Сварочные аппараты — виды, отличия и какой лучше выбрать

В хозяйстве очень часто возникает необходимость соединить две металлические детали. Для этого существуют разные способы, но одним из самых надежных является сварка. Сваривание двух деталей представляет собой процесс, посредством которого происходит плавление металла. Это приводит к тому, что получается соединение, отличающееся высокой надежностью. Для достижения высоких результатов применяются сварочные аппараты, выпускаемые разных видов. Если вы запланировали купить сварочный аппарат для дома, тогда будет очень интересно и полезно узнать о том, какие их виды бывают, и чему же лучше отдать предпочтение. В материале вы также найдете ответ на вопрос о том, какой сварочный аппарат выбрать для дома и дачи.

Разновидности сварочных аппаратов по конструктивным особенностям

Сварочное соединение, как и резьбовое, имеет соответствующие достоинства и недостатки. Основной недостаток сварки в том, что для получения такого соединения потребуется не дешевое сварочное оборудование. Кроме того, чтобы соединить две заготовки, необходимо знать азы пользования сварочными аппаратами. Достоинство сварки в том, что соединить можно абсолютно любой формы и конструкции металлические детали без необходимости сверления в них отверстий.

С момента изобретения сварочных аппаратов прошло немало времени, поэтому эти устройства прошли долгий путь совершенствования, что послужило причиной облегчения их использования, и получения качественного результата. В ходе модернизации появились различные виды сварочных аппаратов, с которыми многие мастера даже не знакомы. Чтобы устранить пробелы в знаниях, рекомендуется раз и навсегда разобраться с разновидностями сварочных аппаратов, чтобы узнать их отличия, преимущества, недостатки, и решить, какой лучше выбрать для дома.

Трансформаторные сварочные аппараты и кто сейчас ими пользуется

Самым древним представителем сварочных устройств является трансформаторный вид. Сегодня встречаются такие устройства все реже, но некоторые пользуются ими по сегодняшний день. Выясним, почему же трансформаторные аппараты отходят на свалку истории, так как используются ими сегодня все реже.

Главная особенность таковых устройств в том, что они имеют простую и примитивную конструкцию, состоящую из трансформатора — стального сердечника с двумя катушками. Посредством трансформатора происходит изменение величины сварочного тока, посредством которого происходит плавление металла. Для изменения сварочного тока, в трансформаторе происходит снижение напряжения. Именно поэтому трансформатор на таких аппаратах называется понижающим. Конструкция трансформаторной сварки представлена на фото ниже.

Одна из катушек трансформатора является первичной, а вторая вторичная. На первую подается напряжение из сети, а вторая обеспечивает понижение напряжения. Изменение тока в сторону снижения способствует формированию более устойчивой сварочной дуги. На выходе трансформаторного аппарата, как и на входе, получается переменный ток, который отрицательно отражается на качестве сварочных швов. Переменный ток способствует возникновению активного разбрызгивания металла, поэтому для снижения такого отрицательного эффекта, при работе с трансформаторными аппаратами применяются рутиловые и фтористо-кальциевые электроды. Причем сечение этих электродов должно быть в пределах 1,5-2,5 мм.

Трансформаторный аппарат отличается своими большими габаритами, но еще больший минус этого устройства в его значительном весе. Это делает инструмент неподвижным, а применяется он преимущественно в редких случаях с целью транспортировки. При таком недостатке надо отметить достаточно высокий показатель уровня КПД, составляющего 90%. Однако часть из этого значения полезной энергии израсходуется на нагрев, поэтому немаловажно применять аппарат совместно с охлаждающими вентиляторами.

Нынешний спрос на трансформаторные аппараты обусловлен следующими преимуществами:

• Невысокая стоимость — несмотря на большие габариты и вес, стоят трансформаторные варианты ниже всех прочих моделей
• Надежность — обеспечивается за счет простой конструкции. Устройства, которые были изготовлены во времена СССР, продолжают активно использоваться мастерами, и не требуют при этом ремонта
• Долговечность — служат инструменты действительно очень долго, а в случае их выхода из строя, необходимо попросту заменить обмотку или сердечник

Рассматриваемый вид устройств подходит лучше всего для работы с низколегированными типами сталей. Перед тем, как вы решите отдать предпочтение трансформаторной сварке, рекомендуем взвесить их недостатки:

1. Большие габариты и вес
2. Большое потребление электрической энергии
3. Зависимость от величины входного напряжения. Малейшие скачки входного напряжения отражаются на качестве сварочного шва

Теперь еще один немаловажный момент — несмотря на простоту конструкции, далеко не каждый сможет работать трансформаторной сваркой. Для работы с этим инструментом понадобятся навыки и опыт. Однако даже у профессионалов не всегда удается получить качественный шов, и настроить стабильность дуги.

Выпрямительные аппараты для сварки — чем отличаются от трансформаторов

Для увеличения эффективности проведения сварочных работ, трансформаторные аппараты были модернизированы, в результате чего появились выпрямители. Отличительная особенность между трансформаторной сваркой и выпрямителем заключается в подаче на создание дуги не переменного тока, как в первом случае, а постоянного. Варить постоянным током не только легче, но еще и шов получается гораздо качественнее.

Чтобы сделать из трансформаторного аппарата выпрямитель, в конструкцию понижающего трансформатора добавили диодный мост, состоящий из кремниевых или селеновых диодов. За счет этого моста происходит преобразование переменного тока в постоянный. Сварка постоянным током позволяет получить устойчивую дугу, а также исключить возникновение разбрызгивание металла. Для работы с выпрямителями подходят любые виды электродов.

Выпрямительные сварочные устройства поспособствовали расширению сферы их применения. С их помощью можно работать не только с низколегированными сталями, но и чугуном, цветными металлами, нержавейкой и т.п.

Исходя из вышесказанного следует выделить ряд следующих преимуществ выпрямительных аппаратов для сварки:

1. Простота применения. В отличие от трансформаторных устройств, на выпрямительных установках могут без особого труда научиться работать новички
2. Получение более качественного сварочного шва
3. Расширенный список видов металлов, которые подлежат сварочному соединению посредством выпрямителя
4. Относительная дешевизна, что связано с их конструктивными особенностями

Если говорить о недостатках, то они у выпрямителей также имеются. Главный минус их в том, что они имеют такие же большие габариты, как и трансформаторные. В случае перепадов входного напряжения, происходит оказание негативного влияния на качество сварочного соединения. Несмотря на малое количество недостатков, встречаются сегодня выпрямительные сварочные аппараты не часто. Хотя их производство продолжается и сегодня, однако это вопрос времени, так как уже достаточно давно были разработаны более усовершенствованные разновидности сварочных устройств.

Полуавтоматические сварочные аппараты и чем они лучше остальных

Одними из самых совершенных устройств являются полуавтоматические сварочные аппараты, посредством которых осуществляется электродуговая сварка, защищаемая воздействием инертных газов, как аргон. Главное достоинство, выделяемое среди мастеров, пользующихся полуавтоматическими устройствами, заключается в простоте работы с оборудованием. Полуавтомат подходит для работы с самыми разными материалами, а также для проведения сварки листового металла. Именно поэтому популярны такие устройства среди мастеров, занимающихся кузовными ремонтами.

Конструктивными элементами полуавтоматов являются следующие составные элементы:

1. Трансформатор
2. Выпрямитель
3. Приводной механизм, посредством которого осуществляется подача проволоки
4. Газовый баллон и рукава с горелкой

Выше представлена схема, на которой изображены основные конструктивные элементы сварочного полуавтомата. Принцип работы полуавтоматических аппаратов основывается на следующих особенностях:

1. Из держателя происходит подача проволоки с одновременным выходом инертного газа
2. Когда осуществляется плавление проволоки (процесс сварки), то она в это время защищена газовой смесью
3. На приборе имеются регуляторы, которыми выставляется подходящая величина тока, а также скорость протяжки проволоки. От скорости подачи проволоки зависит качество выполнения сварочного шва

В зависимости от модели аппарата, функционируют эти устройства тремя способами:

• Только с газовой смесью
• С газовой смесью или без нее, что можно выбрать при помощи переключателя
• Без газовой смеси

Если аппарат имеет свойство работать без применения газовой защитной смеси, тогда для обеспечения защиты сварочного шва применяется флюсовая проволока. Это обычная проволока, которая покрыта флюсовым слоем. При плавлении проволоки происходит сгорание слоя флюса, за счет которого создается облако защитного газа. Создаваемое флюсовое облако газа защищает область сварки от процесса окисления с воздухом, что делается ни чуть не хуже, чем с применением газовых смесей. Стоит отметить один недостаток применения флюсовой проволоки — это ее высокая цена, превышающая стоимость обычной в несколько раз.

При выборе газа для сварки полуавтоматом во внимание принимается тип металла, подлежащего сварке. Если это железо, то для работы используется углекислый газ. Для работы со стальными материалами применяется смесь, состоящая из аргона и углекислого газа, а вот для соединения алюминиевых деталей, лучше всего использовать чистый аргон.

Полуавтоматы имеют сложную конструкцию, что отражается на их стоимости. Они просты в применении, и научиться ими работать не составляет большого труда. Однако далеко не все могут позволить себе приобрести такие устройства, которые считаются одними из самых дорогих. К числу достоинств полуавтоматических устройств относятся:

1. Низкий уровень разбрызгивания металла при сварке
2. Получение высококачественного сварочного шва
3. Высокий КПД, что положительно отражается на применении оборудования
4. Способность варить любые виды металлов, в том числе и листовые, что является одним из огромнейших преимуществ

Как и у всех сварочных аппаратов, полуавтоматы имеют некоторые недостатки. Проявляются они следующими факторами:

• Большой расход дорогих материалов, поэтому в зависимости от объема выполняемых работ, их понадобится часто покупать
• Высокая стоимость оборудования, а также расходных материалов — газовые баллоны, проволока

Инверторные аппараты — лучшее решение для домашнего мастера

Самыми популярными сварочными устройствами сегодня являются инверторы, имеющие другое название импульсные аппараты для сварки. С появлением инверторов, они произвели настоящий переворот в сфере сварочного оборудования. Сначала они стоили очень дорого, и имели множество недостатков. Однако вскоре недостатки, в том числе, и высокая стоимость, были устранены. Это повлекло за собой популяризацию этих устройств. Сегодня практически у каждого домашнего мастера имеются сварочные аппараты инверторного типа. Если собираетесь купить сварочный аппарат для дома, то без выяснения их достоинств и недостатков рекомендуется сразу же выбирать инверторные аппараты.

Однако все же не помешает разобраться с конструктивными особенностями инверторов, чтобы в итоге покупаемый аппарат удовлетворял всем потребностям мастера. Инвертор — это аналог трансформаторных и выпрямительных устройств, которые лишены громоздкого элемента — трансформатора. Роль источника понижения тока играют полупроводниковые элементы. В конструкции устройства присутствует трансформатор, который в десятки раз меньше, и предназначен он для уменьшения входного сетевого напряжения.

Инверторы потребляют намного меньше электроэнергии, по сравнению со своими древними аналогами — трансформаторными и выпрямительными моделями. Прибор исключен необходимости затрат энергии на нагревание конструктивных элементов. Дуга создается достаточно быстро, и характеризуется стабильностью горения, обеспечивая достойное качество шва. В конструкции инверторов применяются также стабилизаторы, осуществляющие преобразование тока, а также электрические микросхемы, состоящие из полупроводниковых элементов.

Входное переменное напряжение 220В поступает на выпрямительный блок, в котором происходит его преобразование в постоянное. В качестве выпрямителя выступает диодный мост. Преобразуется вместе с переменным напряжением и сила тока. Постоянная величина тока поступает на блок инвертора, где повторно происходит его преобразование из постоянного в переменный, но уже с более высокой частотой. Снижение переменного напряжения способствует увеличению величины высокочастотного тока. Ток большой величины и высокой частоты преобразуется в постоянный, на основании которого происходит выполнение сварочных манипуляций. Ниже представлена схема работы сварочного инвертора.

 Увеличение частоты тока достигается за счет полупроводниковых элементов — транзисторов. Их переключение происходит с частотой в 60-80 Гц. В процессе функционирования аппарата наблюдается сильный нагрев элементов, поэтому немаловажный момент — это применение радиаторов с вентиляторами, способствующие отводу тепловой энергии. Чтобы предотвратить выход из строя выпрямительного блока, в конструкции прибора установлен датчик, отключающий подачу питания, когда температура выпрямителя достигнет критического значения в 90 градусов.

Теперь выясним все преимущества инверторов, и узнаем, почему же именно эти виды сварочных аппаратов получили широкую популярность среди домашних мастеров:

1. Качественный сварочный шов
2. Высокая производительность оборудования
3. Большой КПД — свыше 90%
4. Экономичный расход потребления электрической энергии
5. Незначительная степень разбрызгивания металла
6. Плавность регулировки сварочного тока
7. Универсальность — возможность варить любой металл
8. Небольшие габариты и вес, что делает такое оборудование мобильным и простым в транспортировке

Выше представлены основные разновидности сварочных аппаратов, которые подходят для дома и дачи. Следует сделать вывод о том, что для домашнего применения подходят лучше всего модели инверторного типа, а для профессиональной эксплуатации лучше выбирать полуавтоматы. Трансформаторы и выпрямители — это прошлый век, которые по причине своих недостатков, встречаются все реже.

Аппарат аргонодуговой сварки — для кого предназначено оборудование и принцип его работы

Специализированный вид сварочного оборудования, который предназначен исключительно для работы с цветными металлами — аргонодуговая сварка. В качестве электродов используются вольфрамовые наконечники, а для защиты сварочного шва в процессе работы применяется инертный газ (аргон или гелий).

Изначально рассмотрим составные элементы аргонодуговой сварки, а также принцип ее работы. Состоит оборудование из сварочного аппарата с напряжением холостого хода в 60-70В, контактора для передачи напряжения на горелку, осциллятора для преобразования входного напряжения в величину 2000-6000 В и увеличение частоты тока до 150-500 Гц, устройства для охлаждения, не плавящихся электродов, баллона с аргоном, а также керамической горелки.

Теперь о том, как же работает такое оборудование, и чем оно отличается от других устройств. В одну руку необходимо взять горелку с не плавящимся электродом, а во вторую берется проволока. На горелке есть специальная кнопка, при нажатии которой происходит подача газа в область сваривания. Причем подачу газа нужно осуществить за 10-20 секунд до того, как появится дуга. В горелку устанавливается вольфрамовый электрод, который не должен выступать более 5 мм. Прислонить электрод к свариваемой поверхности на 2 мм, и включить аппарат. В результате произойдет розжиг дуги. Чтобы получить сварочный шов, сварщику необходимо подавать в зону возникновения дуги проволоку.

К достоинствам рассматриваемых устройств относятся:

1. Малая температура разогрева, что не способствует деформации форм свариваемых деталей из цветных металлов
2. Защита зоны сваривания посредством инертного газа, что положительно влияет на отсутствие развития окислительных процессов
3. Высокая скорость проведения работ по свариванию металлов
4. Простота работы с аппаратами
5. Возможность соединения не только двух однородных видов цветных металлов, но и разнородных

Среди недостатков рассматриваемых устройств специалисты выделяют:

• Снижение качества сварочного шва, если работы проводить на сквозняке или при ветре
• Сложная конструкция сварочного оборудования, что усложняет особенности проведения настройки режимов
• Необходимость применения дополнительных устройств для охлаждения дуги при работе током большой величины

Аргонодуговая сварка может происходить в четырех режимах. Самый распространенный — это ручной режим, когда сварщик держит в одной руке горелку, а во второй проволоку. Еще есть механизированный вид, который отличается от ручного тем, что в зону сварки проволока подается автоматически, наподобие с полуавтоматическими устройствами. Более совершенными видами аргонодуговых устройств являются автоматически и роботизированные.

Аппараты для точечной сварки и их применение

Соединение двух деталей посредством сварки может выполняться линейным вариантом, как было описано выше всеми перечисленными способами, так и точечным. Для точечного соединения применяется контактная сварка, обеспечивающая быстрое соединение двух деталей в одной точке. Особенность применения точечной сварки — соединение металлов, толщина которых составляет от 1-2 микрон до 20-30 мм. Посредством такого предназначения, свое применение точечные сварочные аппараты нашли в области радиоэлектроники, авиационной и автомобильной промышленности, и даже строительстве. Совместно с полуавтоматами, аппараты для точечной сварки применяются также в автомастерских, где осуществляются кузовные ремонты.   

Особенность применения сварочных аппаратов для точечной сварки в том, что соединение двух деталей происходит под воздействием тока высокого номинала до нескольких тысяч ампер. При этом немаловажно уделить внимание усилию сжатия соединяемых деталей, величина которой должна быть в пределах от 10 до 100 кг.

Весь процесс соединения происходит в три этапа:

1. Сжатие заготовок, для чего оборудование оснащается специальными клещами
2. Подача тока в область контакта, в результате чего осуществляется плавление металла
3. Выключение сварочного тока, после чего металл начинает остывать и кристаллизоваться

Для выполнения сварочных соединений контактным способом применяются аппараты в виде трансформаторов, работающих на переменном токе, а также устройствах, функционирующих на конденсаторах.

К преимуществам применения контактных аппаратов для сварки относятся:

• Простота и удобство применения
• Высокая эффективность и производительность
• Большая скорость работы — за минуту можно выполнить до нескольких сотен свариваний
• Экологичность — при таком способе соединения металлов не происходит выделения вредных веществ в атмосферу

Соединение в итоге получается достаточно прочным и качественным. Недостаток его в том, что сварочные швы получаются не герметичными, однако это обусловлено особенностями технологичного процесса. Применяются эти устройства преимущественно профессионалами при проведении ремонтных работ кузовных деталей автомобилей. Для дома и дачи такое оборудование может понадобиться в редких случаях.

Газовая резка и сварка деталей — достоинства оборудования

Отдельный вид сварочного оборудования — газовое. Принцип соединения деталей основывается на том, что происходит плавление металла пламенем высокой температуры. Для создания газовой дуги, посредством которой происходит плавление металла, используются следующие разновидности газов — водород, природный газ, ацетилен.

Почему применяются именно эти разновидности газов? Ведь именно они обладают свойством горения на воздухе. Наиболее популярной разновидностью газа является ацетилен, для получения которого применяется карбид кальция с водой. Горение газа происходит при поддержании температуры в пределах от 3200 до 3400 градусов Цельсия.

Принцип работы газосварочного оборудования основывается в подаче на соединяемые детали открытого пламени сгораемого газа. За счет высокой температуры горения газа, достигается оплавление металлических заготовок. Для регулировки пламени в конструкции держателя имеются настроечные винты. Принцип работы устройства подобен газовой горелке или паяльной лампе, только из держателя через сопло выходит тонкая дуга с высокой температурой нагрева.

Составными элементами газовой сварки являются:

1. Баллон с пропаном или другими разновидностями газов
2. Баллон с кислородом, выступающий в роли катализатора
3. Соединительные шланги
4. Газовая резка или держатель, состоящая из бронзы, двух вентилей, калиброванного сопла
5. Розжиг осуществляется посредством специального пьезоэлемента

К преимуществам использования рассматриваемого оборудования следует отнести следующие моменты:

• Простая конструкция, состоящая из газового баллона и держателя
• Отсутствие необходимости подключения оборудования к электрической сети
• Простота применения
• Возможность не только соединения деталей, но и их резка

В отличие от электрических устройств, газовое оборудование для сварки не способно обеспечить высокую скорость проведения работ. Кроме того, работы выполняются исключительно в ручном режиме. Как правило, сварка с использованием газа осуществляется преимущественно специалистами. Назвать оборудование мобильным нельзя, так как достаточно большой вес и габариты имеют газовые баллоны.

Плазменная сварка и особенности ее применения

Еще один вид сварочного оборудования — плазменная сварка. Принцип работы оборудования заключается в том, что металл плавится за счет плазмы. Плазмой именуется такой газ, состоящий из заряженных частиц. Эти заряженные частицы газа способствуют проведению электрического тока.

Функционирование плазменной сварки основывается на выполнении следующих действий:

1. Розжиг дуги, что происходит в специальной камере — плазматроне
2. В эту камеру под давлением закачивается аргон, что способствует разогреву сварочной зоны до 50 тысяч градусов
3. Увеличение объема газа приводит к тому, что он выходит из сопла с огромной скоростью

В итоге получается так, что плавится металл, формируя при этом соединительный шов. Из сопла выделяется два газа, один из которых является плазмообразователем, а второй защитный. Плазменная сварка делится на два вида — ручная и автоматическая. Автоматические аппараты применяются на производстве, а ручные агрегаты используются специалистами. Принцип применения ручных устройств заключается в том, что в зону дуги подается проволока, которая при оплавлении образует соединение. При помощи плазменной сварки можно не только варить металл, но еще и осуществлять его резку.

Выбираем сварочный аппарат для дома и дачи — какой лучше

Из выше представленного анализа каждый мастер может сделать соответствующие выводы о необходимости приобретения тех или иных разновидностей сварочного оборудования. Хочется, чтобы сварочное оборудование удовлетворяло следующим потребностям:

1. Имело компактные размеры, и небольшой вес
2. Было простым в применении
3. Способствовало свариванию материалов разных типов
4. Имело невысокую стоимость, и было ремонтопригодным

Одними из максимально подходящих устройств для вышеперечисленных критериев являются инверторные модели. Однако перед тем, как их приобретать, рекомендуется учесть некоторые технические параметры при выборе. Как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи, рассмотрим на фоне важных технических параметров, на которые следует обратить внимание.

• Величина рабочего входного напряжения. Устройства в зависимости от их типа и мощности выпускаются для подключения к одно- или трехфазным сетям. Бытовое напряжение 220В, а производственное 380В. Если в доме отсутствует напряжение 380В, то смело выбираем среди моделей на 220В. Они хотя и уступают по мощности, но при этом обеспечивают достаточно высокую производительность
• Мощность — не возникает трудностей с выбором по мощности оборудования, работающего от трехфазной сети. Если покупается аппарат под бытовую сеть, то здесь важно учитывать величину максимальной мощности. Если выбрать модель с предельно допустимой величиной мощности, то в домашней сети будут возникать сильные перепады напряжения и срабатывание автоматических выключателей. Однако с инверторными моделями таковых проблем не возникает
• Величина тока и режим сварки — по этим критериям важно выбирать оборудование в зависимости от того, какой толщиной металл планируется варить. Для домашнего использования вполне хватает аппаратов, которые рассчитаны на максимальную величину тока в 160А. Плавная регулировка величины тока способствует повышению качества сварочного шва
• Продолжительность работы или нагрузки — это значение также указывается в технических характеристиках оборудования, и оно играет важную роль. Обозначает данное значение максимальное время работы аппарата под максимальной нагрузкой. Эту максимальную нагрузку важно учесть, так как чем меньше его величина, тем чаще придется делать перерывы в работе
• Диапазон напряжения питания — это отклонения во входном напряжении. Оптимальным значением является величина отклонения в 20-30%. Если аппарат не рассчитан на работу при понижении или повышении напряжения, то он не сможет обеспечить высокое качество сварочного шва, а также приведет к быстрому выходу его из строя
• Наличие дополнительных полезных опций, что особенно актуально для начинающих сварщиков. Это такие разные опции, как горячий старт, антиприлипание электрода, форсаж дуги и т.п.

Немаловажно уделить внимание производителю оборудования, так как покупка устройств неизвестных фирм в большинстве случаев не оправдана. Рекомендуется выбирать модели известных производителей (Fubag, Ресанта, Wester, Сварог и другие), о которых имеются преимущественно положительные отзывы и рекомендации от специалистов.