Зварювальний інвертор - пристрій, що дозволяє виконати з'єднання металу зварюванням. У порівнянні з випрямлячем або трансформатором, зварювання інвертором легше, простіше і доступніше. Як навчитися зварювати метал інвертором?
Схема елементів инверторного зварювального апарату.
Сварка інвертором: послідовність операцій
Технологія зварювання складається з ряду послідовних дій. Їх правильне виконання забезпечує якісний результат - суцільне міцне з'єднання двох металевих поверхонь. Як правильно варити метал інвертором, на що звернути увагу при навчанні зварюванні?
Підготовка до зварювання
Схема джерела живлення інверторного зварювального апарату.
- Підготовка місця для зварювання. Простір в радіусі метра звільняється від дерев'яних, паперових, пластикових предметів. Вони можуть загорітися від гарячого електрода або іскри. Інвертор встановлюється на землю (бетонну підлогу) і приєднується до електричної мережі. Два вуса (дроти з клемами «+» і «-») зміцнюються наступним чином: клема плюса кріпиться до однієї з зварюваних металевих поверхонь, в клему мінуса вставляють електрод (таке підключення називають прямою полярністю, воно є найбільш поширеним). Тіло зварника закривається захисним одягом (штани, куртка, рукавички), на обличчя надягають щиток з темним склом (світлофільтр).
- Беремо в руки клему з електродом. Включаємо інвертор (тумблером) - з'являється невеликий гул. Виставляємо значення зварювального струму (регулятором на лицьовій панелі). Для традиційного електрода діаметром 3 мм необхідний зварювальний струм величиною 100 А. Опускаємо на обличчя маску (рис. 1).
Розпал дуги на початку зварювання
Малюнок 1. Залежність діаметра від товщини деталей.
- Приступаємо до зварювання. На початку треба розпалити дугу. З досвідом це буде виходити легко. Для початківця зварника розпал дуги - перша складність. Перед початком розпалу електрод обстукують об поверхню металу для видалення обмазки з його кінця. Для розпалювання дуги по холодному металу (на початку зварювання) застосовується метод чирканья. Він схожий на запалювання сірника. Електрод проносять над металом, злегка зачіпаючи поверхню деталі, що зварюється. У недосвідченого початківця зварника стрижень часто залипает (приклеюється до металу). Щоб отлепить його, треба різко нахилити клему з електродом в іншу сторону (відламати стрижень від деталі). Якщо не виходить, вимкнути живлення інвертора. При припиненні подачі струму залипання зникне.
- Чиркала до тих пір, поки не утвориться електрична дуга. Вона дуже яскрава, дивитися на неї можна тільки через світлофільтр.
- Для підтримки дуги фіксуємо кінець електрода в 3-5 мм від металу. На початку навчання буде складно витримувати необхідну відстань. Якщо занадто наблизити електрод, відбудеться коротке замикання, і він прилипне до деталі. Якщо видалити, дуга загубиться, і треба буде розпалювати її знову. У процесі зварювання електрод витрачається, його обмазка вигорає, а основний метал заповнює шов між зварюються поверхнями. Тому рука з клемою поступово опускається вниз.
Зварна ванна і зварної шов
Малюнок 2. Залежність діаметра від товщини деталей.
- При розпаленні дуги утворюється рідка калюжка розплавленого металу. Це зварна ванна. Для з'єднання металевих деталей по всій поверхні контакту електрод повільно переміщається уздовж кордону розділу. Слідом за ним переміщається зварна ванна (зона рідкого металу). Кінець стержня здійснює коливальні рухи (туди-сюди, вправо-вліво) щодо шва між двома деталями. Так забезпечується якість з'єднання.
- Якщо дуга була втрачена (електрод виявився занадто віддалений від зварювання), повторний розпал відбувається легше. Для загоряння дуги досить наблизити кінець стержня на відстань кількох міліметрів.
- У зварений щиток добре видно яскраву електрична дуга і менш яскрава зварна ванна. Гірше помітні контактують зварюються поверхні в зоні зварювання. Однак знімати щиток і підглядати на зварювання без захисного світлофільтру можна. У кращому випадку будуть неприємно свербіти повіки (відчуття піску в очах). У гіршому - можна втратити зір без можливості його відновити.
- Коли стрижень коротшає до 5-6 см, зварювання припиняють, інвертор вимикають і змінюють електрод в клеми.
- В кінці зварювання застиглий шов металу обстукують молотком для видалення шару шлаку. Очищений від шлаку шов має блискучу поверхню.
Така технологія зварювання інвертором в цілому. А тепер зупинимося більш детально на тому, як правильно вибрати електрод і зварювальний струм.
Якими електродами варити метал?
Електрод - металевий стрижень, покритий зовні обмазкой. Речовина обмазки є шлаковой сумішшю, яка при зварюванні також розплавляється, піднімається на поверхню зварної ванни (вона легше металу) і захищає рідкий метал від окислення і насичення азотом (рис 2). У деяких випадках до складу обмазки вводять газообразующие добавки, що забезпечують виділення газу при плавленні електрода.
Класифікація електродів.
Склад внутрішнього стрижня визначається видом зварювальних металів (маловуглецеві і низьколеговані сталі, латунь і бронза, магнієві сплави, титанові сплави). Щоб зварювати метал звичайної вуглецевої сталі, застосовуються електроди марки УОНІІ. Їх також використовують для корозійностійких сталей. Сварка УОНІІ виконується тільки прямим струмом.
Більш універсальними вважаються стрижні маркування АНО. Вони підходять як для прямого, так і для зворотного потоку будь-якої полярності.
Електроди відрізняються не тільки складом обмазки і стрижня, а й діаметром. Розміри стержня в обмазці варіюються від 1, 6 мм до 5 мм в діаметрі. Чим товщі зварюються деталі, тим більший діаметр електрода необхідний для їх сплаву. Існують математичні формули розрахунку діаметра для заданої товщини металевих деталей. Початківцю зварнику простіше користуватися таблицями.
Другорядними факторами, що впливають на вибір електрода, є вид з'єднання деталей (горизонтальна, вертикальна або нависає зварювання, стикового або кутовий шов). З даних таблиці видно, що діаметр електрода для кутового з'єднання незначно відрізняється від діаметра для стикового зварювання деталей.
Положення електрода при зварюванні.
При цьому для зварювання нависають поверхонь не використовуються зварювальні стрижні великого діаметру. Для стелі їх розміри обмежені діаметром 4 мм.
Варіювання діаметра стрижня при збереженні всіх інших параметрів може посилити або послабити питома струм зварювання (струм, який припадає на одиницю перетину електрода). Це вплине на глибину проплавлення і товщину зварного шва. Якщо електрод більш тонкий, сила струму концентрується і проплавляющей глибше, зварений шов виходить вузький. Якщо електрод товщий, питоме значення сили струму зменшується, і глибинапроплавлення стає меншою, а ширина шва - більшою.
Як вибрати значення зварювального струму і його полярність?
Сила струму визначає глибину проплавлення металу. Чим сильніше струм, тим потужніше дуга, тим глибше плавиться метал. Сила струму прямо пропорційно залежить від діаметра електрода і товщини зварювання. Її можна визначити розрахунками за формулами або скористатися готовими таблицями.
На силу струму впливає розташування зварного шва. Максимальне значення струму використовується для проплавлення горизонтальних поверхонь. Для того щоб зварити вертикальні шви, сила струму менше на 15%, для нависають (стельових) з'єднань - менше на 20%.
Побутовий інвертор має шкалу сили струму до 200 А. У напівпрофесійних моделях значення шкали градуйовані вище, до 250 А.
Малюнок 3. Рух електрода при зварюванні.
Полярність - напрямок руху струму. Інвертор дає можливість змінювати напрямок струму. Як це робиться і для чого необхідна зміна полярності?
Потік електронів (струм рухається від мінуса до плюса) в зварюванні інвертором рухається від клеми «-» до клеми «+». Та клема, на яку приходять електрони ( «+»), прогрівається сильніше. Цей факт використовують для забезпечення якісного зварювання на різних металах, при різній товщині елементів. Якщо деталі масивні, то клема «+» кріпиться до їх металевої поверхні (до однієї з деталей). Таке підключення називають прямою полярністю, воно частіше використовується в зварювальних роботах.
Якщо сплавляється тонкий лист сталі або високолегований сплав, схильний до вигоряння легуючих елементів, то до них підключають клему «-». Отримана полярність називається зворотною. При такому русі струму максимальний розігрів відбувається в електроді, а основний метал розігрівається менше.
Зворотній полярність характеризується більшою стабільністю дуги, її легше розпалити і підтримати її горіння.
Як пересувати електрод під час зварювання?
Електрод пересувається уздовж зварювального шва прямолінійно, а по поворотній траєкторії (зигзагом вправо-вліво, спіраллю, ялинкою). Це забезпечує найбільш якісне проплавление, відсутність непровари і несплошностей в шві. Схема найбільш традиційних видів руху кінця стержня при зварюванні інвертором приведена на рис. 3.
Управління зварювальним інвертором.
Швидкість зварювання або швидкість пересування електрода формують поверхню шва і його параметри: опуклість, ширина і глибина. Чим швидше пересувається зварна ванна, тим менше глибина шва і його опуклість після застигання. Зварене з'єднання виходить вузьким і рівним. Повільне пересування електрода збільшує глибину шва і надає його поверхні більш опуклий вигляд, зварене з'єднання виходить широким, зі значною опуклістю і напливами.
В кінці зварювання клема зі стрижнем затримується на кілька секунд в зоні закінчення шва. Це дозволяє накопичитися розплавленого металу і попередити утворення поглиблення (кратера).
На параметри зварного шва впливає положення електрода під час зварювання. Кут нахилу електрода визначає положення зварної ванни. Кут розташування електрода до поверхні металу повинен бути близький до 90º і може відрізнятися від нього на 15-20º.
Розглянуті нами показники (величина струму, полярність, діаметр і вид електрода) називаються характеристиками зварювання. Їх правильний вибір забезпечує якісне сплавлення деталей. Для домашньої зварювання інвертором на присадибній ділянці (каркас теплиці, сходи, альтанка для винограду) або в індивідуальному будівництві (каркас фундаменту) найбільш затребувані електроди діаметром 3 і 4 мм, з використанням зварювального струму силою близько 100 А, при прямій полярності.
Інвертори - пристрої нового покоління. Вони значно полегшують навчання зварювання і мають ряд додаткових функцій, які допомагають початківцю зварнику стати професіоналом.