- Основні параметри імпульсної зварювання
- Поняття «жорсткості режиму» зварювання
- Різновиди імпульсної зварювання
- Основні етапи процесу імпульсної зварювання
- Обмеження потужності при імпульсної зварюванні
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
На сьогоднішній день розроблено і успішно введено в експлуатацію безліч способів зварювання: контактна, ручна дугова, імпульсна і навіть лазерне зварювання, а також ряд вузькоспеціалізованих методик. Імпульсна зварювання є одним з найбільш ефективних і сучасних методів. Передбачає використання спеціального імпульсного зварювального агрегату. Така зварювання була розроблена в якості більш універсальною і продуктивної альтернативи дугового зварювання, що має безліч недоліків.
Електрична схема побутового зварювального апарату.
Основні параметри імпульсної зварювання
Вже згадана зварювання своїми руками дозволяє отримувати високоякісні з'єднання переважно сталевих виробів і деталей з кольорових металів. Метод грунтується на виконанні короткочасної зварювальної операції із застосуванням запасу енергії в акумуляторі або приймачі. Ця система підключається до електромережі і постійно заряджається до певного значення, не перевантажуючи лінії електропередач. При виконанні зварювання приймач імпульсом віддає накопичену енергію. Так що акумулятор являє собою свого роду згладжує фільтр, завдяки якому швидкість і якість зварювання істотно збільшується. Імпульсна зварювання сприяє суттєвому зниженню кількості розбризкує металу, що стікає з електродів.
Електрична схема синхронізації швидкості подачі присадного дроту при імпульсної зварюванні.
У разі якщо робота буде вестися із застосуванням неплавких електродів, імпульсна дуга буде контролювати формування зварного з'єднання і забезпечувати максимально ефективне проплавление металу виробів. При роботі ж з плавиться за рахунок дуги буде контролюватися плавлення і перенесення електродного металу в шов з одночасним регулюванням розбризкування зварювальної краплі.
Сучасні імпульсні апарати для зварювання дозволяють отримувати суцільні шви за рахунок розплавлення окремих точок з подальшим покриттям. У перервах між подачами імпульсу агрегат забезпечує підтримку малопотужної дуги. Сила струму такої дуги складає максимум 15% від значення імпульсного струму. Це потрібно для підтримання дуги в стійкому стані.
Важливо, щоб імпульсна і чергова дуга були виставлені в правильному співвідношенні. Завдяки цьому буде забезпечено виключення кратерів в місцях зварювання, знижена зона необхідного перекриття точок з'єднання і в цілому збільшена швидкість роботи.
Поняття «жорсткості режиму» зварювання
Електрична схема зварювального трансформатора.
«Жорсткість режиму» - це одна з найважливіших технологічних характеристик імпульсної зварювання. Цей параметр показує відношення тривалості пауза до тривалості імпульсу.
Під жорсткістю режиму слід розуміти проплавляющей здатність дуги в спеціальних імпульсних зварювальних апаратах. Шляхом зміни основних параметрів процесу зварювання оператор може змінювати форму зварювальної ванни і її розміри, контролювати процес кристалізації металу, формувати зварювальний шов, регулювати межі деформації і т.д.
Саме через можливість зміни жорсткості режиму в спеціальному зварювальному обладнанні, проплавляющей властивості імпульсної зварювальної дуги є найефективнішими при необхідності з'єднання виробів з листового металу товщиною від 3 мм і менше.
Принципова схема імпульсного зварювального апарату для точкового зварювання.
Імпульсна зварювання відмінно зарекомендувала себе як метод створення швів різних просторових положень. Завдяки цим та іншим характеристикам імпульсні методики є пріоритетними при виконанні горизонтальних і вертикальних швів, стельових швів, суміщенні стиків на різного роду трубах і т.д.
Як джерела живлення в імпульсної зварюванні переважно застосовуються перетворювачі постійного струму. Додатково в імпульсних агрегатах застосовуються джерела серії ТІР і ВСВУ.
Раніше зазначалося, що акумулятор-приймач сприяє забезпеченню рівномірного навантаження на фази і при цьому не створює дуже велике навантаження на мережу. Такий акумулятор подає в зону зварного з'єднання короткі і потужні імпульси. В іншому ж процес зварювання виконується практично так само, як і будь-яка інша технологія, знайома всім сварщикам.
Різновиди імпульсної зварювання
Схема зварного шва, виконаного імпульсної лазерної зварюванням.
Існує кілька різновидів імпульсної зварювання. Кожна з них має свої особливості і призначення. В цілому виділяють:
- Конденсаторну імпульсну зварювання.
- Інерційну імпульсну зварювання.
- Електромагнітну імпульсну зварювання.
- Акумуляторну імпульсну зварювання.
Апарати для конденсаторної імпульсної зварювання характеризуються великим розкидом за діапазоном струму. У продажу доступні агрегати, що підтримує роботу з струмами малої потужності. Існують і максимально потужні агрегати, здатні видавати струм силою в 100 000 А і навіть більше. Головна особливість конденсаторної імпульсної зварювання полягає в тому, що зварювальний агрегат дозволяє досягати точного дозування енергії, що витрачається на створення зварювального імпульсу.
Конденсаторная імпульсна зварка виконується в дуже жорсткому режимі. Деталі нагріваються шляхом подачі одноразового потужного енергетичного виплеску. Найкраще даний різновид імпульсної зварювання підходить для з'єднання виробів з алюмінію і нержавіючих сталей.
Варіанти налаштування параметрів імпульсу.
Головною особливістю акумуляторної зварювання є те, що в конструкції використовуваних зварювальних агрегатів є спеціальні лужні акумулятори. Вони мають особливу міцну конструкцію і нормально переносять часті короткі замикання. Такі акумулятори характеризуються низьким внутрішнім опором. При короткому замиканні пристрої дають струм, в сотні разів перевищує струми стандартної розрядки.
Магнітно-імпульсна зварювальне обладнання застосовується для перетворення електричної енергії в механічну за рахунок наведення магнітного поля. Частини виробів, що зварюються скріплюються під впливом магнітних сил. У такого роду зварювальному обладнанні деталі з'єднуються шляхом зіткнення в місці контакту. З'являється високий тиск, і завдяки цьому створюється зварене з'єднання.
Принцип дії інверторних імпульсних агрегатів грунтується на використанні масивного маховика. Він посаджений на один вал з ротором генератора. Для розгону використовується електродвигун. Маховик накопичує кінетичну енергію обертання, після чого при виконанні безпосередньо зварювання частота його оборотів істотно знижується. Завдяки цьому відбувається віддача накопиченої енергії у вигляді імпульсу зварювального струму.
Основні етапи процесу імпульсної зварювання
Порівняння різних видів зварювання.
В основі даної технології лежить імпульсний перенесення металу. Використання даної методики дозволяє досягати максимально високих параметрів зварювання. Метод поєднує в собі кращі параметри інших існуючих методів переносу і практично повністю позбавлений недоліків інших методів. При використанні імпульсної зварювання відсутні бризки і не утворюється несплавлення.
Імпульсні апарати дозволяють варити в будь-яких просторових положеннях. Забезпечується максимально раціональний і ефективний витрата дроту. Метод характеризується порівняно низьким тепловкладенням і дозволяє варити вироби з безлічі різних металів.
Сварка може виконуватися з більш повільною подачею дроту.
Принцип роботи зварювального інвертора.
При з'єднанні виробів по імпульсної технології здійснюється безконтактний перенесення металу електрода в зварювальну ванну. Таким чином, безпосередній контакт електрода з ванною повністю виключається. Це стає можливим завдяки наявності функції високошвидкісного керування зварювальним струмом.
Щоб був зрозумілий порядок проведення роботи, потрібно розглянути основні етапи виконуваного процесу. Все починається з «гарячої» фази, під час якої відбувається утворення однієї краплі металу на кінці зварювального електрода. Після цього відбувається підвищення сили струму до того значення, якого буде достатньо для скидання даної краплі в ванну завдяки ефекту обтиску.
Після скидання краплі «гаряча» фаза змінюється на «холодну». При імпульсному процесі зварювання відбувається зниження струму до базового за відсутності необхідності в потужності зварювальної дуги. Таким чином, імпульсний процес не тільки дуже ефективний, але і порівняно холодний. При варінні на низьких токах дріт нагрівається, а дуга підтримується, але кількості енергії не вистачає для перенесення металу. Тривалість базового струму обмежують так, щоб не допустити початку перенесення металу електрода великими краплями.
При скиданні краплі металу ток піднімається до максимального значення, після чого зменшується до базового рівня, завдяки чому загальна тепловкладення знижується. Перенесення контролюється шляхом завдання амплітуди і тривалості пікової характеристики зварювального струму.
Імпульсна зварювання в захисній газовому середовищі є однією з найефективніших технологій. Вона підходить для з'єднання металів самих різних типів і товщини. Сучасні імпульсні агрегати дуже зручні в роботі. Завдання зварника зводиться до установки перемикача відповідно до оброблюваним матеріалом. За рахунок органів управління джерела можна здійснювати тонку підстроювання процесу. Що застосовується програмне забезпечення сприяє максимальної оптимізації епюри зварювального струму і позбавляє зварника від необхідності повної автоматичної настройки.
Серед основних переваг методу можна виділити:
- Найвища якість зварних з'єднань.
- Ефективний контроль дуги.
- Низькі витрати на обробку.
Таким чином, незважаючи на досить високу вартість імпульсного обладнання, така сварка є дуже популярною і часто застосовується в якості альтернативи класичним методам зварювання металів в захисній газовому середовищі. Найчастіше методика застосовується для з'єднання виробів з високоякісних сталей і алюмінію.
Робота виконується з використанням мінімального набору інструментів:
- Апарату для імпульсної зварювання.
- Дроту і електродів.
- Захисної екіпіровки зварника.
Обмеження потужності при імпульсної зварюванні
Схема імпульсного блоку живлення.
Імпульсна зварка без бризок має безліч переваг, але і вона не позбавлена недоліків. Головним з них є наявність обмеження продуктивності розплавлення металу. Слідом зменшується і робоча швидкість. З огляду на те що дріт плавиться з перервами, то є покапельно, продуктивність розплавлення при роботі в традиційному режимі імпульсно-дугового зварювання має верхню межу. Після того як максимальна межа для дроту конкретного діаметра буде подолано, проміжку між імпульсами стане недостатньо для розпізнавання нерегульованого або регульованого відриву краплі.
Відзначається слабшанню процесу, але в повністю дугового він не переходить. Зварювальники називають це «досягненням межі дротом». Залежно від особливостей майбутньої завдання користувачеві необхідно вирішити, чи раціонально використовувати зварювання з мінімальними бризками з урахуванням швидкості виконання роботи. Саме з цієї причини багато підприємств досі працюють з класичної зварюванням у захисному газовому середовищі, особливо при з'єднанні вуглецевих сталей.
Таким чином, імпульсна зварювання є одним з найбільш ефективних і перспективних методів. При бажанні вона освоюється і прекрасно виконується своїми руками, нічого складного в такому процесі немає.