Чем варим?
Мы уже неоднократно отмечали, что многие изобретения и технологии, открытые несколько десятилетий назад, в наше время получают новое применение. Например, полупроводниковые усилители теперь применяются не только в радиоэлектронике, но и успешно заменяют громоздкие силовые трансформаторы в электросварочном оборудовании. Именно схемы на полупроводниковых усилителях (транзисторах) выполняют в них усиливающие функции. Такие сварочные аппараты получили общее название инверторные.
Сегодня в нашей рубрике «До востребования» мы представляем марку AIKEN. Как оказалось, родитель AIKEN – известная британская марка Clarke. Более 40 лет ее продукция популярна на Альбионе, а для Восточной Европы, России, стран СНГ и Юго-Восточной Азии используется торговая марка AIKEN. Как вы догадались, у AIKEN есть гамма инверторных сварочных аппаратов, которая закрывает основные профессиональные и любительские потребности. Для начала внесем ясность в виды сварочных процессов, потому что для всего разнообразия задач индустрия предлагает несколько типов сварочного оборудования. Все сварочные аппараты можно разделить на аппараты с инверторным и рансформаторным усилением. Разберемся с преимуществами и недостатками источников сварочного тока на инверторном и трансформаторном усилении.
Инверторное усиление – в основе используются полупроводниковые (транзисторные) усилители. Преимущества высокая надежность, малые габаритные размеры и масса сварочных аппаратов, высокий КПД (до 85%), наличие систем помощи оператору при работе. Недостатки более высокая стоимость в сравнении с трансформаторным усилением.
Трансформаторное усиление – в основе используется понижающий трансформатор.
Преимущества: высокая надежность, низкая стоимость. Недостатки: большие габаритные размеры и вес, низкий КПД (около 50%), являются индуктивными источниками потребления тока.
А вот как разделены сварочные аппараты по сварочным технологиям MMA – ручная электродуговая сварка плавящимися штучными электродами с покрытием. Применяется в профессиональных, полупрофессиональных, индустриальных и бытовых целях. На аппаратах используются трансформаторные и инверторные системы усиления. При применении инверторных систем усиления в алгоритм работы сварочного аппарата вводятся в большинстве случаев вспомогательные системы для помощи при работе оператору, такие как Hotstart – легкое возбуждение сварочной дуги, Arc-Force – поддержание стабильности горения сварочной дуги, Antistick – защита от залипания электрода.
Преимущества сварочного процесса ММА: низкая стоимость и доступность расходных материалов, сварка в любой плоскости. Недостатки: небольшая производительность, необходимость удаления шлака с деталей.
MIG/MAG (Metal Inert/Active Gas) – ручная электродуговая сварка плавящимся металлическим электродом в защитной среде инертного/активного газа с автоматической подачей присадочной проволоки (электрода). Данные сварочные аппараты можно также использовать со сварочной проволокой с флюсом, без подачи газа. На аппаратах используются трансформаторные и инверторные системы усиления. Преимущества «мигмага» в простоте использования, высоком качестве сварного шва, отсутствии брызг, свойственных ММА. Такими аппаратами легко варить тонкую сталь, шов получается аккуратным, его легко обрабатывать. Сомнительным «минусом» можно назвать наличие баллона с газом, а также ограниченные возможности на открытом воздухе – при ветреной погоде защитный газ сдувает и в сварочную ванну попадает кислород, окисляя и вспенивая металл до образования крупных пор.
TIG (Tungsten Inert Gas) – ручная дуговая сварка неплавящимся (тугоплавким) вольфрамовым электродом в среде инертного защитного газа. Инертным газом, как правило, выступает аргон, а также различные газовые смеси его с гелием и азотом. В сварочную ванну могут подаваться прутки металла. На аппаратах данного типа используются только инверторные системы усиления. Преимущества TIG-сварки: тонкий аккуратный шов при высоком качестве соединения, отсутствие брызг металла при работе, возможность сваривать тонкостенные детали. К недостаткам можно отнести все тот же баллон с газом, невысокую скорость сварки и… высокую квалификацию сварщика. Этот тип оборудования действительно требует хорошей тренировки на более простых аппаратах и много часов практики на самом TIG.
CUT – это не сварочный процесс, а резка металла плазмой. Под воздействием электрической дуги подаваемый в горелку сжатый воздух ионизируется и раздувается в тонкую струю плазмы. Вот она-то и режет металл, выдувая его из зоны реза тонкой струйкой дыма и редкими каплями расплавленного металла. На аппаратах данного типа используются только инверторные системы усиления.
Итак, мы определились с планируемыми сварочными работами. На что важно обратить внимание при выборе любого сварочного аппарата? Во-первых, максимальный сварочный ток. От этого зависит, насколько глубоко можно проварить свариваемые детали или насколько толстый металл мы можем варить без потери качества шва. Например, для полуавтомата (MIG/MAG) с 0,8–1,0 мм проволокой грубый расчет можно проводить по формуле 40–50 А на 1 мм свариваемого металла.
Таким образом, аппараты с максимальным сварочным током 200 А могут обеспечить качественную сварку листа толщиной 4–5 мм.
Вторая важная характеристика для любого сварочного аппарата – устойчивый розжиг дуги в момент начала сварки. Дуга разжигается двумя способами: контактным и при помощи встроенного осциллятора.
В конструкции аппаратов AIKEN, работающих в режимах ММА и TIG, предусмотрена функция HotStart. Она и решает эту проблему подачей на электрод несколько большего тока в момент розжига и снижает ток, когда горение дуги становится стабильным. Каждый сварщик когда-то учился своему ремеслу и знает, что «держать» дугу не получается сразу. Опытные сварщики оценят возможность надежнее поддерживать дугу, так как не всегда условия работы позволяют иметь хороший упор и варить комфортно и со стабильным зазором между электродом и заготовкой. Это может быть и потолочный шов, и работа в ограниченном пространстве, и сварка деталей на весу. Для таких ситуаций предусмотрена функция ArcForce – автоматическое увеличение сварочного тока при увеличении расстояния от электрода до детали. Разумеется, речь идет о разумном увеличении расстояния, которое позволит не погасить дугу.
Для любого аппарата важен температурный режим. Чем выше КПД, тем меньше потерь уходит в тепло. Для поддержания рабочей температуры и в качестве защиты от перегрева на современных аппаратах предусмотрена воздушная принудительная система охлаждения. Компактные модели не всегда могут тягаться с профессиональными по части «систем безопасности», поэтому стоит обращать внимание на продолжительность включения (ПВ) до остановки на охлаждение. Этого требуют все сварочные комплексы, независимо от их типа. AIKЕN предлагает модели с ПВ от 60%. Это значит, что время непрерывной работы на максимальном токе за 10-минутный цикл может составлять до 6 минут, после чего следует сделать 4-минутный перерыв. Теперь представьте сварочный шов «длиной в 6 минут», и станет ясно, что такие нагрузки могут испытывать лишь профессиональные модели для производства, все остальные редко переходят границы этого соотношения.
В чем еще прелесть инверторов? В отсутствии большого трансформатора: при равных характеристиках это очень компактные и легкие аппараты. Транзисторное преобразование сварочного тока позволяет плавно регулировать и надежно сглаживать напряжение – дуга горит ровно, а шов получается качественнее. Они экономичны, так как потребляют меньше электроэнергии. И что самое приятное – совсем недороги. Поэтому на вопрос- «Чем варим?» – мы бы ответили: «Инверторами AIKEN».