Электрическая сварка простыми словами: инструмент и расходники

Для механического скрепления двух деталей из металла или пластика применяется неразъёмный метод соединения под названием сварка. Как она производится, что нужно приобрести, чтобы успешно заниматься сваркой в условиях гаража или небольшой мастерской – мы расскажем дальше, читайте до конца!

Что такое сварка и как она производится

От пайки, которая использует для соединения деталей дополнительный, более легкоплавкий материал, сварка использует расплавленный материал скрепляемых деталей. В частности, при сварке металлических деталей, их сопряжённые поверхности нагреваются до температуры плавления металла, после чего обе детали становятся единым целым, формируя на стыке так называемый сварной шов.

В процессе сварки нужно решить две задачи:

• нагреть металл до температуры плавления, имея возможность управлять процессом нагрева, оперативно изменяя подаваемое на место сварки количество тепла;

• не дать металлу окислиться от воздействия кислорода на раскалённую поверхность: пленка окиси сделает сварной шов хрупким.

Первую задачу решает специальный сварочный аппарат, которые преобразует сетевое напряжение 220 или 380 Вольт в сварочный ток в сотни ампер небольшого напряжения до 100 В. Вторую задачу решают сварочные электроды. Помимо стального сердечника для «доставки» сварочного тока в место сопряжения деталей, электроды имеют специальную обмазку из материалов, которые при нагреве выделяют газы, препятствующие образованию окиси. Давайте рассмотрим сварочные аппараты и сварочные электроды, чтобы понять, на чём остановиться начинающему сварщику.

Сварочный аппарат – разновидности и выбор

Здесь мы рассмотрим электродуговые сварочные аппараты, как наиболее доступные по цене и по освоению – другие типы сварки пока оставим в стороне. Для преобразования сравнительно высокого напряжения электросети (220 и 380 Вольт) в более безопасное и низкое напряжение, с одновременным увеличением доступного для применения тока, изначально применялся обычный трансформатор. Как устроен этот электрический прибор? Начнём с классического трансформатора.

Сварочный трансформатор

Основные детали трансформатора это обмотки (минимум две) и магнитопровод, на который эти обмотки надеты. Между обмотками нет электрической связи – они разделены не проводящим ток зазором и, тем не менее, энергия из первичной обмотки с минимумом потерь попадает во вторую и дальше – к сварочным электродам. Как это работает?

Дело в том, что при прохождении через обмотку переменного тока, она генерирует магнитное поле. Это магнитное поле пронизывает вторичную обмотку, а благодаря магнитопроводу, который «фокусирует» поле в нужном месте, энергия почти не рассеивается и целиком попадает в объём, занятый второй обмоткой. В свою очередь, магнитное поле во вторичной обмотке порождает в ней электрический ток, причём, чем меньше во вторичной обмотке витков и толще провод, чем больше с неё можно снять ампер, с соответствующим уменьшением напряжения.

Первые сварочные трансформаторы были именно трансформаторами – без каких либо дополнительных деталей, не считая корпуса, клемм и шнура питания. Но прогресс не стоит на месте и на смену трансформаторам с переменным сварочным током пришли трансформаторы с постоянным током, а традиционные трансформаторы обзавелись реостатом или переключателем, для регулировки сварочного тока.

Сварочные аппараты на основе тяжёлого обмоточного трансформатора в наши дни встречаются достаточно редко и, как правило, предназначены для больших токов сварки в промышленных условиях с трёхфазным питанием. Бытовой однофазный сварочник в 9 случаях из 10 это инверторный аппарат. Чем он отличается от классического трансформатора?

Инверторный сварочный аппарат САИ-190 10-190А РЕСАНТА	Инверторный сварочный аппарат САИ-220 10-220А РЕСАНТА	Электроды сварочные MP-3C d=3.0мм l=350мм 1кг REXANT (11-0950)

Инверторный сварочный аппарат

По мере снижения стоимости электронных компонентов, инженеры начали задаваться мыслью – а как можно снизить вес и себестоимость такого громоздкого аппарата, как трансформатор, где используется много меди (цена) и стали (вес)? Самый очевидный способ – повысить частоту преобразования, так как чем выше частота переменного тока, тем меньший размер должны иметь катушки и магнитопровод. При большой частоте, электрический ток «легче» и «охотнее» превращается в электромагнитное поле, если сказать простыми словами.

Однако для повышения частоты требуется электроника – сначала нужно выпрямить напряжение сети, потом инвертировать его, то есть сделать переменным снова, но уже с большой частотой – в десятки кГц. Ток высокой частоты можно преобразовать небольшим трансформатором – со спичечный коробок и дальше, после выпрямления, использовать для сварки.

Выглядит просто, но решение проблем с надёжностью и охлаждением, защитой от помех, термостабилизацией, заняло десятки лет, пока, наконец, в 90-е годы XX века не появились первые массовые сварочники-инверторы. Вначале они стоили на порядок дороже трансформаторов, но по мере усовершенствования, ситуация стала обратной, и теперь уже инвертор является самым доступным сварочным аппаратом для любителей и мастеров. Именно такой аппарат мы и рекомендуем к покупке, причём сварочного тока в 200А вам хватит почти на все случаи жизни.

Сварочные электроды

Для выбора сварочных электродов нужно определиться с металлом, который вы хотите варить, а также с максимальным размером (толщиной) свариваемых деталей. Если толщина деталей меньше 1,5 мм, лучше рассмотреть другой способ соединения – пайку или заклёпки. При толщине металла от 1,5 мм, диаметр электродов должен примерно соответствовать этой толщине – 2 мм для толщины 2 мм и так далее. Имейте в виду, что бытовой сварочник вряд ли потянет сварку деталей толще 5 мм. Для этой цели лучше применять газовый или плазменный тип сварки.

Кроме толщины деталей, нужно учесть тип свариваемого металла. Для обычных конструкционных сталей можно использовать популярные рутиловые электроды МР-3С или ОЗС-12, они аналогичны, за исключением того, что МР-3С позволяет варить переменным и постоянным током любой полярности, а ОЗС-12 – переменным и постоянным только прямой полярности (деталь минус, электрод плюс).

Для сварки нержавеющей стали и других высоколегированных сталей обычно применяют полуавтоматическую и аргоновую сварку. Для сварки нержавейки обычным сварочным аппаратом существуют специальные электроды, например ESAB OK 61.30, но они весьма дорогостоящие и требуют опыта работы.

Спасибо, что дочитали – удачной сварки и надёжного шва!