Отличное решение для резервуаров, котлов и труб с толстым листом металла.
4 Дуговая сварка под флюсом Горячие материалы не разбрызгиваются и не разбрызгиваются, а флюс предотвращает попадание высоких уровней излучения в воздух.
5 Палка - дуговая сварка экранированного металла (SMAW) Это также известно как сварка палкой. Он не требует газовой защиты, которая требуется для сварки TIG и MIG, и очень портативен. Он также отлично работает на открытом воздухе с сельскохозяйственной техникой Gates и т. Д.
6 Сварка термитом Позволяет быстро соединять два разнородных металла без использования источника питания.
7 Кислородно-ацетиленовая (газовая) сварка Простое в освоении и выполнении, а также недорогое решение.
8 Кузнечная сварка Лучший вариант для кузнечного дела.
9 Сварка сопротивлением Подходит для очень тонких металлов (0.1 миллиметр) к этому металлу (20 миллиметров).

Если вас интересуют сварочные приспособления или инструменты, просто перейдите по ссылке на нашу страницу рекомендаций, где вы можете увидеть все сварочные принадлежности, которые мы любим и используем (БЕЗ КАДРА)


Рекомендуемая литература

С чего начать 11 шагов для развития сварочного бизнеса

Что такое «горячий старт» в сварке? Назначение горячего старта?

Эффективность дуги - обзор

7.9 Эффективность сварки

Различные модели и уточнения, которые можно использовать для моделирования процедур сварки и их тепловой мощности, обсуждались в предыдущих разделах, но наибольшая неопределенность связана с прогнозированием конкретных Результат сварки заключается в том, что так называемая «эффективность сварки или дуги» обычно неизвестна с какой-либо точностью.В таблице 7.4 приведены некоторые опубликованные коэффициенты эффективности дуги для различных сварочных процессов. 11−17 Таблица также включает данные, полученные авторами настоящей статьи, которые охватывают случаи, показанные ранее, когда процесс газовой дуги (GMA) применялся с 80% Ar и 20% CO 2 защитным газом и порошковой порошковой проволокой сварочные материалы.

Таблица 7.4. Опубликованные значения эффективности сварки для различных сварочных процессов

Мощность (кВА) –0,5899 0,5 905 -на пластине 12 пластина из алюминия 99 Ar al. 17 -
Процесс Вариант Эффективность Экранирование Толщина (мм) Конфигурация Материал Мощность (кВА) Мощность (кВА) Артикул вольфрамовая дуга (GTA)
- 0.22–0,46 Аргон - - Al - Grong 11
- 0,55–0,80 Гелий Grong 11
DCE + ve 0,57–0,58 Гелий - Бусина на пластине Al 2,4–2,8 Cantin and DCE + ve 0.60–0,63 He / Ar –75/25 - Бортик на пластине Al 2,2–2,8 Кантин и Фрэнсис 12
DCE + ve Аргон - Бусина на пластине Al 1,6–3,8 Cantin and Francis 12
DCE –ve 0,85–0,89 Al 1.9–3,6 Кантин и Фрэнсис 12
DCE –ve 0,85–0,89 He / Ar –75/25 - Бусина на пластине Al 90–268 Кантин и Фрэнсис 12
DCE –ve 0,76–0,80 Аргон - Бусина на пластине Al 1,1–2,4
DCE –ve 0.44–0,53 Аргон - Бортик на пластине Сталь 3,8–5,6 DuPont and Marder 13
- 0,25–0685 905 905 - Сталь - Grong 11
Газовая металлическая дуга (GMA)
- 0,70–0,85 - - 4.5–10.0 Christensen et al. 14
- 0,66–0,69 - - Бортик на пластине Сталь 10,0–12,0
-
- - Бортик на пластине Нержавеющая сталь 6,2–14,0 DuPont and Marder 13
- 0,66–0,70 Аргон 6 - - - Гронг 11
- 0.75–0,93 CO 2 - - Сталь - Grong 11
Погружной перенос 0,68–0,72 12,7 Бортик на пластине Сталь - Joseph et al. 15
Распылительный перенос 0,70–0,82 Ar / CO 2 : 90/10 12,7 Борт на пластине Сталь - Joseph и др. 15
- 0,70 * Ar / CO 2 : 80/20 4,0 С закрытым стыком Сталь 7,1 Colegrove et al. 16
Импульсная дуга 0,68–0,72 Ar / CO 2 : 90/10 12,7 Бусина на пластине Сталь - Джозеф и др. 15
Импульсная дуга 0.58 * Ar / CO 2 : 80/20 4,0 Стык Сталь 7,7 Colegrove et al. 16
Импульсная дуга 0,77–0,79 Ar / CO 2 : 82/18 5,0 Борт на пластине Сталь 4,8–599 и т. Д.
Импульсная дуга 0,86 Ar / CO 2 : 82/18 12.0 Канавка Сталь 5,0 Pépe et al. 17
Перенос холодного металла 0,90 * Ar / CO 2 : 80/20 4,0 Канавка Сталь 3,8 Colegrove et al. 16
Перенос холодного металла 0,80 Ar / CO 2 : 82/18 5,0 Бортик на пластине Сталь 3.0 Pépe et al. 17
Перенос холодного металла 0,87 Ar / CO 2 : 82/18 12,0 Канавка Сталь 3,1 Pépe и др. 17
Порошковая проволока 0,83–0,85 * Ar / CO 2 : 80/20 5,0–6,0 Канавка Сталь 5,8 905ri68 906
Порошковая проволока 0.84–0,85 * Ar / CO 2 : 80/20 6,5 Уголок Сталь 6,1–6,8 Camilleri 7
Экранированная металлическая дуга (SM10563)

8

AC 0,66–0,85 - - - Сталь 3,0–7,0 Christensen et al. 14
Дуга под флюсом
- 0.81–0,89 - - Бортик на пластине Сталь 6,8–11,8 DuPont and Marder 13
- 0,91–099 - Сталь 10,0–43,0 Christensen et al. 14

Большинство опубликованных в таблице результатов не были получены путем сопоставления экспериментальных и расчетных данных (т.е.е. «Обратный расчет»), как показано ранее в этой главе, но с помощью некоторой формы калориметрии (результаты в таблице, основанные на обратных расчетах, отмечены звездочкой в ​​столбце «эффективность» таблицы 7.4). В калориметрическом подходе образец заготовки сваривается и помещается в изолированную границу, а затем измеряется тепловая энергия, удерживаемая в образце. Нет особых причин предпочитать точность калориметрического метода методу вычислительного согласования, поскольку оба подхода подвержены ошибкам. 17 Результаты, приведенные в таблице 7.4, охватывают широкий спектр ситуаций, и можно ожидать, что они будут разными, но можно увидеть некоторые общие тенденции.

Тепловые потери из области дуги относительно высоки для процесса GTA, поскольку этот процесс имеет тенденцию работать с низкой мощностью, и поэтому потери на излучение от дуги будут относительно значительными. 17 Эффективность поэтому довольно низкая, хотя можно увидеть некоторые различия и тенденции, связанные с полярностью, защитным газом и основным материалом.

В общем, процессы и параметры сварки, обеспечивающие получение узкой концентрированной плазмы, будут более эффективными, чем процессы с распространенной плазмой, поскольку меньше энергии теряется на излучение. Christensen et al. 14 приведены данные для ручной дуговой сварки металлическим электродом, которые показывают, что высоковольтная дуга (которая обычно имеет больший разброс дуги) дает КПД 62–72%, тогда как соответствующая дуга низкого напряжения дает КПД 78–93%. Эта работа, 14 , которая охватывает широкий диапазон процессов и экспериментов, также показывает, что существует линейная зависимость между входной мощностью и потребляемой мощностью, и каждый процесс удивительно согласован в диапазоне входных мощностей.Это говорит о том, что, если другие факторы постоянны, изменение входной мощности приводит к увеличению потребляемой мощности на пропорционально .

Среди вариантов GMA опубликованные значения эффективности находятся в диапазоне от 0,66 до 0,93, взятых по номинальной стоимости. Некоторая энергия в GMA и других процессах с использованием расходуемых электродов поглощается при нагреве присадочной проволоки сопротивлением, и эта энергия переносится в сварочную ванну, чтобы способствовать теплопередаче за счет теплопроводности, тем самым повышая эффективность.В литературе не было обнаружено данных для GMA с порошковой проволокой, сопоставимых с данными обратных расчетов, полученными авторами настоящей статьи, но очевидная эффективность этого процесса кажется высокой, оставаясь комфортной в пределах диапазона 75–93%. резюмировал Гронг. 11

Еще одно существенное влияние, очевидное в таблице, связано с конфигурацией области заготовки, смежной с дугой и плазмой. Сварка на верхней поверхности, то есть «шов на пластине» или «стык», демонстрирует большие потери тепла, чем сварка в более ограниченном пространстве, например, в подготовленной канавке, где большая часть излучения дуги улавливается сваркой. заготовка.Этот опыт был подтвержден настоящими авторами (обратите внимание, что канавка в исследовании Пепе и др. 17 имела форму прямоугольной щели глубиной 7,5 мм). Согласно этому аргументу, угловая сварка (по сути, сварка в широкой канавке под углом 90 °) должна иметь эффективность на ниже , чем стыковая сварка в типичной узкоугольной канавке, но результаты авторов этого не подтверждают. Может случиться так, что типичные множественные пути проводимости в конфигурациях с угловой сваркой увеличивают поглощенную тепловую энергию по сравнению с потерями.

Сварка под флюсом неизменно демонстрирует самый высокий уровень эффективности среди широко используемых процессов. В этом случае дуга частично изолирована от окружающей среды с точки зрения излучения за счет покрытия из порошкового флюса и шлакового покрытия, хотя последнее также является источником тепловых потерь.

Возвращаясь к подходу вычислительного согласования или обратного вычисления, поучительно рассмотреть множество источников возможных ошибок с помощью идеи баланса энергии. Эффективная энергия, подводимая к заготовке, в этом методе характеризуется путем измерения фактических температурных полей, возникающих в результате данного процесса, процедуры и конфигурации сварки, а затем путем нахождения вычислительной модели и подводимой энергии, которые дают переходные температурные поля, соответствующие экспериментальному случаю.Затем рассчитанная обратным образом подводимая энергия сравнивается с измеренной подводимой электрической энергией для определения потерь и кажущейся эффективности.

Сопоставление фактических и вычисленных температурных полей обычно выполняется методом проб и ошибок и может быть в некоторой степени субъективным. Как правило, приходится идти на некоторый компромисс между сопоставлением только пиковых температур в определенных местах расположения термопар с более полным глобальным сопоставлением общих профилей температуры в нескольких местах.Это будет более чувствительный тест на точность модели и качество соответствия. Например, экспериментальные данные термопары для угловых швов, описанных в разделе 7.8, можно было бы проще сопоставить с точки зрения максимальных температур при заданной ширине (см. Рис. 7.16 и рис. 7.17). 18

7.16. 2D и 3D моделирование в сравнении с экспериментальными максимальными температурами на ширине y.

7.17. 2D и 3D моделирование второго прохода.

В этом испытании три набора матриц термопар были расположены для каждого сварочного прохода на одинаковом расстоянии от центра соответствующего источника тепла.2D и 3D модели были успешно смоделированы с использованием одинаковой эффективности 0,70 для первого прохода по скруглению и 0,85 для второго. Это сравнивается со значениями 0,94 и 0,97, показанными ранее для «глобального» согласования профилей переходной температуры согласно 2D-модели в первом и втором проходах скругления соответственно, и 0,85 и 0,84 для согласования 3D-модели. Причина очевидного успеха этой простой стратегии сопоставления в данном случае заключается в том, что ширины температурных контуров нечувствительны к детальным предположениям моделирования, хотя могут быть продольные различия.

Достижению точного согласования не способствует тот факт, что небольшие ошибки в расположении термопар и локальный радиационный нагрев термопар могут иметь большое влияние на видимые пиковые температуры. Поэтому рекомендуется дублирование термопар в одном и том же положении относительно сварного шва, чтобы определить ложные показания и величину случайных отклонений. Однако стоит помнить простую основу «вычислительно эффективной» модели, а именно то, что пиковые температуры на заданных расстояниях от центральной линии сварного шва считаются значительными.Также фактом является то, что результаты процесса сварки могут значительно различаться, даже если были приложены большие усилия для обеспечения согласованных параметров и геометрии сварки. Сварочные дуги по сути являются гибкими проводниками и легко отклоняются от заданного точного положения. Испытание с участием девяти одинарных угловых сварных швов, выполненное с использованием идентичных параметров процесса, привело к обратному расчету эффективности, изменяющейся от 0,68 до 0,84, без больших различий в размере и конфигурации углового шва. 7

Такую неопределенность в отношении важнейшего параметра эффективности можно рассматривать как обескураживающий в отношении применения компьютерного моделирования к практическим задачам сварки. Однако на практике основные преимущества методов моделирования заключаются не в прогнозировании точного результата для определенного набора условий, а, что более полезно, в том, что они предоставляют инструменты для сравнения различных процедур сварки, условий процесса, последовательности сборки и конфигураций конструкции.Если для всех случаев предполагается фиксированный тепловой КПД, результаты будут относительными, а не окончательными, но предоставленная таким образом информация, тем не менее, будет бесценной на этапах проектирования или планирования производства. 19 , 20

Сварочное руководство по энергоэффективности

Miller Electric считает, что вам не нужно платить за сварщиков, которые уменьшают прибыль от вашей чистой прибыли. Вот почему сварочные аппараты Miller Electric Gold Star®, Deltaweld® и Dimension ™ оснащены улучшенным трансформатором, который потребляет электроэнергию от 10 до почти 20 эффективнее, чем большинство конкурирующих продуктов.

У

Miller даже была независимая лаборатория, подтверждающая, что ее традиционные трехфазные сварочные аппараты преобразуют мощность сети в выходную мощность сварки со средней эффективностью примерно 80%. Это может сэкономить вам большие деньги. А для еще большей экономии энергии при растущем числе сварочных операций выбирают инверторы Miller, которые обеспечивают средний КПД энергии примерно 85%.

Энергопотребление и рентабельность инвестиций

Чтобы понять, как энергоэффективность влияет на решение о покупке, сравните Dimension 652 (трансформаторный сварочный аппарат с постоянным током / постоянным напряжением на 650 ампер) с продуктом ведущего конкурента на 650 ампер.Давайте воспользуемся приложением, требующим сварки MIG при 400 А и 34 В, что типично для стального листа 1/2 дюйма.

Так как Dimension имеет электрический КПД 82,7% при этих параметрах, он потребляет 16,97 кВт входной мощности. Источник питания конкурента, электрический КПД которого составляет всего 63,46%, требует 21,43 кВт входной мощности - это означает, что вы платите коммунальной компании за 4,46 кВт потраченного впустую сетевого питания.

Преимущество энергоэффективности

Miller может обеспечить быструю окупаемость инвестиций, помогая вам оправдать затраты на модернизацию.Чтобы использовать Dimension в восьмичасовую смену с 75% включенной дуги и 25% времени простоя, вам необходимо заплатить 8,27 доллара США за электричество *. Если ваше предприятие работает на полную мощность (52 недели, 5 дней в неделю, 3 смены в день), на питание Dimension будет приходиться 6 450 долларов в год. И наоборот, неэффективный источник энергии стоит 10,48 долларов за смену, или 8 174 доллара в год.

Использование сварочного аппарата Miller может сэкономить 1724 доллара США в год на каждую машину. Даже если у вас менее агрессивный производственный график - скажем, 25% времени дуги и 75% времени простоя - Dimension по-прежнему экономит вам 710 долларов в год.Сварщики Miller могут окупить себя за два-пять лет, а затем они будут экономить вам деньги в течение всей своей жизни (возможно, до 10 000 или 20 000 долларов).

* Предполагается, что затраты на электроэнергию составляют 0,08 доллара США за кВт · ч.

Питание на холостом ходу

Энергоэффективность важна, даже если сварщик простаивает 75 процентов времени, потому что аппарат потребляет электроэнергию, независимо от того, идет он сварка или нет. Miller улучшил «КПД холостого хода» всех своих сварочных аппаратов с более высоким током за счет включения уникальной системы охлаждения Fan-on-Demand ™, которая работает только при необходимости, а не постоянно.В грязной или запыленной среде эта функция также снижает количество переносимых по воздуху загрязняющих веществ, проходящих через машину, сохраняя внутренние компоненты в чистоте и уменьшая потребность в техническом обслуживании.

Инверторные продукты

Если вы переходите со старого трансформатора на новый инвертор Miller Electric, вы можете рассчитывать сэкономить еще больше денег. Наша линейка инверторных сварочных аппаратов обеспечивает средний КПД по мощности 85%, а также непревзойденную надежность и непревзойденные преимущества. Инверторы Миллера контролируют выходную мощность намного точнее, чем традиционные сварочные аппараты, поэтому вы можете быстро реагировать на изменения в сварочной ванне.Инверторы обеспечивают улучшенный контроль смачивания сварного шва (например, «мягкая» дуга для лучшего смачивания и минимального разбрызгивания, или «жесткая» дуга для лучшего проплавления). Это позволяет получить наилучшие характеристики сварного шва для конкретного применения. По сравнению с обычными сварочными аппаратами, инверторы лучше снижают волнистость и скачки сварочного тока, создавая сверхгладкую и стабильную дугу даже при низких значениях силы тока. Вы также получаете минимальное количество брызг и хорошее зажигание дуги.

Invision серии

В сочетании с механизмом подачи проволоки Miller инверторы постоянного напряжения серии Invision обеспечивают высочайшее качество сварки MIG, импульсной MIG и порошковой сваркой в ​​отрасли.Invision 456P обеспечивает выходную мощность до 600 А (450 А при 100% рабочем цикле), а Invision 304P обеспечивает выходную мощность до 400 А (300 А при 100% рабочем цикле).

При весе всего 118 фунтов и 76 фунтов соответственно, легкая портативность Invision экономит время при переходе от одного задания к другому и обеспечивает гибкость при выборе места для установки сварочной станции. Продукты Invision просты в использовании даже для новичков, так как на его панели управления есть только три настройки: переключатель включения / выключения, ручка для регулировки напряжения и ручка индуктивности для изменения характеристик дуги.

XMT серии

Инверторы XMT® 456 и XMT 304 CC / CV - это портативные источники питания постоянного тока, разработанные для превосходных сварочных характеристик в промышленных сварочных аппаратах Stick, MIG, TIG, импульсной MIG и TIG, а также порошковой сварке. Вы можете использовать любой источник питания для строжки угольной дугой, а Phoenix также выполняет дуговую сварку. Любая компания, у которой есть требования к многопроцессорной сварке, может извлечь выгоду из этих портативных мощных сварочных аппаратов.

XMT 456 весит 118 фунтов и имеет выходной диапазон от 5 до 600 А (100% рабочий цикл при 450 А).XMT 304 весит 76 фунтов и имеет выходной диапазон от 5 до 400 А (рабочий цикл 60% при 300 А). Для максимальной универсальности XMT 304 работает от однофазного или трехфазного источника питания, а его функция Auto-Link® автоматически настраивается на питание от сети 230 или 460 В переменного тока, 50 или 60 Гц.

Трехфазные изделия Miller

Серии Dimension, Gold Star и Deltaweld - это прочные и надежные аппараты, используемые профессиональными сварщиками для сварки высочайшего качества. Доступные в моделях на 300, 450 и 650 ампер, они обладают достаточной надежностью для работы в промышленных условиях.Серии Dimension и Deltaweld рассчитаны на 100% рабочий цикл, а серия Gold Star - на 60%.

Размерная серия

Источники питания постоянного тока / постоянного напряжения Dimension обеспечивают бескомпромиссное качество дуги во всех режимах: MIG, порошковая сварка, Stick и TIG. Операторы в строительстве, производстве, производстве, сварке труб и судостроении - те, кому нужна одна машина для множества применений, - ценят возможности этого настоящего многопроцессорного источника питания.

Gold Star серии

Источники питания постоянного тока Gold Star с постоянным током обеспечивают качественную сварку Stick и TIG, а также строжку угольной дугой (ACA). Используйте Gold Star для выполнения корневого прохода TIG с рентгеновским качеством, затем переключитесь на процесс Stick для заливки и покрытия сварных швов. Gold Star 652 обладает высокой выходной мощностью (максимум 850 А), что делает его отличным станком для строжки.

Deltaweld серии

Миллер разработал источник постоянного напряжения Deltaweld для сварки MIG и порошковой сваркой в ​​тяжелой промышленности, автоматизации и робототехнике.Deltaweld, используемый для ручной сварки в условиях высокого рабочего цикла / высокопроизводительного оборудования, вероятно, наложил больше миль сварного шва, чем любой другой промышленный сварочный аппарат MIG.

Импульсная сварка MIG для максимальной экономии энергии

Любой, кто в настоящее время использует перенос короткого замыкания для сварки металла калибра 14 и 3/8 дюйма, может получить выгоду, перейдя на импульсный процесс MIG. Импульсная сварка MIG потребляет значительно меньше энергии, чем обычная сварка MIG, поскольку источник питания работает при низком фоновом токе в течение части времени горения дуги.В результате перехода на импульсную сварку MIG такие компании, как Ag-Chem Equipment Co., Inc. из Джексона, штат Миннесота, рассчитывают тратить всего 24 000 долларов в год на питание своих 33 инверторов Miller, что на 290% меньше по сравнению с прямой сваркой MIG.

На все трехфазные продукты и инверторы Miller распространяется трехлетняя заводская гарантия True Blue®. Чтобы получить бесплатную брошюру по любому продукту, позвоните по телефону 1-800-4-A-MILLER (1-800-426-4553) или напишите в Miller Electric Mfg. Co., P.O. Box 629, Conyers, GA 30012-9901. Чтобы посетить веб-сайт Миллера, укажите в браузере www.millerwelds.com.

Знайте свои затраты на энергию

При рассмотрении вопроса о покупке нового сварочного аппарата запросите у своего дистрибьютора информацию об энергоэффективности при различных сварочных мощностях, а также об мощности, потребляемой на холостом ходу. Чтобы узнать больше об эффективности трехфазных и инверторных продуктов Miller, вы можете посетить веб-сайт Miller по адресу www.millerwelds.com.

Чтобы рассчитать затраты на электроэнергию, свяжитесь с местным коммунальным предприятием, чтобы узнать, сколько вы платите за электроэнергию. Вы также можете спросить у коммунального предприятия, есть ли у них программы скидок, которые побуждают компании заменять устаревшее / менее технологичное оборудование на энергоэффективные.Кроме того, спросите, взимает ли коммунальное предприятие штраф за использование электроэнергии в часы пик.

Выбор источника сварочного тока

Процесс выбора источника сварочного тока очень похож на покупку автомобиля. Это включает в себя поиск продукта, который является эффективным, мощным, простым в обращении и, что наиболее важно, соответствует конкретным потребностям клиента. Но при таком большом выборе источников питания на рынке, как сварщики выбирают для себя подходящий?

Первый шаг - понять внутренние потребности своего магазина.Чтобы определить это, изучите некоторые часто используемые процессы сварки и для каких материалов они подходят лучше всего.

Газовая дуговая сварка металлов (GMAW) и порошковая сварка (FCAW)

GMAW и FCAW (чаще всего называемая MIG или порошковой сваркой) использует катушку с проволокой, которая либо размещается внутри источника питания, либо подается от внешнего механизма подачи проволоки. Эта проволока или присадочный материал подается через сварочный пистолет. Источник питания используется для запуска и поддержания дуги между проволокой и основным металлом.

При сварке

GMAW или MIG используется сплошная металлическая проволока, что требует использования защитного газа для защиты сварочной ванны от атмосферы. FCAW использует полую проволоку, заполненную порошком флюса, который может нуждаться или не нуждаться во внешнем защитном газе, потому что газ может образовываться из флюса внутри проволоки, когда он горит в дуге. Флюс в проволоке служит во многом для тех же целей, что и покрытие электрода в SMAW.

GMAW требует минимум навыков оператора, потому что проволока подает машину.Сварщик держит пистолет в одной руке, нажимает на спусковой крючок и сваривает. Это так просто! Защитный газ обеспечивает очень плавную дугу, которая остается стабильной. Поскольку другие процессы обычно требуют очень специфического позиционирования электродов и манипуляций с ними, GMAW является наиболее быстрорастущим процессом. Благодаря компактным установкам, которые в настоящее время продаются в розницу менее чем за 500 долларов, и возможности легко сваривать гораздо более тонкий материал, чем стержневой электрод, этот тип агрегатов стал очень популярным.

Скорость сварки также выше из-за непрерывной подачи электрода, отсутствия шлака (с GMAW) и более высокой скорости осаждения присадочного металла.Его рабочий коэффициент обычно составляет 30-50 процентов, поэтому на создание дуги можно потратить 3-5 минут из каждых 10. Кроме того, GMAW / FCAW не требует такого уровня навыков оператора, как TIG или сварка штучной сваркой.

GMAW можно использовать для всех основных коммерческих металлов. FCAW в настоящее время используется в основном для обработки сталей и нержавеющих сталей. Эти два процесса также могут использоваться в широком диапазоне толщины материала и работать во всех положениях. По этим причинам они обычно являются предпочтительными сварочными процессами для большинства производственных цехов.

С другой стороны, оборудование для GMAW и FCAW более сложное, более дорогое и традиционно менее портативное, чем процессы сварки штучной сваркой (хотя некоторые новые портативные модели действительно существуют). Сварка обычно выполняется в радиусе 10–12 футов от механизма подачи проволоки, и работа обычно доставляется на сварочную станцию.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

SMAW, или сварка стержнем, является наиболее распространенной формой дуговой сварки. При этом на конец держателя помещается палочка или электрод.Используя электричество от источника питания, между концом электрода и металлической свариваемой поверхностью возникает дуга. Тепло дуги плавит кончик электрода, образуя присадочный материал, который откладывается по мере расходования электрода. Материал с покрытием на электроде горит и защищает дугу от атмосферы. При горении покрытия образуется CO2, который становится защитным газом. Также образуется шлак, который помогает улучшить качество металла шва и защитить его от замерзания.

SMAW - это один из самых простых и универсальных способов сварки, поскольку присадочный материал можно легко изменить для соответствия различным металлам, просто переключив стержневые электроды.Будь то сталь, нержавеющая сталь, чугун или высоколегированные металлы, пользователи могут вставить новый стержень, чтобы быть готовыми к следующему проекту. Кроме того, палка универсальна, поскольку требует минимум оборудования, что упрощает установку или переезд на новое место.

По сравнению с другими типами источников питания, сварочные аппараты SMAW, как правило, являются наименее дорогими. В результате они чаще всего используются начинающими сварщиками, фермерами, небольшими производственными цехами, мастерскими по техническому обслуживанию и крупными подрядчиками полевого строительства, которые выполняют различные сварочные работы на большой физической территории.

Основным недостатком SMAW является время простоя, связанное с процессом. Длина электрода составляет всего несколько дюймов, и его нужно менять после того, как он израсходуется. Это требует, чтобы оператор прекратил сварку, чтобы сменить электрод. Часто оператору требуется больше навыков, чем для процессов с подачей проволоки.

Кроме того, требуется время, чтобы отколоть или стереть шлак или примеси из сварного шва. Рабочий фактор или время, в течение которого сварщик фактически «создает искры», обычно составляет от двух до трех минут на 10-минутный интервал.В целом, сварщики стержневой сваркой жертвуют производительностью ради универсальности.

Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW)

При GTAW между неплавящимся вольфрамовым электродом и основным металлом возникает электрическая дуга. Зона дуги заполнена инертным газом, обычно аргоном, который защищает вольфрам и расплавленный металл от окисления и обеспечивает легко ионизируемый путь для тока дуги. GTAW обеспечивает высококачественную сварку практически всех металлов и сплавов. Поскольку им можно управлять при очень низком токе, он идеально подходит для сварки тонких металлических листов и фольги.

Самым большим преимуществом GTAW является то, что высококачественные сварные швы можно выполнять практически на любом свариваемом металле или сплаве. Еще одно важное преимущество состоит в том, что присадочный металл можно добавлять в сварочную ванну независимо от тока дуги. При других процессах дуговой сварки скорость добавления присадочного металла регулирует ток дуги. К другим преимуществам относятся низкий уровень разбрызгивания, отсутствие шлака и относительно простая очистка.

Основным недостатком GTAW является то, что она обеспечивает самую низкую скорость осаждения металла из всех процессов.Основное внимание уделяется сварке безупречного внешнего вида, что означает меньший сварочный ток и большее время сварки. Оператору необходимо научиться координировать точные движения резака в одной руке с добавлением присадочного металла из другой руки и регулированием тока с помощью ножной педали.

Оператор также должен научиться правильно настраивать машину GTAW. Подготовка вольфрама, интенсивность искры, нарастание, спад, частота импульсов, пиковая интенсивность, фоновый ток, высокая частота и правильное заземление - все это может быть очень важными проблемами для сварочного аппарата GTAW.В сочетании с более низкими депозитными ставками легко увидеть, что процесс GTAW имеет большое количество поклонников в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, где качество намного важнее стоимости.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

SAW использует непрерывно подаваемую проволоку с гранулированным материалом, называемым флюсом, для покрытия области сварного шва. Этот тип сварки используется в основном для толстых листов, таких как конструкционная сталь, и для специальной высокоскоростной сварки легких профилей.

Флюс играет центральную роль в достижении высокой скорости и качества сварки.При сварке образуется очень мало дыма, поэтому воздух в цехе становится намного чище. Поскольку флюс покрывает всю дугу, сварочный шлем не требуется, что приводит к более высокому коэффициенту эксплуатации. При сварке длинных и больших сварных швов, многопроходных и наплавленных сварных швов эксплуатационный коэффициент процесса может приближаться к 100%. Производительность может быть очень высокой при сварочных токах более 1000 ампер, которые обычно используются в автоматических установках.

К недостаткам можно отнести ограниченное положение при сварке, поскольку флюс бывает гранулированным. Операторы должны выполнять сварку на плоских поверхностях, чтобы флюс покрыл сварочную ванну.Другой недостаток заключается в том, что горячий флюс может обжечь обувь и вызвать проблемы при обращении, которые необходимо устранить.

Обладая некоторыми знаниями о доступных типах сварочных процессов, вы теперь сможете принять решение о том, какой процесс лучше всего соответствует вашим потребностям. Следующим шагом будет поиск источника питания. Ваш идеальный источник питания должен соответствовать вашему процессу сварки, соответствовать вашим требованиям к размеру, соответствовать вашему бюджету и предлагать технологические функции, которые необходимы вашему цеху.В конце концов, надежный источник энергии, такой как надежный автомобиль, будет служить вам долгие годы.

Как выбрать источник сварочного тока

Сварщикам

DIY следует подумать о приобретении машины SMAW с функцией горячего старта, которая при запуске создает большую силу тока и помогает предотвратить прилипание электрода при зажигании дуги.

Сварку часто считают устрашающим занятием.Но выбор правильного источника сварочного тока может быть не менее сложным и сложным. Если вы новичок в сварке или хотите модернизировать свой аппарат, бывает сложно понять, что искать.

Для тех, кто плохо знаком со сваркой, имеет небольшой опыт или занимается этим неполный рабочий день, важно понимать, как вы собираетесь использовать источник питания. Какова средняя толщина свариваемого материала? Будете ли вы работать в помещении, на улице или и то, и другое вместе? Вам понадобится источник питания, предназначенный для одного процесса сварки, или вам нужен многопроцессорный аппарат? Реалистичный взгляд на то, что вы собираетесь делать с машиной, поможет вам найти тот, который соответствует вашим потребностям, и избежать перерасхода средств на возможности, которые вам не нужны.

Большинство сварщиков можно разделить на три категории: домашние мастера (DIY), фермеры / владельцы ранчо и генеральный подрядчик. Следующие ниже рекомендации помогут вам принять решение и проанализировать сварочную технологию и области применения.

Источники энергии для сварочного аппарата «сделай сам»


Сварщики, относящиеся к категории «сделай сам», обычно выполняют небольшие ремонтные работы в своем гараже, такие как газонокосилки, изделия из металла, ходунки, небольшие тракторы и ремонт автомобилей.Сварка в гараже обычно означает, что мобильность машины не имеет большого значения.

Большинство домашних мастеров используют в основном дуговую сварку в среде защитного металла, также известную как сварка штучной сваркой, или дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), поэтому они не расходуют защитный газ. Однако, если вы любите приключения и хотите улучшить свои навыки или изучить другие процессы, подумайте о многопроцессорной машине, которая может выполнять FCAW, газовую дуговую сварку (GMAW), сварку штучной сваркой и газовую вольфрамовую дуговую сварку (GTAW).

Обычные сварщики, работающие своими руками, не сваривают материал толщиной более дюйма, что означает, что достаточно не менее 100 ампер сварочной мощности и 20 ампер для плазменной резки. Обычно это можно найти с машинами на 110–120 В. Если вам требуется больше энергии для иногда более толстого материала, подумайте о машине, которая может работать как от 110 до 120 В, так и от 208 до 240 В. Тщательно выбирайте машину, которая максимально использует вашу входную мощность.

Пятнадцать лет назад все источники питания «сделай сам» были трансформаторными машинами, потому что они были недорогими.Рынок изменился и движется к машинам на основе инверторов, потому что они намного более энергоэффективны и обычно имеют немного более высокую мощность и рабочий цикл. Выбор инверторной машины FCAW даст вам больше возможностей; более плавная дуга; и позволяют бесступенчато регулировать напряжение и подачу проволоки, что упрощает обучение и настройку.

Сварка палкой - отличный способ сварки таких материалов, как сталь, нержавеющая сталь, чугун и наплавки. Дополнительным преимуществом является то, что он не требует защитного газа, что может снизить ваши первоначальные вложения.Ищите SMAW-машину с функцией горячего старта, которая при запуске производит большую силу тока и поможет предотвратить прилипание электрода при зажигании дуги.

Рассмотрите возможность приобретения как диаметром 3⁄32, так и диаметром 1⁄8 дюйма. электроды для машины на 120 В, которые позволят сваривать листовой металл толщиной до дюйма. Иногда можно встретить 5⁄64 дюйма. электрод, который идеально подходит для сварки тонколистового металла. Электрод большого диаметра, например 5/32 дюйма, не рекомендуется для устройств на 120 В, поскольку он будет обеспечивать плохое проплавление и у вас, вероятно, не будет достаточной выходной силы тока для зажигания дуги.

Помните, что некоторые стержни, такие как E6013 и E7014, работают с малой силой тока, и с ними легко бить и учиться. Электроды некоторых марок разработаны так, чтобы лучше работать на низковольтных сварочных аппаратах, поэтому попробуйте несколько разных марок, чтобы узнать, что лучше всего работает на вашем аппарате.

Распространенное заблуждение при выборе провода для GMAW состоит в том, что провода большего диаметра, например 0,035 дюйма, лучше, но это не относится к машинам на 120 В. Большинство аппаратов подачи проволоки начального уровня рекомендуют использовать 0.030-дюйм. провод, который является лучшим выбором. Проволока малого диаметра будет иметь более стабильную дугу, более широкую зону наилучшего восприятия, лучшую плотность тока и лучшее проплавление, а также возможность сварки материалов различной толщины, в том числе листового металла до дюйма.

Если вам нужно сварка вдали от гаража, подумайте о выборе генератора. Большинство устройств на 120 В могут работать от высококачественного генератора непрерывного действия мощностью 4000 Вт, если он производит чистую мощность (менее 5% общего гармонического искажения).Прежде чем пытаться использовать сварочный аппарат, убедитесь, что производитель источника питания сообщает, что это подходящий для генератора сварочный аппарат.

Источники энергии для сварщика на ферме / ранчо


Требования к сварщикам на фермах и ранчо аналогичны требованиям домашних мастеров, но они сваривают чаще и на более крупном оборудовании и материалах большей толщины. Кроме того, важна портативность, поскольку ремонтную сварку часто проводят в полевых условиях.

Примерно 15–20 лет назад большинству фермеров и владельцев ранчо требовался специальный сварочный аппарат, обеспечивающий надежность и простоту использования на открытом воздухе.Однако выбор между палкой и GMAW больше не проблема, потому что производители машин теперь производят несколько хороших многопроцессорных машин по цене менее 1500 долларов. Эти машины могут выполнять FCAW, Stick, GMAW и GTAW, что дает вам большую универсальность и лучшую общую ценность. На новых машинах гораздо проще переключаться между процессами, чем на некоторых старых источниках питания. Если вы попадаете в категорию фермеров / владельцев ранчо, попробуйте найти машину, которая позволяет легко переключаться между ручкой и GMAW (процесс TIG не так распространен для этой отрасли).

Толщина материала, который чаще всего используется в этой категории, находится между листовым металлом и толщиной до ½ дюйма. Это означает, что для достижения хороших результатов вам потребуется выходная мощность сварки 200 А и выходная мощность плазменной резки 40 А. Машины с несколькими или двумя напряжениями могут значительно улучшить вашу гибкость при сварке в различных местах и ​​входят в список рекомендуемых функций.

Машины-трансформеры чаще используются фермерами и владельцами ранчо из-за факторов надежности, ремонтопригодности и знакомства.Хотя вы с большей вероятностью найдете трансформатор на ферме, инверторные машины начинают занимать их место.

Инверторные машины весят намного меньше - на 65-75% меньше, если быть точным - чем трансформаторы, и их легче ремонтировать. Типичная трансформаторная машина на 250 А может весить до 220 фунтов, но инверторная машина с аналогичной мощностью может весить 50 фунтов.

Гарантийное время ремонта составляет в среднем от 25 до 35 минут для инверторной машины и от 45 до 60 минут для трансформаторной машины, при условии, что вся печатная плата инвертора нуждается в замене.

Наконец, у большинства фермеров и владельцев ранчо есть кислородно-ацетиленовая установка для нагрева и резки металлов или фиксации сломанных чугунных деталей. Если у вас нет кислородно-ацетиленовой установки, подумайте о добавлении устройства плазменной резки. Плазменные резаки безопасны и требуют только чистого и сухого сжатого воздуха для качественной резки. Эти машины обычно стоят около 1000 долларов и позволяют резать материал толщиной до ½ дюйма.

Источники энергии для генерального подрядчика


Есть разница между подрядчиком по сварке, который занимается сваркой весь день, каждый день, и генеральным подрядчиком, который занимается сваркой время от времени.Категория генерального подрядчика предназначена для тех, кто может выполнять сварочные работы для целей обслуживания зданий, систем отопления, вентиляции и кондиционирования, изготовления кухонь из нержавеющей стали, металлических ограждений или лестниц, или других металлических ландшафтных конструкций. Универсальность и портативность - самые важные факторы для сварщиков, попадающих в эту категорию.

Большинство генеральных подрядчиков работают с тонкими металлами, которые редко превышают ½ дюйма, что означает, что лучше всего подходит сварочный аппарат с силой тока до 200 ампер для сварки и 40 ампер для плазменной резки.Ищите машину с двойным напряжением, чтобы можно было сваривать в разных местах, и ищите инверторный аппарат, который будет легким и универсальным.

Если вы свариваете в основном сталь или нержавеющую сталь, подумайте о многопроцессорной машине с выходом постоянного тока (DC), которая позволяет использовать GMAW или стержневой сварочный аппарат. Многопроцессорная машина добавляет гибкости и позволяет переключаться между FCAW, GMAW, Stick и GTAW. Тримиксный газ часто рекомендуется для сварки нержавеющей стали с помощью GMAW, но это может быть немного дороже.Сварка нержавеющей стали палкой может быть дешевле. Обычные электроды из нержавеющей стали - E308L, E309L и E316L. При работе с нержавеющей сталью, например, в пищевой промышленности, где переходы между кромками сварного шва должны быть идеальными, попробуйте GTAW с использованием специальной машины для стержневой / GTAW с импульсным управлением.

Если вам нужно сваривать алюминий, убедитесь, что ваш многопроцессорный аппарат поддерживает катушку с пистолетом. Для прецизионной алюминиевой GTAW на тонких конструкционных рамах (например, мотоциклов и некоторых лодок), вероятно, потребуется специальный GTAW-автомат с выходом переменного тока (AC).Для алюминиевой GTAW вам понадобится возможность регулировки баланса, частоты и пульса. Возможно, вы слышали термин «контроль формы волны». Это удобная функция для очень специфических приложений, но она также добавляет сложности и затрат. Генеральному подрядчику необходима установка с двумя напряжениями питания, работающая от 110 до 120 В или от 208 до 240 В.

Большинству подрядчиков требуется регулярная резка металла. Эффективность важна, поэтому рассмотрите возможность плазменной резки с возможностью чистой резки до ½ дюйма.толстый. Если вы запутались и работаете на дюйма, вы обычно можете разрезать 3⁄4 дюйма с помощью плазменного резака, рассчитанного на ½ дюйма.

Расходные материалы для плазменной резки могут быть дорогими, так что имейте это в виду, когда оценка различных машин. Проблема № 1 с плазменными машинами - это грязный или маслянистый воздух, поэтому обязательно фильтруйте и сушите воздух и никогда не используйте компрессор с масляной ванной. Лучший вариант - найти сухой, сверхтихий компрессор со встроенным осушителем и фильтром. Обращайтесь с плазменным резаком осторожно, так как внутри есть движущиеся части, которые могут легко заклеиться или повредиться.Замена поврежденной или нефункционирующей головки плазменного резака - обычное дело, и большинство производителей не дают гарантии на резак или головку.

Перед покупкой


Одним из наиболее важных элементов, которые следует учитывать при покупке новой машины, являются гарантия и сертификация. Скорее всего, вам понадобится хорошая гарантия и техническая поддержка в течение всего срока службы вашей машины. Обязательно приобретайте машину от уважаемой компании и бренда.

Кроме того, покупка сертифицированного станка (сертифицированного CSA и ETL) гарантирует, что оно соответствует стандартам безопасности UL, которые применимы в США.С. и Канада (примечание: сертификация CE не является). Помните, что в США и Канаде продаются машины без этих сертификатов, а несертифицированные продукты не тестируются и не проверяются третьей стороной.

Джейсон Махью - директор по инженерно-техническому обслуживанию в Forney Industries, 2057 Vermont Drive, Fort Collins, CO 80525, 800-521-6038, [email protected]

Директива EuP и энергопотребление сварочного оборудования

Введение

В современном машиностроении и производстве экологические аспекты часто учитываются не меньше, чем технические и экономические факторы.Европейская комиссия разрабатывает законодательство, регулирующее воздействие на окружающую среду во всех отраслях, от производителя до потребителя. Основная цель - развитие «зеленой» экономики, которая не только устойчива, но и замкнута, а также стремится к нулевым отходам. Энергопотребление - главная тема.

В рамках этой цели в 2005 году была принята Директива EuP (Энергопотребляющая продукция) (EuP 2005a) и перенесена в национальное законодательство государств-членов в августе 2007 года. Эта директива касается производителей энергопотребляющей продукции, не являющейся транспортной.Воздействие всех продуктов на окружающую среду должно приниматься во внимание при их проектировании и производстве, в том числе при выборе технологии соединения, используемой при производстве. Директива EuP является важной частью европейского законодательства и может быть применена к любому аспекту конструкции продукта, чтобы уменьшить его воздействие на окружающую среду. Что касается сварочного оборудования, то исследование было проведено Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) и Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) (EuP 2005a).

По оценкам, на процессы сварки и соединения, включая контактную полимерную и дуговую сварку, приходится 4,5% валового потребления энергии в Европейском союзе (EPTA, 2007). Лучший выбор процесса или более глубокое понимание этого потребления может привести к экономии энергии.

Эта статья с практическими знаниями посвящена только источникам питания и основным процессам дуговой сварки и основана на отчете TWI (Pike S, 2010).

Подход

Сварочный процесс выбирается в первую очередь из-за его производительности и, во вторую очередь, из-за его стоимости.Фактор окружающей среды обычно не учитывается, хотя это может потребоваться в будущем.

Для эффективного сравнения воздействия на окружающую среду различных методов соединения необходимо использовать количественное значение. Умножение потребляемой мощности в киловаттах (кВт) на время работы дает потребление энергии процессом в киловатт-часах (кВтч). Затем это значение может быть преобразовано в эквивалентные килограммы CO2, что является мерой воздействия процесса на окружающую среду.

Сравнение

Источники питания для дуговой сварки работают с высоким КПД, обычно 65% для обычного трансформатора и 90% для инверторного оборудования.Инверторы работают на более высоких частотах (10 кГц) по сравнению с частотой сети (50/60 Гц), что приводит к уменьшению потерь и повышению эффективности. Однако эта повышенная эффективность может быть уменьшена за счет дополнительных вспомогательных функций (таких как возможность прямоугольной волны).

В любом случае эффективность процесса повышается, когда источник питания используется почти с максимальной выходной мощностью. Например, использование источника питания для дуговой сварки на 500 А для сварки при токе 200 А будет более вредным для окружающей среды, чем использование источника питания для дуговой сварки 200 А.

На рис. 1 показано влияние технологий соединения на окружающую среду в зависимости от выбросов CO2 в граммах в секунду. Процесс SAW (дуговой сварки под флюсом) с постоянным током, тремя фазами и трансформаторным источником питания оказывает наибольшее воздействие на окружающую среду: в секунду выделяется 18,63 грамма CO2. На противоположном конце шкалы процесс с наименьшим воздействием на окружающую среду - это плазменная дуговая сварка (плазменная сварка) с однофазным инверторным источником питания постоянного тока.Он производит 1,49 грамма CO2 в секунду.

Необходимо помнить, что сравнение процесса может быть завершено только тогда, когда известно время выполнения определенного сварного шва. Например, процесс SAW оказывает большее влияние на окружающую среду, но имеет гораздо более высокую скорость наплавки, поэтому время завершения соединения (и результирующее потребление энергии) может быть меньше, чем MMA (ручная металлическая дуга).

Еще одно соображение - потери в режиме ожидания или простоя. Они различаются в зависимости от конструкции и процесса источника питания и могут оказывать заметное влияние на потребление энергии.Стоимость оставления дугового процесса в режиме ожидания обычно невысока (три пенса в час) по сравнению с оборудованием для лазерной сварки, таким как Nd: YAG-лазер мощностью 4 кВт (1 фунт стерлингов в час).

Также возможно оценить сварочную технологию с точки зрения экологического жизненного цикла. Например, Чанг и др. . В 2015 году MMA сравнили с ручным и механизированным MAG (металлический активный газ) и определили, что MMA имеет большее потенциальное воздействие на окружающую среду в результате большего потребления ресурсов (энергии, присадочного металла и покрытия электродов) на один метр сварочного шва.

Другие исследования (Maak и др. 1993) с учетом периода ожидания и дуги также демонстрируют, что значительная экономия энергии может быть получена путем замены источника питания на более эффективный, с меньшим потреблением энергии в режиме ожидания или заменой процесс для менее энергоемкой альтернативы.

Рекомендации

Производители должны знать о Директиве EuP и ее потенциальном влиянии на их бизнес.

Влияние технологий соединения и дуговой сварки на окружающую среду является значительным и должно приниматься во внимание при проектировании и производстве.

Производители должны провести аудит использования оборудования, чтобы оценить его влияние и оценить, как снизить потребление электроэнергии и выбросы CO2 и потенциально снизить затраты.

Для получения дополнительной информации об экологически безопасном проектировании вы можете обратиться к нашему руководству по передовой практике (Руководство передовой практики 2011) или связаться с нами.

Список литературы

Руководство по передовой практике 2011: Экологически безопасный дизайн

Чанг 2015 «Экологическая и социальная оценка жизненного цикла сварочных технологий», 12-я Глобальная конференция по устойчивому производству, Процедуры CIRP 26 293-298

EPTA 2007: «Исследование для подготовки первого рабочего плана Директивы по экологическому дизайну».Отчет по конкурсу № ENTR / 06/026

EuP 2005 a: www.eup-network.de

EuP 2005 b: www.eup-network.de

Маак 1993: «Исследования энергоэффективности оборудования и процессов для дуговой сварки», «Окружающая среда и смежная промышленность - производство продукции, предотвращение загрязнения, безопасность и здоровье».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *