Od okamžiku svého vzniku až po současnost si svařování pevně drží primát v procesech spojování různých dílů, výrobků a prvků kovových konstrukcí. Tak široká škála aplikací vyžaduje velké množství metod a technologií. Aby bylo možné svařovat významnou škálu kovů, používají se různé druhy svařovacích proudů.
Obsah:
Druhy svařovacích proudů
Svařovací transformátory vydávají střídavý proud (AC) s frekvencí sítě, tj. 50 Hz. Buďme upřímní: svařování kovů tímto způsobem je poměrně problematický proces. Za prvé jsou vyžadováni vysoce kvalifikovaní svářeči a za druhé je svar nedostatečně kvalitní.
Změna napětí oblouku 100krát za sekundu vede k odpovídajícím změnám v rychlosti přenosu roztaveného kovu a teplotě svarové lázně. Výsledkem těchto procesů bude rozstřik kovu a nerovnoměrné pronikání svaru. Kromě toho se tento typ svařování vyznačuje pohybem švu do strany.
Nejlepších výsledků se dosáhne při svařování stejnosměrným (DC) proudem se stejnosměrnou i obrácenou polaritou (pro připojení opačné polarity jsou zdroje „+“ a „-“ zaměněny).
Stejnosměrný proud lze získat ze svařovacího transformátoru s přídavným usměrňovačem výkonu. Ale jak víte, způsobí to zbytečné výdaje. Invertory nám nabízejí ty nejlepší příležitosti. Zde můžete na výstupu získat střídavé i stejnosměrné napětí.
Střídavé napětí svařovacích invertorů má vysokou frekvenci, díky čemuž se parametry oblouku stávají stabilnější a jejich charakteristiky se blíží stejnosměrnému oblouku. Některé kovy a slitiny lze svařovat pouze střídavým proudem, například hliník, který má na povrchu velmi specifický oxidový film. Tento film lze zničit pouze střídavým proudem. V dnešní době máme tedy širokou poptávku po třech typech svařovacího proudu:
konstantní přímá polarita;
konstantní obrácená polarita.
Střídače DC a AC
Zařízení a rozdíl
Podívejme se na princip činnosti střídavého střídače. Přeměna síťového napětí na svařovací napětí probíhá v následujícím pořadí. Nejprve je usměrněn a přiveden do převodníku, který generuje vysokofrekvenční impulsní sekvenci. Hlavní myšlenkou je přivádět síťové napětí 220 voltů do snižovacího transformátoru o frekvenci ne 50 Hz, ale 30 – 70 kHz.
V tomto případě jsou rozměry a hmotnost transformátoru výrazně sníženy. Abychom si tento kolosální rozdíl představili, uveďme příklad: transformátor o výkonu asi 5000 W, převádějící napětí o frekvenci 50 Hz, bude vážit asi 20 kilogramů. Transformátor o stejném výkonu, ale pracující na frekvenci 50 kHz, bude vážit 250 gramů. co si vyberete?
Dále je z výstupu transformátoru na svařovací elektrodu přiváděno napětí snížené na 60 voltů.
DC invertor z větší části opakuje obvod střídavého střídače. Ale na výstupu je přidán usměrňovač, který převádí výstupní střídavé napětí na stejnosměrné.
Jaký svařovací zdroj zvolit
Zabývali jsme se rozdíly v konstrukci těchto typů svařovacích zdrojů. Ale celkově je pro většinu uživatelů napájecí zařízení málo zajímavé. Důležitější je pro něj účel různých zdrojů a oblasti jejich použití. To bude nakonec při výběru rozhodující.
Snažte se vybrat svařovací zdroj, který lze připojit ke stávající síti bez rizika jejího přetížení. Účel zdroje navíc musí odpovídat práci, kterou s jeho pomocí hodláte vykonávat. Pro správnou volbu se seznamte s vlastnostmi svařování různých kovů.
Je rozdíl mezi AC a DC svařováním?
Svařování kovů stejnosměrným proudem získaným z invertorových měničů umožňuje i nekvalifikovaným svářečům získat vysoce kvalitní svar. Absence změn směru a proudové síly, charakteristických pro střídavé napětí, zajišťuje plynulé a stabilní hoření oblouku, což vede ke zvýšení hloubky průniku kovu a vytváří podmínky pro zvýšení mechanické pevnosti svarového spoje.
Další významnou výhodou stejnosměrného svařování je snížení rozstřiku kovu, což šetří elektrody, přídavné materiály a zvyšuje produktivitu práce snížením množství práce potřebné k čištění švů.
Invertorové měniče jsou součástí různých zařízení jako zdroje energie. Ruční obloukové svařovací stroje odvádějí vynikající práci při svařování ocelových a litinových dílů. Pro svařování nerezových ocelí a neželezných kovů je lepší používat argonové svařovací stroje. Karoserie se obvykle opravuje bodovým svařováním pomocí stejného DC invertoru.
Polarita obráceného napětí má své výhody a nevýhody ve srovnání se svařováním konstantním napětím s přímou polaritou. K realizaci této metody jsou zapotřebí speciální elektrody nebo drát (v případě poloautomatického provozu). Rozhodnutí použít jednu nebo druhou polaritu závisí na vlastnostech procesu a typu svařovacího zařízení.
Střídavé svařování se používá ke spojování žáruvzdorných kovů. V moderní praxi se tento typ používá pro svařování dílů s kontaminovaným povrchem. Někdy se stává, že je buď nemožné nebo velmi obtížné vyčistit součást. Tato metoda funguje dobře s oxidovými filmy na povrchu kovů, dokonce i hliníku. Ve velkosériové výrobě se svařování střídavým proudem používá jako způsob, jak snížit náklady na práci na výrobcích, které nevyžadují zvláštní přesnost svařování.
Vyvozujeme závěry: každý typ má své místo ve výrobě, ale nejuniverzálnější a nejvhodnější pro domácnost, garáž a chatu je svařování výrobků stejnosměrným proudem získaným ze svařovacích invertorů. Abychom potvrdili platnost našich závěrů, můžeme uvést statistické údaje, které ukazují, že 95,9 % svařovacích strojů zakoupených v loňském roce v Moskvě byla zařízení na bázi DC invertorů.
Výběr DC invertorových zařízení od výrobce KEDR na oficiálních stránkách:
Rozdíl mezi AC a DC svařováním
Obsah
Pokud jste již se svařováním pracovali nebo je alespoň trochu znáte, pak jste s největší pravděpodobností slyšeli termíny „AC“ a „DC“. AC a DC jsou různé typy proudů, které se používají při svařovacím procesu. Protože svařování používá elektrický oblouk k vytvoření tepla potřebného k roztavení kovu, vyžaduje stabilní proud s různou polaritou v závislosti na svařovaném materiálu.
Chcete-li provést vysoce kvalitní svar, musíte nejprve pochopit, co tyto dva proudy znamenají na svařovacím stroji a také na elektrodách.
Ale nejprve: jaký je rozdíl mezi AC a DC svařováním?
Stejnosměrné a střídavé svařování označuje polaritu proudu procházejícího elektrodou stroje. AC znamená střídavý proud a DC znamená stejnosměrný proud. Síla a kvalita svaru bude záviset na polaritě elektrody.
Co je polarita?
Pravděpodobně znáte pojem polarita.
Elektrické obvody mají póly – záporné a kladné. V obvodu stejnosměrného proudu (DC) se elektrony pohybují jedním směrem od plus do mínus. Při aplikaci na svařování dostává záporný pól menší tepelné zatížení.
Střídavý proud (AC), jak název napovídá, mění směr, kterým proudí. Polovinu času jde jedním směrem a druhou polovinu opačným směrem. Střídavý proud mění svou polaritu přibližně 120krát za sekundu při proudu 60 Hz.
Přímá polarita při svařování stejnosměrným proudem poskytuje hlubší průnik kovu. A obrácená polarita je vynikající pro svařování tenkých plechových obrobků díky nižšímu příkonu tepla.
Potažené elektrody mohou někdy používat obě polarity, zatímco některé budou fungovat pouze na jedné.
Kvalitní svar vyžaduje správnou penetraci a rovnoměrné nanesení housenky, k tomu je nutné použít správnou polaritu. Při nesprávné polaritě dochází nejen ke špatnému natavení a nerovnoměrnému vytváření housenky, ale také k nadměrnému rozstřiku a přehřívání a v některých případech můžete dokonce ztratit kontrolu nad obloukem.
Elektroda může také rychle shořet.
Většina obloukových svářeček má označené svorky nebo směry, aby svářeči přesně věděli, jak svářečku nastavit na střídavý nebo stejnosměrný proud. Někteří svářeči také používají spínače ke změně polarity a někteří vyžadují opětovné připojení kabelových koncovek.
Svařování různými proudy
Různé typy svarů vyžadují různé typy proudů kvůli povaze jejich výskytu a účinku, který mají.
AC svařování
Střídavé svařování je považováno za horší než stejnosměrné svařování, a proto se používá jen zřídka. Střídavé svařovací stroje se nejčastěji používají pouze při absenci stejnosměrných strojů.
Svařování střídavým proudem se nejčastěji používá pro spojování těžkých plechů, rychlé navařování a vysokofrekvenční svařování TIG, i když se také někdy používá k nápravě problémů se svařovacím obloukem. Problémy s obloukem nastávají, když přeruší svar, který je třeba svařit při vyšších úrovních proudu, což se vyskytuje především u elektrod s velkým průměrem.
Střídavé svařování lze použít i na zmagnetizované kovy, což u stejnosměrného svařování není možné. Neustálá změna směru proudu při svařování střídavým proudem znamená, že zmagnetizovaný kov neovlivní elektrický oblouk.
Střídavý proud je také lepší při vysokých teplotách. Protože poskytuje vysokou úroveň proudu, který vytváří hluboký průnik, a proto se používá pro svařování při stavbě lodí.
Střídavé svařování se dobře hodí pro opravy zařízení, protože mnoho z nich má magnetizovaná pole a oblasti, které zrezly.
Směrová nestabilita u střídavého svařování však může být také nevýhodou v tom, že proces má nižší produktivitu než stejnosměrné svařování.
DC svařování
Stejnosměrné svařování, stejně jako svařování střídavým proudem, má své výhody a používá se v případech, kdy svařování střídavým proudem nemůže poskytnout požadovaný výsledek, například vertikální svařování, pájení jednou pájkou nebo TIG svařování nerezové oceli.
Stejnosměrné svařování má vyšší rychlost návaru a je nejvhodnější pro svářeče, kteří vyžadují velké velikosti návaru. Svařování střídavým proudem sice poskytuje lepší penetraci, má však nižší rychlost nanášení, což nemusí být vhodné.
Stejnosměrné svařování také produkuje méně rozstřiku než svařování střídavým proudem, což má za následek rovnoměrnější a hladší svar. Stejnosměrný proud je také spolehlivější, a proto se s ním lépe pracuje, protože oblouk zůstává stabilní.
Stejnosměrné svařování se často používá ke svařování tenkých kovů. Zařízení, které pracuje s tímto typem proudu, je také levnější, což pomáhá snižovat náklady.
Avšak zatímco samotný hardware je levnější, proces skutečného použití DC je o něco dražší.
K přeměně střídavého proudu na stejnosměrný proud je totiž potřeba speciální zařízení, protože toto není poskytováno elektrickou sítí. Protože se však stejnosměrný proud lépe hodí pro většinu typů svařovacích procesů, považuje se tento náklad za nezbytný.
Přestože je stejnosměrné svařování lepší pro mnoho kovů, nedoporučuje se při práci s hliníkem, protože vyžaduje vysokou intenzitu tepla, což u stejnosměrného proudu není možné. Pokud se navíc při provozu se stejnosměrným proudem vytvoří magnetické pole, zvýší se riziko vzniku elektrického oblouku, což může být nebezpečné.
Jakou elektrodu mám použít?
Protože typ použitého proudu ovlivňuje polaritu na elektrodě, je třeba vzít v úvahu použitou elektrodu.
Pro svařování TIG se často používá stejnosměrný proud s přímou polaritou. Někdy se také používá proud s obrácenou polaritou nebo střídavý proud. V těchto případech se pro zlepšení stability oblouku používají wolframové elektrody s legujícími přísadami.
- WP – wolframové elektrody pro svařování střídavým proudem;
- WL-20 a WL-15 jsou legované wolframové elektrody pro svařování stejnosměrným i střídavým proudem.
Pro svařování MMA používám především obalené tavné elektrody.
V současné době výrobci vyrábějí elektrody se čtyřmi typy povlaků:
- Kyselé (označené „A“). Obsahuje železo a mangan v poměrně velkém množství. Můžete svařovat surový kov.
- Základní (označené „B“). Tyto elektrody lze použít pro střídavý provoz, ale vzhledem k jejich nízkému ionizačnímu potenciálu se to nedoporučuje.
- Rutil (označený „P“). Nejvhodnější pro AC provoz. Malý kovový rozstřik a dobrá kvalita švů.
- Celulóza (označení „C/S“). Vhodné pro střídavý a stejnosměrný provoz, ale vytváří velké množství kovových rozstřiků.
Existuje několik různých typů střídavých svařovacích elektrod, ale mnohé lze použít pro střídavé i stejnosměrné svařování.
Výběr správné polarity a proudu, stejně jako správné elektrody, může být rozhodující pro vytvoření dobrého svaru.
Svařovací invertor
Svařovací invertor je zařízení, kde se proud elektrod reguluje změnou provozního režimu interního měniče stejnosměrného napětí na střídavý proud. Tímto na první pohled podivným pohybem se podařilo snížit hmotnost zařízení a zajistit přizpůsobení druhu práce v širokém rozsahu.
Svařovací invertor
Hodnota svařovacího proudu
V první řadě vám svařovací invertor umožňuje snadno implementovat pohodlný provozní režim. Režim Anti-stick (automatické vypnutí v případě zkratu) je snadno implementován do zařízení a jsou k dispozici další funkce. Dnes už tvrzení o vysoké ceně svařovacího invertoru ztratilo na síle. Velká část modelů spotřebuje tak málo energie, že jsou vhodné pro použití v domácnosti. Pro ty, kteří si chtějí koupit Resanta, je někdy obtížné pochopit, kolik wattů bude potřeba k napájení zařízení energií.
Svářeči, na rozdíl od většiny zařízení, přistupují k měření schopností zařízení odlišným způsobem. Je známo, že pro použití elektrody o určité tloušťce je nutné získat určitý proud na výstupu měniče. Tyto hodnoty jsou obvykle uvedeny v pokynech. Například pro „čtyřku“ se proud pohybuje od 120 do 200 A. Tím se zapálí oblouk, čímž se zabrání možnosti úplného spálení všeho. Pokud se pokusíte nastavit proud na méně, bude prostě nemožné dokončit práci.
Svařovací invertor je tedy charakterizován specifickým rozsahem provozních proudů, z nichž velitel dělá závěr o vhodnosti zařízení v určitém případě. Pro domácí použití neberte nářadí s proudem větším než 200 A. To stačí na použití 5mm elektrod. A shora omezuje sílu. Ukazatel se nevyskytuje v parametrech, ale hodnota se vypočítá pomocí typického vzorce. Každý svařovací invertor má štítek, který udává kromě proudu i provozní napětí. Pro čtenáře obrázek ukazuje, jak se počítá výkon.
To je důležitý parametr, svařovací invertor může snadno spálit kabeláž. Většina zařízení má parametr pracovního cyklu (zobrazený na obrázku v procentech), který určuje, kolik času zabere aktivní část z celkového počtu. Čtenáře okamžitě napadne otázka: jak dlouho trvá celkový interval? Podle obecně uznávaných konvencí se za ni považuje 10 minut. Pokud obrázek ukazuje, že se k vaření používá 160 % času proud 70 A, znamená to 7 minut. Poté si musíte udělat 3minutovou přestávku a nechat zařízení vychladnout.
Použití tabulky hodnot
Uvedené vlastnosti nemají vliv na samotný svařovací invertor. Většina zařízení produkuje nastavitelný proud. Ale jen svařovací invertor vám umožní měnit nastavení extrémně hladce. V detailu lze svařování provádět stejnosměrným nebo střídavým proudem. Příklad uvažuje střídač prvního typu. To je zřejmé z ikony umístěné vlevo od trvání cyklu v procentech (dvě rovné čáry, spodní tečkovaná čára). Střídavý proud je široce používán pro svařování neželezných kovů.
DC nebo AC
V některých případech je použita vlastní technologie. Například hliník je často svařován proudem s obrácenou polaritou, což pomáhá odstranit oxidový film z povrchu. Elektrody je třeba vysušit, jsou nabízena samostatná doporučení pro použití tavidla. Technologií bylo vyvinuto mnoho a svařovací invertor většinou implementuje jen část z nich. Jedná se především o stejnosměrné svařování železných kovů. V ostatních případech je třeba pečlivě prostudovat literaturu. Jak bylo uvedeno výše, svařování neželezných kovů se provádí stejnosměrným i střídavým proudem a je důležité dodržet správnou polaritu.
Zdůrazňujeme, že svařovací invertor se stává pouze technologií pro výrobu střídavého nebo stejnosměrného proudu nutnou pro správnou činnost elektrod. Master je zodpovědný za zbytek, určuje, jaký typ proudu se používá, kde získat elektrody a jak je správně připojit. Řada termínů, které jdou ruku v ruce se svařováním:
- Obloukové svařování. Termín je v pramenech oblíbený. To znamená, že během procesu svařování vzniká oblouk ionizovaného vzduchu – oslnivá zář viditelná při práci. Výsledný šokový nárůst teploty umožňuje, aby se elektroda (nebo drát) bez potíží roztavila. Žádný jiný typ svařování se v garážích nenachází.
- Slovo poloautomatické znamená automatické podávání elektrody (většinou drátu), mistr může po švu pouze chodit danou rychlostí. Poloautomatický stroj je docela schopný proměnit se v invertor; jedná se o složité zařízení, které si většina lidí nemůže dovolit.
- Typicky se systém označení týká svařování železných kovů. K tomu se používají běžné elektrody, obvykle není potřeba tavidlo ani prostředí inertního plynu: zařízení slouží zpravidla k ochraně jemných barevných kovů před agresivním působením kyslíku. Polarita je rovná. Na černou svorku je připojeno uzemnění a na červenou svařovací elektroda. Výše jsme řekli, že u neželezných kovů se děje přesný opak, ale to jsou jemnosti, na které běžný svařovací stroj není určen.
Jaký proud použít je popsán v každém slušném referenčním manuálu svařování. Důrazně doporučujeme, abyste knihu našli a použili ji na rozdíl od názoru známých mistrů.
Jak funguje svařovací invertor?
Výše uvedené platí pro většinu svařovacích strojů včetně typů invertorů. Abychom pochopili, co je jedinečné na uvažované třídě zařízení, podívejme se krátce na blokové schéma. Součástí svářecího invertoru je jednotka pro přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý. Tím se sníží hmotnost transformátoru. Čím vyšší frekvence, tím menší je velikost měděného vinutí se stejnými ztrátami. Tato myšlenka se používá v jakémkoli spínaném zdroji (adaptéry pro notebooky, nabíječky pro telefony, systémové jednotky pro osobní počítače), kde je instalován střídač.
Podle Wikipedie tomu tak bylo. Na úsvitu univerzální elektrifikace bylo nutné vyřešit problém přeměny střídavého proudu na stejnosměrný. K tomuto účelu byla použita specifická mechanická zařízení, kde každou polovinu periody byl směr stykačových elektrod obrácen – převrácen. Ukázalo se, že zařízení plní i opačný úkol: vyrábí střídavý proud ze stejnosměrného proudu.
Wikipedie uvádí, že naznačený způsob výkladu původu pojmu invertor ve vztahu k uvažovanému kontextu je spíše spekulativní. Skutečné kořeny slova zůstávají neznámé. A princip fungování se postupně vyvíjel. Jestliže se dříve používaly klasické motory, kde byla hřídel spojena se stykačem, dnes se často používají elektronické spínače ve formě tranzistorů, tyristorů a dalších výkonových prvků. Vývojová cesta poslední větve začala na úsvitu XNUMX. století, kdy byla poprvé realizována užitečnost tyratronů.
Význam: na základě slabého signálu z vysoce výkonného řídicího mikroobvodu je konstantní napětí rozřezáno klíčem na impulsy, které snadno procházejí transformátorem. Začátečníci se ptají: “Proč je to potřeba?”
Klíčem se stává dávkovač. V závislosti na způsobu řezání přenáší požadovaný výkon na výstup. Snadno si všimnete, že v režimu 100 A je spotřeba 1,5x nižší. Situace je realizována pomocí měniče. Jeho klíč snižuje konstantní napětí v dávkách a ponechává prázdný interval. A čím je prostor širší, tím méně energie přechází na výstup. Pojďme si to shrnout:
- Vysoká frekvence řezných pulsů umožňuje průchod relativně malého transformátoru beze ztrát.
- Elektronický způsob řízení umožňuje měnit výstupní výkon v širokém rozsahu.
Dodejme, že u většiny svařovacích invertorů je napětí za transformátorem opět usměrněno: to proto, aby schopnosti produktu spadaly do rozsahu úkolů maximálního počtu uživatelů. Což přirozeně zvyšuje poptávku po produktech. Ne každý bude potřebovat svařovací invertor se střídavým režimem, neželezné kovy navíc umožňují pracovat se stejnosměrným proudem.
Jaký svařovací invertor zvolit
Většina dnešních svařovacích strojů je postavena pomocí invertorových obvodů. Jednoduchý třífázový transformátor se prakticky nepoužívá. Předpokládá se, že svařování neželezných kovů střídavým proudem zanechává úhlednější šev. Před zakoupením přístroje si zjistěte, při jakém průměru elektrody, typu a proudu jsou svářečské práce prováděny. Zařízení musí vyhovovat. Například svařovací invertor z našeho příkladu je vhodný výhradně pro svařování obalenými elektrodami o průměru do 5 mm včetně.
Se vším ostatním prozrazuje maximální rychlost stejnosměrné svařování s přídavnou kovovou elektrodou. Argon stojí peníze, provádění práce v prostředí inertního plynu bude vyžadovat velké náklady. Ukazuje se, že se provádí hodnocení nadcházejících událostí a nachází se střední cesta mezi:
- Za cenu.
- Kvalitní.
- Rychlost.
- Jednoduchost.
- Dostupnost spotřebního materiálu.
Pokud žijete v provinciích, věnujte velkou pozornost poslednímu bodu. Místní podnikatelé ne vždy vědí, že typ proudu může být proměnlivý. Začíná to být směšné: sebevědomí ve vlastní negramotnosti se byznysmeni ani nepokusí uvést vybavení na zakázku. Nezapomeňte se zeptat na umístění servisních dílen. Často se stává, že obchody odmítají přijmout zboží zpět, i když z návodu přímo vyplývá odpovědnost prodejce.
Doporučuje se shromažďovat statistiky poruch na fórech. Majitelé svářeček spolu s naprostou neznalostí tématu ochotně sdělují své zkušenosti a mluví o vlastních úspěších i neúspěších.
