Дуговая сварка металла заключается в неразъёмном соединении двух изделий из токопроводящих материалов, которое ведётся электродом, покрытым слоем флюса. При своём расплавлении в столбе плазмы, которая образована тепловой мощностью дугового разряда, металл электрода заполняет зазор между свариваемыми изделиями. Такая работа часто считается уделом профессионалов. Но, если вы уже решились приобрести сварочный трансформатор, то надо научиться и приёмам самостоятельной работы с ним, а также обращаться к официальному сайту дилера оборудования.
Принцип работы сварочного трансформатора
Данное устройство представляет собой понижающий трансформатор, в составе которого находится первичная обмотка (образована повышенным числом витков) и вторичная обмотка, где число витков намного меньше. За счёт такого перераспределения во вторичной обмотке наводится напряжение меньшей интенсивности, но с более высокими значениями тока, что и требуется для возбуждения дуги и проведения сварки. Рабочее напряжение напряжение на выходе вторичной обмотки составляет 18-50 вольт, при значениях тока вторичной обмотки 200-1000 А, а иногда и больше.
Конструктивная схема агрегата предусматривает несколько отводов вторичной обмотки, которые используются с целью управления значениями вторичного напряжения и тока сварки. Эти линии присоединяются либо к розеткам, либо к контактам переключателя режимов работы. При включении сварочного трансформатора во вторичной обмотке возникает ток большой мощности. Этот ток выделяет избыточное тепло, которое, благодаря хорошей температуропроводности металла, мгновенно распространяется в зоне контакта между электродом и заготовкой, подлежащей сварке. При соответственном увеличении температуры электрод плавится, а металл электрода заполняет свободные участки. При сварке чаще всего применяется режим обратной полярности: это обеспечивает повышенную технологическую гибкость.
Сварочный трансформатор, в отличие от обычного, обладает повышенным значением полного электросопротивления. Для управления электрическими параметрами используют изменяющееся значение падения напряжения.
Агрегаты с повышенной мощностью, как правило, рассчитываются на работу с трёхфазной питающей сетью напряжением 380 В, в то время как бытовые обычно работают в однофазных сетях напряжением 220 В.
В схеме с постоянным током перед вторичной обмоткой подключают выпрямитель, а с целью уменьшения неизбежных пульсаций — фильтрующий дроссель.
Прочие компоненты, необходимые для электросварки
Кроме трансформатора, в корпусе сварочного аппарата находятся также регулятор напряжения, внутренний охлаждающий вентилятор и переключатель диапазона силы тока. Остальные элементы находятся извне:
- Сварочные провода — изолированные медные проводники, которые подводят мощность к свариваемой детали/деталям.
- Электрододержатель — устройство на конце провода, которое удерживает электрод.
- Заземляющий провод, который через прикреплённый к изделию зажим, обеспечивает требуемый КПД процесса.
- Электроды: их выбор определяется назначением операции и видом свариваемого металла, будь то железо, сталь или алюминий. Типичный электрод состоит из стержня, покрытого флюсом, который горит для поддержания дуги. При этом в зоне сварного шва потребляется кислород и выделяется углекислый газ. Защитная обмазка предотвращает окисление и выгорание основного металла в дуге. Диаметр электрода зависит от мощности сварочного трансформатора.
- Сварочный щиток, представляющий собой маску, которую надевают для защиты сварщика от яркой вспышки дуги и от искр, возникающих во время сварки. Защитные линзы для дуговой сварки имеют очень темный оттенок, поскольку дуговой разряд вызывает ожоги сетчатки глаза. Наиболее востребованными сварочными щитками считаются самозатемняющиеся сварочные экраны, которые снабжаются линзами с автоматическим затемнением.
- Сварочные кожаные перчатки, которые достигают высоты 15-20 см над запястьями. Они защищают руки и предплечья сварщика, а также обеспечивают защиту от разлетающихся частиц металла.
- Фартук, напоминающий кожаную/брезентовую куртку. Он закрывает плечи и грудь сварщика, и используется для защиты от искр.
- Рабочие ботинки со шнуровкой и высотой не менее 15 см: такая спецобувь гарантированно защитит ноги сварщика от искр и горячего шлака. Ботинки должны иметь изолирующую подошву из материала, который не плавится и не горит.
С такой экипировкой уже можно разбираться в последовательности выполнения сварочных работ. Все необходимые компоненты поставляет компания Стербруст.
Подготовка изделий к сварке
Сварка должна выполняться на специальном стальном столе, рабочая поверхность которого представляет собой ровный лист толщиной не менее 5 мм. После проверки цепи пробным разрядом, необходима подготовка металла: если конструкция состоит из двух частей, необходимо подготовить в месте соединения скошенную кромку Её наличие обеспечивает улучшенное проникновение сварочной дуги для последующего расплавления металла с обеих сторон. В процессе подготовки кромки с поверхности соединяемых заготовок удаляется краска, жир, ржавчина и другие загрязнения.
Далее необходимо (при необходимости) прикрепите зажимы, которые будут удерживать металлические детали вместе. Подойдут плоскогубцы с фиксатором, или зажимы с пружинным захватом.
Для исключения непроизводительных потерь мощности необходимо подключение клемм заземления к свариваемому материалу. Убедитесь, что это место тщательно очищено, чтобы электрическая цепь могла быть замкнута с минимальным сопротивлением в месте заземления.
Далее выбирают сварочный электрод, от размеров которого будет зависеть диапазон используемых значений сварочного тока. Например, для сварки стальных пластин толщиной 6 мм оптимальным считается электрод диаметром 3 мм, при силе тока от 80 — 100 ампер (подробные рекомендации обычно приводятся в мануале производителя сварочного аппарата). Электрод устанавливают в электрододержатель таким образом, чтобы токопроводящий материал зажима находился на том конце электрода, который будет соприкасаться с металлом.
Сварка
При включении сварочного аппарата должен раздаться жужжащий звук трансформатора, и – одновременно — звук работающего вентилятора охлаждения.
Электрододержатель удерживается основной рабочей рукой за изолированную рукоятку так, чтобы удары жала по свариваемой пластине, были естественными. Сварочный экран поднимается достаточно высоко, чтобы можно было видеть, как перемещается электрод. При отсутствии опыта необходимо несколько раз постучать электродом по сварочному металлу, чтобы возбудить дуговой разряд. При этом глаза обязательно должны быть защищены.
Далее выбирается точка, с которой следует начать сварку. Рядом с ней размещается электрод, а цепь замыкается. После возбуждения разряда электрод необходимо мгновенно отвести немного назад, чтобы обеспечить стабильность горения дуги и избежать короткого замыкания.
Качественная сварка приходит со временем, поскольку для разных диаметров электродов и сварочного тока требуется различный зазор между концом электрода и обрабатываемой деталью. Обычно дуговой промежуток не должен быть больше диаметра электрода. После стабилизации дуги начинают движение в требуемом направлении. При перемещении электрода, металл будет плавиться, заполняя ванну расплавом и образуя сварной шов.
Сварочный шов будет хорошего качества, если при стабильной скорости перемещения электрододержателя дуга будет гореть стабильно. После этого можно приступить к наращиванию высоты сварного шва.
Если электрод прилегает к металлу и застревает, надо рывком вырвите стержень из зажима электрододержателя или металла сварного шва. При превышении зазора, процесс останавливают и очищают место сварки от шлака. Нельзя класть новый валик на существующий шлак, так как он будет плавиться в плазме дуги и пузыриться, что приведет к слабому и загрязнённому сварному шву.
Завершение работ
По окончании процесса готовый сварной шов следует зачистить, удалив шлак и застывший металлический грат. Для этого используют щётку с проволочной сеткой.
Если поверхность должна быть плоской, лучше использовать ручную шлифовальную машину, которая качественно удалит излишки/наросты металла. Такой сварной шов, кстати, легче проверить: после шлифовки все его дефекты — точечная коррозия, пустоты или прерывистость, будут легко заметны.
