Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Spawanie jest metodą łączenia i oddzielania metali za pomocą prądu elektrycznego i opiera się na tworzeniu łuku między sekcją przetwarzania - pierwszą elektrodą i drugą elektrodą doprowadzoną do sekcji uchwytu - drugiej elektrody podłączonej do odpowiedniego bieguna prądu elektrycznego. W ten sposób wykonuje się łączenie części, oddzielanie metali lub ich cięcie, wiercenie i wykonywanie wnęk i otworów oraz łączenie warstw.
Spawanie łukowe jest szeroko stosowane, ponieważ dzięki tej technologii możliwe stało się trwałe połączenie części metalowych, a wytrzymałość szwu jest taka sama, jak w przypadku szeregu materiałów. Ta okoliczność wynika z ciągłości tworzonych struktur i zrostów molekularnych między częściami.
Łuk elektryczny
Temperatura w tysiącach stopni Celsjusza jest zapewniona przez łuk elektryczny, który jest zasadniczo zwarciem między dwiema elektrodami, które znajdują się dość blisko siebie. Napięcie, które jest przykładane do elektrod, wzrasta, aż nastąpi rozpad powietrza, które jest izolatorem.
Awaria - emisja elektronów katodowych. Elektrony ogrzewane prądem wychodzą i przechodzą do zjonizowanych atomów anody. Następnie pojawia się wyładowanie, szczelina jest zjonizowana, powstaje plazma, opór szczeliny powietrznej maleje, prąd wzrasta, łuk jest ogrzewany, a stając się przewodnikiem zamyka obwód. Proces ten nazywa się „zapłonem” łuku. Łuk jest stabilizowany przez ustawienie wymaganej odległości między elektrodami i zachowanie charakterystyk zasilania.
Spawanie metali
Wybór dobrej elektrody i metody spawania jest niezwykle ważny, ponieważ zależy od tego, czy jej właściwości mechaniczne będą podobne do właściwości metalu podstawowego.
Zbiornik spawalniczy powinien być chroniony przed działaniem powietrza, aby zapobiec utlenianiu metalu. W tym celu w obszarze roboczym tworzone jest specjalne środowisko, które można osiągnąć na dwa sposoby:
- Technologia MIG-MAG, gdy argon, hel lub CO2 jest dostarczany ze specjalnego cylindra.
- Spalanie powłoki elektrodowej i tworzenie się żużla ochronnego lub „kopuły” żużla i gazu.
W procesie spalania powłoki elektrod wiążą się i usuwają tlen ze szwu. Ponadto zawarte w nich substancje pomagają w jonizacji łuku, oczyszczają i stopiają metal spoiny.
Pod względem stabilności zasilania spawanie jest procesem kapryśnym, ponieważ wymagany reżim temperaturowy jest bezpośrednio zależny od aktualnych parametrów. Należy zapewnić stabilność łuku elektrycznego. Tylko stabilny łuk zapobiega powstawaniu wad spawalniczych, zwłaszcza podczas zapłonu i zaniku.
Im masywniej spawane części, tym głębsze powinno być topienie, im większa jest średnica elektrody, tym więcej mocy i mocy potrzeba do pracy. Operator często jest w stanie określić siłę prądu tylko przez eksperyment, czasami jest regulowany podczas procesu spawania, a czasami sztywno zamocowany. Spalanie łuku ze źródła prądu stałego jest bardziej stabilne, bez przerw.
Kiedy zużywa się DC, nie ma polaryzacji, powstaje mniejsza ilość rozprysków metalu, a szew jest bardziej jakościowy. Spawanie prądem przemiennym jest nieco trudniejsze, ponieważ aby utrzymać łuk, pracownik musi mieć poważne umiejętności, w tym przypadku trudno jest uzyskać wysokiej jakości spawanie. AC zaleca gotowanie aluminium i jego stopów.
Różne typy spawarek mają różne cechy techniczne, ich zalety i wady.
Falowniki: wady i zalety
Są to najmłodsze urządzenia spawalnicze, ich masowa produkcja powstała dopiero w latach 80-tych. Prostowniki z falownikiem tranzystorowym. W tych źródłach energia elektryczna wielokrotnie zmienia charakterystykę. Gdy prąd jest przepuszczany przez półprzewodnik, jest on prostowany, a następnie specjalny filtr wygładza go. Stała standardowa częstotliwość sieci 50 Hz jest ponownie konwertowana na zmienną, ale już z częstotliwością dziesiątek kiloherców.
Po odwróceniu częstotliwości prąd trafia do miniaturowego transformatora, w którym jego napięcie spada i wzrasta moc. Następnie filtr wysokiej częstotliwości i prostownik zaczynają wykonywać swoją pracę - prąd stały jest dostarczany do elektrod, aby utworzyć łuk.
Zwiększenie częstotliwości prądu jest głównym osiągnięciem falownika. Plusy obejmują również:
Wysoka wydajność (85-95%).- Możliwość zasilania ze zwykłego gniazdka.
- Długi okres ciągłej pracy.
- Szeroki zakres aktualnych wartości.
- Płynna regulacja prądu i napięcia.
- Tryb pracy jest kontrolowany przez mikroprocesory i obwody sterowania.
- Ochrona przeciwprzepięciowa.
- Wysokiej jakości spoina.
- Możliwość łączenia materiałów trudnych do spawania.
- Zwiększone bezpieczeństwo elektryczne.
Wady falowników:
- Wysoki koszt
- Zła reakcja na przenikanie pyłu do ciała.
- Elektronika jest wrażliwa na wilgoć i zimno, co może prowadzić do kondensacji.
- Prawdopodobieństwo zakłóceń w sieci głównej.
Transformatory spawalnicze
Dziś są to najpopularniejsze urządzenia spawalnicze, stosunkowo niedrogie i proste w konstrukcji, niezawodne. Energia elektryczna jest przekształcana przez transformator mocy o standardowej częstotliwości 50 Hz. Prąd jest dostrajany przez mechaniczną regulację strumienia magnetycznego w rdzeniu kompozytowym. Uzwojenie pierwotne jest zasilane z sieci, rdzeń jest namagnesowany, a prąd przemienny o niższym napięciu (50–90 V) i większa siła (100–200 A) jest indukowany na uzwojeniu wtórnym, tworząc łuk. Im mniej włącza cewki wtórne, tym niższe napięcie i większy prąd.
Zalety:
- Niski koszt (dwa do trzech razy tańszy niż falowniki).
- Prostota projektu.
- Konserwacja.
- Niezawodność
Wady:
- Duża waga i wymiary.
- Ze względu na AC trudno jest uzyskać wysokiej jakości szew.
- Trudność utrzymania łuku.
- Stosunkowo niska wydajność (nie więcej niż 80%).
- Brak możliwości połączenia z siecią domową.
Prostowniki spawalnicze
Prąd sieciowy w tych urządzeniach nie zmienia częstotliwości i jest indukowany na uzwojeniach ze spadkiem napięcia. Po konwersji przechodzi przez blok prostowników selenu lub krzemu. Na elektrodach jest prąd stały. Dzięki temu łuk elektryczny jest bardzo stabilny, bez znaczących przerw i skoków.
W większości przypadków wymagane jest chłodzenie wentylatorami. Często urządzenia mają dodatkowe dławiki w celu poprawy charakterystyki prądu wyjściowego, który jest wygładzany i filtrowany. W komplecie z prostownikami mogą być urządzenia ochronne, pomiarowe i sterujące. Ważna jest tutaj stabilność temperatury i prądu, dlatego zainstalowane są przekaźniki wiatrowe, termostaty, bezpieczniki i automaty. Najbardziej popularne prostowniki w trzech fazach.
Zalety prostowników spawalniczych:
- Wysokiej jakości szew.
- Łatwość konserwacji łuku.
- Minimalne natryskiwanie materiału dodatkowego.
- Wielka głębokość topnienia.
- Mniejsze wymiary i waga w porównaniu do transformatorów AC.
- Zdolność do spawania żelaza, metali nieżelaznych, stali żaroodpornej.
Wady:
Wysoki koszt- Potrzeba starannego monitorowania stanu układu chłodzenia.
- Brak w większości przypadków możliwości zasilania z sieci domowej.
- Wydajność mniejsza niż w falowniku.
- Stosunkowo złożona konstrukcja.
Półautomatyczne: charakterystyczne
Drut spawalniczy za pomocą specjalnego mechanizmu jest podawany do obszaru roboczego, gdzie jest topiony w aktywnym gazie i wysyłany do jeziorka spawalniczego. Gaz wypiera powietrze wokół jeziorka spawalniczego, chroni szew przed tlenem. Używany do tego celu dwutlenek węgla, argon, hel, kombinacja tych gazów. Przy użyciu topnika drut gazowy nie może być podawany do obszaru roboczego.
Plusy:
- Łatwość spawania cienkich arkuszy.
- Jakość szwu, możliwość uzyskania „krótkiego szwu”.
- Szeroka gama spawanych materiałów.
- Wysoka wydajność.
- Duży rozrzut ustawień i regulacji.
Wady:
- Wysoka cena
- Wysoki koszt materiałów eksploatacyjnych.
- Konieczne jest użycie butli lub połączenie ze specjalną siecią.
- Trudność pracy na ulicy, gdzie środowisko gazowe musi być chronione przed opróżnieniem.
Wybór modelu
Napięcie sieciowe . Może być pojedyncza lub trójfazowa. Do zastosowań nieprzemysłowych zaleca się uniwersalną maszynę 220 V lub 220/380. Większość urządzeń może zawieść lub przestać gotować z powodu skoków napięcia. W związku z tym falowniki są wyposażone w ochronę przed przepięciami. W urządzeniach gospodarstwa domowego zakres jest szerszy o 10-15%, a modele profesjonalne wymagają napięcia 165-270 V.
Napięcie jałowe . Ta cecha określa zdolność urządzenia do zapalenia łuku elektrycznego i utrzymania jego spalania. Aby łuk był zasilany, napięcie musi być około 1, 5-2, 5 razy większe niż napięcie stabilnego łuku elektrycznego.
Moc . Paszporty często wskazują maksymalne źródło zasilania spawarki, odpowiadające maksymalnemu obciążeniu sieci. Jeśli jednostką miary jest kWh, oznacza to moc czynną, jeśli kVA oznacza całkowitą moc, która jest zwykle wyższa z powodu współczynnika korekcji.
Rzeczywista moc jest określana przez prąd, który urządzenie może emitować. Ten wskaźnik określa grubość spawanego metalu i maksymalną średnicę elektrody.
Klasa ochrony Paszport powinien mieć 2-cyfrowy kod IP, a indeks średnich źródeł energii do spawania wynosi IP21-IP23. Dwie mówią, że żadne przedmioty o grubości większej niż 12 mm nie wejdą do obudowy. Druga liczba oznacza ochronę przed wilgocią - 1 - oznacza, że kropelki wody spadające pionowo na obudowę nie będą powodować szkód; 3 oznacza, że nawet pod kątem 60 ° woda nie przedostanie się do wnętrza aparatu. Ale gotowanie na deszczu jest zabronione!
Zakres temperatur Zgodnie z GOST spawanie ręczne można prowadzić w temperaturze -40-40 ° C. Jednak nie wszystkie spawarki mogą być uruchamiane w temperaturach poniżej zera stopni. Najczęściej pojawiają się problemy z falownikami, w których przy temperaturze ujemnej zapala się lampka kontrolna przeciążenia i zgrzewa się spawarka.
Pracuj z generatora . Ta funkcja jest przydatna do pracy w terenie. Nie wszystkie urządzenia mogą być zasilane z generatorów domowych z silnikami spalinowymi.
Wiele źródeł zasilania ułatwia trzymanie łuku: „Anti-sticking on off”, „Hot start”, „Forcing the arc”, „Ignition on the rise”. Przydatne jest zwrócenie uwagi na wskazanie parametrów, funkcjonalność, zakres regulacji roboczych, ochronę przed przeciążeniem, jakość znakowania, bezpieczeństwo elektryczne, kompletność, ergonomię, łatwość konserwacji. Zaleca się zakupienie w paszporcie urządzenia o maksymalnej charakterystyce technicznej i zaleca się zakup paszportu w języku rosyjskim.