Falownik spawalniczy - urządzenie, które umożliwia podłączenie metalu poprzez spawanie. W porównaniu do prostownika lub transformatora, spawanie falownikowe jest łatwiejsze, prostsze i tańsze. Jak nauczyć się spawać metal za pomocą falownika?
Schemat elementów spawarki inwerterowej.
Spawanie inwerterowe: sekwencja operacji
Technologia spawania składa się z szeregu kolejnych działań. Ich prawidłowe działanie zapewnia wynik jakości - solidne, mocne połączenie dwóch metalowych powierzchni. Jak gotować metal za pomocą falownika, na co zwrócić uwagę przy nauce spawania?
Przygotowanie do spawania
Obwód zasilania spawarki inwerterowej.
- Przygotowanie miejsca do spawania. Przestrzeń w promieniu licznika jest wolna od drewnianych, papierowych, plastikowych przedmiotów. Mogą zapalić się od gorącej elektrody lub iskry. Falownik jest instalowany na ziemi (betonowa podłoga) i jest podłączony do sieci elektrycznej. Dwa pręty (przewody z zaciskami „+” i „-”) są wzmacniane w następujący sposób: zacisk plus jest przymocowany do jednej ze spawanych powierzchni metalowych, elektrodę wkłada się do zacisku ujemnego (połączenie to nazywa się polaryzacją bezpośrednią, jest to najczęściej). Korpus spawacza jest zamknięty odzieżą ochronną (spodnie, kurtka, rękawiczki), na twarz nakładana jest osłona twarzy z ciemnego szkła (filtr lekki).
- Podajemy do ręki terminal z elektrodą. Włącz falownik (przełącznik dwustabilny) - pojawia się mały szum. Ustaw wartość prądu spawania (sterowanie na panelu przednim). W przypadku tradycyjnej elektrody o średnicy 3 mm konieczny jest prąd spawania 100 A. Opuszczamy maskę na twarzy (rys. 1).
Łuk zapłonu na początku spawania
Rysunek 1. Zależność średnicy od grubości części.
- Zaczynamy spawanie. Na początku konieczne jest rozpalenie łuku. Dzięki doświadczeniu będzie to łatwe. Dla początkujących spawaczy zajarzanie łukiem jest pierwszą trudnością. Przed rozpoczęciem zapłonu elektrodę należy postukać w metalową powierzchnię, aby usunąć powłokę z jej końca. Do zapłonu zimnego łuku metalowego (na początku spawania) stosuje się metodę uderzania. Wygląda na zapłon zapałki. Elektroda jest przenoszona na metal, lekko dotykając powierzchni spawanej części. W niedoświadczonym początkującym spawaczu pręt często się przykleja (przykleja do metalu). Aby go odłączyć, należy ostro przechylić terminal z elektrodą w drugim kierunku (odłam pręt od części). Jeśli nie, wyłącz zasilanie falownika. Gdy prąd zostanie zatrzymany, klejenie zniknie.
- Uderzamy ostro, aż powstanie łuk elektryczny. Jest bardzo jasny, możesz tylko patrzeć na niego przez filtr światła.
- Aby utrzymać łuk, zamocuj koniec elektrody w odległości 3-5 mm od metalu. Na początku treningu trudno będzie utrzymać wymaganą odległość. Jeśli elektroda zostanie przyłożona zbyt blisko, nastąpi zwarcie i przyklei się ona do części. Jeśli zostanie usunięty, łuk zostanie utracony i konieczne będzie ponowne jego rozpalenie. Podczas procesu spawania elektroda jest zużywana, jej powłoka jest wypalana, a metal podstawowy wypełnia szew między spawanymi powierzchniami. Dlatego ręka z terminalem stopniowo spada.
Weld Bath and Weld
Rysunek 2. Zależność średnicy od grubości części.
- Gdy łuk jest zapalany, tworzy się płynna pula stopionego metalu. Jest to wanna spawana. Aby połączyć części metalowe na całej powierzchni styku, elektroda powoli przesuwa się wzdłuż interfejsu. Za nim porusza się spawana wanna (strefa ciekłego metalu). Koniec pręta oscyluje (w przód iw tył, w lewo iw prawo) w stosunku do szwu między dwiema częściami. Zapewnia to jakość połączenia.
- Jeśli łuk został utracony (elektroda była zbyt daleko od spawania), ponowne włączenie jest łatwiejsze. Aby zapalić łuk wystarczy doprowadzić koniec pręta do odległości kilku milimetrów.
- Jasny łuk elektryczny i mniej jasna spawana wanna są wyraźnie widoczne w spawanej osłonie. Powierzchnie stykowe spawane w strefie spawania są mniej widoczne. Nie można jednak usunąć osłony i podważyć podczas spawania bez ochronnego filtra światła. W najlepszym przypadku powieki będą drapać nieprzyjemnie (uczucie piasku w oczach). W najgorszym razie możesz stracić wzrok bez możliwości przywrócenia go.
- Po skróceniu pręta do 5-6 cm, spawanie zostaje zatrzymane, falownik jest wyłączany, a elektroda jest zmieniana w terminalu.
- Pod koniec spawania zestalony metalowy szew stuka się młotkiem w celu usunięcia warstwy żużla. Oczyszczony z żużla szew ma błyszczącą powierzchnię.
Taka jest technologia spawania z falownikiem jako całością. A teraz zajmiemy się bardziej szczegółowo, jak wybrać właściwą elektrodę i prąd spawania.
Jakie elektrody gotują metal?
Elektroda jest metalowym prętem powleczonym na zewnątrz powłoką. Substancja powlekająca jest mieszaniną żużla, która również topi się podczas spawania, unosi się do powierzchni jeziorka spawalniczego (jest lżejsza od metalu) i chroni ciekły metal przed utlenianiem i nasyceniem azotem (Rysunek 2). W niektórych przypadkach do powłoki wprowadzane są dodatki tworzące gaz, które zapewniają wydzielanie się gazu podczas topienia elektrody.
Klasyfikacja elektrod.
Skład rdzenia wewnętrznego zależy od rodzaju spawanych metali (stale niskowęglowe i niskostopowe, mosiądz i brąz, stopy magnezu, stopy tytanu). W celu spawania metalu ze zwykłej stali węglowej stosuje się elektrody UONII. Są one również używane do stali odpornych na korozję. Spawanie UONII odbywa się tylko prądem stałym.
Bardziej uniwersalne są pręty oznaczające ANO. Nadają się zarówno do prądu bezpośredniego, jak i wstecznego o dowolnej polaryzacji.
Elektrody różnią się nie tylko składem powłoki i prętem, ale także średnicą. Wymiary pręta w powłoce wynoszą od 1, 6 mm do 5 mm średnicy. Im grubsze części do spawania, tym większa średnica elektrody jest niezbędna do ich stopienia. Istnieją wzory matematyczne do obliczania średnicy dla danej grubości części metalowych. Łatwiejszy w obsłudze stolik dla początkujących spawaczy.
Czynnikami wtórnymi wpływającymi na wybór elektrody jest rodzaj połączenia części (spawanie poziome, pionowe lub zwisające, spoina czołowa lub pachwinowa). Na podstawie danych z tabeli widać, że średnica elektrody dla połączenia narożnego jest nieco inna niż średnica zgrzewania doczołowego części.
Pozycje elektrod podczas spawania.
Jednocześnie pręty spawalnicze o dużej średnicy nie są używane do spawania zwisających powierzchni. W przypadku sufitu ich wymiary są ograniczone do średnicy 4 mm.
Zmiana średnicy pręta przy zachowaniu wszystkich innych parametrów może zwiększyć lub osłabić określony prąd spawania (prąd na jednostkę przekroju elektrody). Wpłynie to na głębokość penetracji i grubość spoiny. Jeśli elektroda jest cieńsza, prąd jest skoncentrowany i topi się głębiej, spoina jest wąska. Jeśli elektroda jest grubsza, wartość prądu zmniejsza się, a głębokość penetracji zmniejsza się, a szerokość szwu jest większa.
Jak wybrać wartość prądu spawania i jego biegunowość?
Siła prądu określa głębokość penetracji metalu. Im silniejszy prąd, tym mocniejszy łuk, im głębiej metal się topi. Siła prądu jest wprost proporcjonalna do średnicy elektrody i grubości spoiny. Można to określić za pomocą obliczeń formuły lub użyć gotowych tabel.
Na siłę prądu ma wpływ położenie spoiny. Maksymalna wartość prądu jest wykorzystywana do penetracji powierzchni poziomych. Aby spawać pionowe szwy, bieżąca siła jest o 15% mniejsza, dla połączeń wystających (sufit) - mniej niż 20%.
Falownik gospodarstwa domowego ma skalę prądową do 200 A. W modelach półprofesjonalnych wartość skali jest oceniana wyżej, do 250 A.
Rysunek 3. Ruch elektrody podczas spawania.
Biegunowość jest kierunkiem aktualnego ruchu. Falownik pozwala na zmianę kierunku prądu. Jak to się robi i dlaczego konieczne jest odwrócenie biegunowości?
Przepływ elektronów (prąd przesuwa się od ujemnego do dodatniego) podczas spawania przez falownik przemieszcza się od zacisku „-” do zacisku „+”. Terminal, na którym przychodzą elektrony („+”), nagrzewa się mocniej. Ten fakt służy do zapewnienia wysokiej jakości spawania różnych metali o różnej grubości elementów. Jeśli części są masywne, zacisk „+” jest przymocowany do ich metalowej powierzchni (do jednej z części). Takie połączenie nazywane jest polaryzacją bezpośrednią, często jest używane w spawaniu.
Jeśli stopi się cienka blacha stalowa lub stop wysokostopowy, podatny na blaknięcie pierwiastków stopowych, wówczas przyłącza się do nich zacisk „-”. Wynikowa polaryzacja nazywana jest odwrotnością. Przy takim przepływie prądu maksymalne ogrzewanie występuje w elektrodzie, a metal podstawowy nagrzewa się mniej.
Odwrotna polaryzacja charakteryzuje się większą stabilnością łuku, łatwiej jest ją zapalić i wspierać jej spalanie.
Jak poruszać elektrodą podczas spawania?
Elektroda porusza się wzdłuż szwu spawalniczego nie bezpośrednio, ale wzdłuż ścieżki powrotnej (zygzakowata lewa-prawa, spiralna, jodełkowa). Zapewnia to najwyższą jakość penetracji, brak penetracji i nieciągłości w szwie. Schemat najbardziej tradycyjnych typów ruchu końca pręta podczas spawania falownika pokazano na rys. 3
Sterujący inwerter spawalniczy.
Prędkość spawania lub prędkość ruchu elektrody tworzą powierzchnię spoiny i jej parametry: wypukłość, szerokość i głębokość. Im szybciej spawana kąpiel porusza się, tym mniejsza głębokość szwu i jego wybrzuszenie po zestaleniu. Złącze spawane jest wąskie i równe. Powolny ruch elektrody zwiększa głębokość szwu i nadaje powierzchni bardziej wypukły wygląd, złącze spawane jest szerokie, ze znacznym wybrzuszeniem i skokami.
Pod koniec spawania terminal z prętem jest opóźniony o kilka sekund w strefie końca szwu. Umożliwia to gromadzenie się stopionego metalu i zapobieganie tworzeniu się krateru.
Parametry spoiny wpływają na pozycję elektrody podczas spawania. Kąt elektrody określa położenie jeziorka spawalniczego. Kąt elektrody względem powierzchni metalu powinien być bliski 90º i może różnić się od 15-20º.
Rozpatrywane przez nas wskaźniki (wielkość prądu, polaryzacja, średnica i typ elektrody) nazywane są charakterystykami spawania. Ich właściwy wybór zapewnia wysokiej jakości połączenie części. Do spawania w gospodarstwie domowym za pomocą falownika na działce (rama szklarniowa, klatka schodowa, altana winogronowa) lub w indywidualnej konstrukcji (rama piwnicy), najbardziej pożądane są elektrody o średnicy 3 i 4 mm, wykorzystujące prąd spawania około 100 A, z bezpośrednią polaryzacją.
Falowniki - nowa generacja urządzeń. Znacznie ułatwiają trening spawania i mają szereg dodatkowych funkcji, które pomagają początkującemu spawaczowi stać się profesjonalistą.