Краткий обзор сварочных полуавтоматов

Сварка - процесс, вхожий во многие аспекты повседневной жизни. Она встречается и широко используется как в промышленности, на крупных заводах, так и используется "для дачи". Современные возможности сварочного оборудования не только толкают вперед свойства сварных соединений, повышают производительность, но и делают технологию сварки доступной рядовому Пользователю: как в плане денежной нагрузки (стоимость инверторных полуавтоматов Mig снижается год от года), так и в плане специальных навыков работы со сварочным оборудованием.

В области сварки есть уникальные технологии, использующие наиболее современные достижения науки и техники, в том числе те, которые только находят себе применение. А есть то, что вечно. Классика. Говоря о классической сварке, сразу приходит на ум ручная дуговая сварка (РД) и связанное с ней оборудование. Конечно, это наиболее дешевый и простой способ сварки, доступный каждому дачнику. С другой стороны: купи электроды, возьми держак, включи источник и..? Да, для ручной дуговой сварки покрытыми электродами необходим навык. Пусть небольшой, но все же. Это взгляд со стороны обывателя. Давайте посмотрим со стороны небольшого предприятия - для простых деталей из черных сталей нам нужно выполнять сварку. Деталь чистовая, то есть требует удобоваримого внешнего вида, производство массовое. Хороший профессиональный "ручник" (сварочный инвертор) стоит недешево. Набрать молодых и неопытных сварщиков ручной дуговой сварки - не оберешься проблем с внешним видом - потеряешь деньги на доведении детали до совершенства. И тут, как спасение, приходит широко используемый процесс - полуавтоматическая сварка. Об этом процессе мы и поговорим и попробуем для примера сравнить его с ручной дуговой сваркой.

Сварочный инвертор или полуавтомат?

Суть сварки дуговыми способами всегда одинакова - расплавление металла теплом горящей дуги, возбуждённой между анодом и катодом, и подача (при необходимости) присадочного материала в сварочную ванну. В ручной дуговой сварке анод (или катод, в зависимости от полярности) - покрытый электрод, он же является и присадкой. сгорел один электрод - выкинул огарок, воткнул в электрододержатель новый и так далее. Что мы имеем в месте окончания сварки? Так называемые старт / стопы, замки. С точки зрения качества шва, места во всех отношениях неприятные. Зачастую именно они являются вместилищем всевозможных дефектов. На ответственном производстве, старт / стопы необходимо вышлифовывать. И раз уж мы заговорили о дефектах, то нельзя не вспомнить, что РД - шлаковый процесс, то есть при плавлении обмазка создает шлаковую корку, защищающую ванну от атмосферного воздействия. При многослойной сварке необходимо тщательно зачищать поверхность предыдущего слоя, иначе получим в сварном шве шлаковые включения, поры и ослабление, как следствие, всей конструкции.

Как обстоят дела в данном случае у сварки при помощи полуавтомата? Для этого сначала нужно ввести Вас, уважаемые читатели, в курс дела: полуавтоматическая сварка имеет такое название, так как часть работы за сварщика выполняет сварочное оборудование - так называемый полуавтомат. При данном процессе штучный электрод уступил место проволоке, порой так её и называют бесконечный электрод. Он, конечно, не бесконечный и проволока мотается в бухты, причём для заводов в довольно увесистые, поэтому останавливаться для смены бесконечного электрода придется нечасто.
Сама по себе проволока для сварочных полуавтоматов бывает нескольких типов: сплошного сечения и с наполнителем. И если с проволокой сплошного сечения все ясно, то о порошковой проволоке следует сказать пару слов: в качестве наполнителя в ней выступает флюсовый порошок, а сама проволока имеет сечение полой трубки. Порошок выполняет различные функции, например, защита сварочной ванны, повышение коэффициента наплавки или введение легирующих добавок в металл шва для повышения его механических свойств.

Но вернемся к оборудованию для полуавтоматической сварки. Состав поста для полуавтоматической сварки состоит из следующих частей: баллон с защитным газом, регулятор, резиновый рукав, источник сварочного тока - его роль может выполнять как трансформатор, так и выпрямитель. Подход к выбору источника для данной сварки аналогичен, как и для сварки покрытыми электродами. Наибольшую популярность, по праву, заслужили выпрямители инверторного типа (или просто инверторы). Данные источники совмещают в себе довольно большую мощность (500 Ампер будет более чем достаточно для перекрытия мощностей выпуска нормального завода), сохраняя при этом компактность: инвертор в 200 Ампер легко носится на плече и с ним можно штурмовать, например, опоры ЛЭП, куда удлинненый рукав горелки углекислотного полуавтомата не дотянется.

Инверторная схема выпрямления тока имеет наиболее высокий КПД, что сказывается на энергопотреблении источника. Немаловажным фактором является и показатель ПВ - продолжительность включения. У профессиональных инверторных источников он практически всегда 100%. Простыми словами продолжительность включения, это сколько сварочник может работать и сколько при этой работе он должен отдыхать. Обращайте внимание при покупке на эту величину, пренебрежение этими процентами при постоянной работе может привести к перегреву и поломке источника. Например, ПВ 60% означает, что у источника из 10 минут, 6 минут может гореть дуга, а 4 минуты он должен "отдохнуть".

Производители сварочных инверторных полуавтоматов

При выборе производителя как сварочных полуавтоматов, так и инверторов для ручной сварки хотелось бы выделить таких, как SSVA, Технотрон, Сварог, ИТС, Fubag. Инверторы перечисленных фирм зарекомендовали себя как надежные, качественно собранные, отвечающие показателям производительности и выдаваемым на выходе характеристикам, указанным в паспорте. Они неоднократно проверены в производстве и имеют довольно хорошее соотношение цена / качество. Традиционно великолепными по исполнению, надежности и выдаваемым характеристикам являются финские Kemppi и австрийские Fronius, но за качество и красоту придётся изрядно доплатить и подавляющему большинству «гаражников» такие сварочные полуавтоматы будут просто не по карману.

Условия работы сварочной техники

При выборе источника питания для полуавтоматической сварки важно понимать условия его эксплуатации. Будет это чистый цех или работа в поле, где пыль, мошкара и уличная грязь забивают отверстия для охлаждения. Может быть Вам нужен источник для сварки, например, объектов в Сочи, под палящим солнцем или Вы будете трудиться в условиях Крайнего Севера? Перечисленными производителями учтены и такие параметры – например, такие, как усиленное охлаждение или наоборот, система подогрева плат и утепление экранов, установка дополнительных фильтрующих элементов и так далее. О тонкостях исполнения определенных сварочных полуавтоматов лучше всего проконсультироваться с менеджером по продажам – для большинства источников такие ГОСТовские обозначения, принятые ещё в годы СССР, как «УХЛ» и так далее уходят в прошлое. А у зарубежных производителей их и вовсе не было никогда, но производители часто отмечают такие тонкости в названиях или описании машины.

Подающий механизм полуавтомата сварочного

Следующим важным органом поста полуавтоматической сварки является механизм подачи. Именно этот орган и отвечает за то самое «полу-». Именно это подающее устройство толкает (или тянет, в зависимости от конструкции) проволоку к сварочной ванне. Какие они бывают? Прежде всего – стационарные или переносные. Стационарные успешно применяются в цеховых условиях, где мобильность не обязательна и длины сварочной горелки (о которой будет написано ниже) хватает. Плюс стационарного механизма подачи – в него можно загрузить большую бухту с проволокой и надолго о ней забыть. Переносные механизмы подачи в основном принимают «на борт» катушку с проволокой весом примерно 5 кг, зато с ней можно подобраться практически к любому месту у крупногабаритной детали. Состоит подающий механизм сварочного полуавтомата не только из места крепления проволоки, но также из газового клапана и, собственно, механизма подачи.

Газовый клапан служит для подачи защитного газа в горелку. К газовому клапану подключается через газовый редуктор баллон с защитным газом (или подключение к газовой магистрали – если мы говорим о цехе) и также он осуществляет задержку подачи газа до / после сварки. Это необходимо для качественного формирования шва – в «мозгах» механизма подачи происходит рассинхронизация времени подачи проволоки и пуска газа – чтобы при поджиге дуги и окончании сварки (заварке кратера) сварочная ванна уже защищалась. То есть: сварщик, перед сваркой, опускает маску хамелеон, нажимает на клавишу на сварочной горелке полуавтомата, слышит шипение выпускаемого газа и только с задержкой в несколько секунд, проволока начинает подаваться. То же происходит и когда сварщик отпускает клавишу, только наоборот – проволока перестает подаваться, газ еще идет.

Подающий механизм проволоки состоит из роликов, которые «зажимают» проволоку и делится на тянущий и толкающий – разница заключается в местонахождении этих роликов – если они «тянут» проволоку от бухты роликами, которые находятся в конструкции горелки, то механизм тянущий. Если ролики «толкают» перед собой проволоку в рукав горелки сварочного полуавтомата, то это толкающий вид подачи. Есть также комбинированные конструкции, совмещающие в себе оба вида: они применяются только при очень длинных рукавах сварочной горелки и встречаются довольно редко. Тянущие механизмы подачи также достаточно редки.

Наиболее популярны как в мощных промышленных моделях, так и в сварочных полуавтоматах для дома и гаража, толкающие механизмы. В целом механизм подачи – это система роликов с желобком для проволоки. Так называемый прижимной ролик служит для того, чтобы можно было пропустить и заправить проволоку в механизм подачи при смене катушки, когда его пружина расслаблена, и при поджатой пружине ролик давит на проволоку, создавая прижимное усилие. Следующий ролик – приводной. Он сидит на оси электродвигателя и, при нажатии на клавишу на горелке, начинает вращаться, продвигая зажатую проволоку вперед.

В стандартной, классической конструкции подающего механизма полуавтомата, приводной ролик находится напротив прижимного, то есть проволока находится между ними. Также существуют и другие конструкции: в некоторых функция прижимного и приводного ролика возложена на один и тот же ролик, в некоторых есть два приводных ролика – стоящие друг напротив друга, а прижимной ролик находится до них относительно пути движения проволоки. Для проволок больших диаметров – более 1,4 мм часто используются мощные механизмы подачи с несколькими парами роликов – для выпрямления проволоки после катушки.

Каких-то рекомендаций по выбору той или иной схемы при покупке оборудования для полуавтоматической сварки нет. Так как режим сварки и все параметры устанавливаются на механизме подачи – в основном именно он «руководит» источником при сварке – то следует обратить внимание на исполнение индикаторов и информативность дисплея и качество «крутилок» и переключателей. В плане схемы подачи проволоки лучше и чаще всего используются классические «дуракоустойчивые» схемы механизмов подачи – прижимной ролик напротив приводного.

Подающий механизм в целом, как для инверторного, так и для трансформаторного сварочного полуавтомата, достаточно сложный механизм в плане обслуживания. Он требует тщательного ухода в том числе за расходными частями. Расходными частями можно считать подающие ролики. Качество их изготовления будет сказываться на частоте их замены. Так как в основном механизмы подачи проволоки – устройства универсальные, то чтобы перенастроить свое оборудование на другой диаметр проволоки, нужно лишь заменить подающие ролики.

Ролики бывают двух видов – цельные и разъемные. С цельными все ясно – есть ролики на 1,0 мм – в нем и канавка под 1,0 мм. Нужно заменить – открутили гайки, перекинули ролики нужного диаметра проволоки и можно работать дальше. Конструкция разъемного ролика несколько другая – в одной его половине, он размыкается перпендикулярно оси вращения, по толщине, проточена половина канавки под проволоку, то есть четверть окружности. Это «универсальный полуролик», он всегда закреплен в подающем механизме полуавтомата на своем месте. Заменяется только ответная половина ролика, на которой четверть окружности меняется в зависимости от диаметра проволоки. Такая схема подающих роликов очень часто встречается у зарубежных производителей. И если говорить об оборудовании, произведенном в Европе или США – таких как Lincoln Electric, EWM, ESAB и др., то таковая схема реализуется достаточно качественно. У производителей Восточной части Евразии (то есть Китая), механизмы подачи проволоки, с такой схемой, лучше не выбирать – качество половинчатых роликов оставляет желать лучшего и имеет место достаточно быстрый износ. Предпочтительнее взять целиковые ролики – достаточно редко производство требует смены проволоки в течение дня.

Сварочная горелка полуавтомата

Третьей частью, но далеко не по значению, у поста полуавтоматической сварки идет сварочная горелка. Она является аналогом держака, при ручной дуговой сварке покрытыми электродами, и так же как и электродоержатель должна хорошо «ложиться» в руку и иметь, по возможности, небольшой вес. Какой бы прекрасной горелка не была на сварочном полуавтомате, если она "не Ваша" и не удобна в руке или слишком тяжелая – работа не пойдет. Особенно это важно при сварке в различных пространственных положениях и сварке труб – когда рука, ведущая горелку по стыку, пребывает в разном положении относительно тела сварщика. Конструкция сварочной горелки в общем случае следующая – рукав, рукоятка горелки, сопло горелки, токоподводящий наконечник (мундштук) и клавиша (а также регулировки, которые позволяет производить горелка). Рукав, это хобот, в который упрятан лейнер – пружина по которой «ползет» проволока, токоподвод и, в зависимости от конструкции, охлаждение. Охлаждение жидкостью необходимо горелкам индустриальных сварочных полуавтоматов при работе с токами свыше 300-315 Ампер. При тяжелых условиях работы – например, если на заводе сварка выполняется в несколько смен, то есть пост работает постоянно – охлаждение сказывается на продолжительности включения (ПВ), о котором мы говорили выше.

Рукава горелок бывают различной длины – от 3-х до 20 метров. При покупке сварочной горелки для полуавтомата и выборе длины рукава следует ознакомиться с инструкцией производителя – следует помнить, что чем длиннее провод с током, тем больше его потери. И потому купив на свой полуавтомат 20-ти метровый рукав со сварочной горелкой, и не получая должного тока на выходе, не надо бежать к продавцам и ругаться – ознакомьтесь с инструкцией. Следует учесть перегибы и закрутки рукава при работе – у механизма подачи должно «хватить сил» толкнуть проволоку через скрученный в кольцо шланг.

Сопло горелки для сварочного полуавтомата

Сопло сварочной горелки это трубка, которая будет задавать на выходе форму истечения газа из горелки. Они бывают различных конструкций и длин: например, если Вам необходимо выполнять сварку корневого слоя шва (для многослойного шва) где-то в достаточно узкой разделке кромок, то Вам подойдет зауженное щелевое (сплющенное с обеих сторон) сопло. Если Вы производите наплавку с использованием сварочного полуавтомата, то для Вас наилучшим вариантом будет использовать «раструбное» сопло, с уширением на конце – для обдува газом наибольшей площади сварки.

Сопла производят из различных материалов, но в основном используют латунные. При сварке проволокой сплошного сечения разбрызгивание невелико и потому материал сопла горелки не имеет большого значения. А вот при сварке порошковой проволокой – когда множество горячих брызг налипает на сопло, приводя его в негодность, в производственных масштабах закупка сопел может стать существенной статьей затрат. При сварке порошковой проволокой рекомендуется, во-первых – охлаждение горелки, но об этом мы уже говорили, во-вторых – керамическое сопло. Также существуют специальные antispatter аэрозоли, которые способны помочь в преодолении брызг. Целесообразность покупки – на усмотрение потребителя и в зависимости от его потребностей / возможностей.

Токосъёмные наконечники сварочной горелки

Мундштук или токоподводящий наконечник для сварочного полуавтомата является расходным материалом. Работает он в условиях высоких температур (если не охлаждается) и механических воздействий: тепло сварочной ванны и постоянно трущаяся об него проволока приводят его в негодность. Токоподводящий он потому, что за счет контакта его с проволокой, он передает ток последней. При износе токосъёмного наконечника, контакт становится хуже и это может сказаться на стабильности горения дуги. Это одна из причин для замены наконечника на новый. Другая причина – пригорание проволоки, короткое замыкание с последующим оплавлением наконечника.

Традиционно, наконечники для горелок сварочных полуавтоматов изготавливают из меди и бронзы (срок службы существенно меньше, чем у меди, зато дешевле). Наконечники из меди, с примесями графита, имеют лучшие показатели по износостойкости и сохранению контакта. Но пальму первенства держат токосъёмные наконечники из медно-вольфрамового сплава, они имеют наиболее длительный срок службы.

Рукоятка сварочной горелки

Как говорилось ранее, конструкция рукоятки сварочной горелки должна быть удобной. В случае сварки порошковой проволокой – рукоятка может быть оснащена защитным щитком, предохраняющим руку сварщика от горячих брызг при сварке. Помимо пусковой кнопки на теле рукоятки могут располагаться некоторые регулировки: например регулировка скорости подачи проволоки. Для удобства может быть и «кнопка-залипалка», чтобы не держать в процессе сварки курок горелки, особенно при протяженных швах, большим пальцем сварщик нажимает на «залипалку» и курок держать больше нет необходимости.

Прекрасными исполнителями сварочных горелок и электрододержателей традиционно являются TBI, Abicor Binzel, Lincoln Electric и др. Постоянно усовершенствуют свои горелки Kemppi. Наибольшим запасом сопел всех мыслимых и немыслимых типоразмеров обладает холдинг ITW. Не отстают и такие производители как ИТС, Технотрон, Сварог и другие.

Сварка в среде защитных газов, с использованием сварочных полуавтоматов, процесс востребованный очень широко и подходит для пользователей с различными запросами и под любые потребности. Надеемся, что данная выжимка поможет Вам определить именно тот состав оборудования и перечень расходных материалов, который Вам необходим для производственной деятельности или частного применения небольшого по мощности устройства.