Сварка – способ объединения деталей между собой в неразъемное соединение путем расплавления их в месте соприкосновения. Принцип электросварки основан на том, что в месте расплавления между материалами скрепляемых изделий возникает взаимодействие на уровне атомных связей. В итоге получается соединение, практически не уступающее по прочности материалам исходных деталей, поскольку сварочный шов состоит из тех же материалов.
Соединять сваркой можно не только изделия из металла, но и других материалов – керамики, пластмасс.
Как варить электросваркой: процесс
Для выполнения сварочных работ один из выводов сварочного трансформатора подключается к одному из соединяемых изделий. К другому выводу подсоединяется электрод, конец которого подносится к месту сварки. Между электродом и свариваемыми поверхностями возникает электрическая дуга, имеющая высокую температуру. Дуга расплавляет металл в месте контакта. При перемещении электрода зона расплавления перемещается вместе с ним, а застывающий металл образует сварочный шов.
Обычно между сварочным электродом и электрической дугой выдерживается угол около 80 градусов, но в зависимости от требуемых свойств шва он может быть другим.
Для зажигания дуги сварщик либо постукивает электродом по соединяемой детали, либо чиркает по ней. При возникновении дуги он удерживает расстояние между электродом и деталями так, чтобы она не гасла. Если это сделать трудно, значит, требуется увеличить величину тока от сварочного аппарата; если же дуга стремится проплавить детали, ток требуется уменьшить.
Устройство сварочного аппарата трансформаторного типа
Простейший сварочный аппарат – это обыкновенный понижающий трансформатор. Он понижает напряжение питающей сети до требуемой величины и имеет мощность, достаточную для поддержания горения дуги. Требуемое значение тока на выходе трансформатора зависит от диаметра применяемого электрода и ориентировочно составляет 20-30 А на 1 мм2 его сечения.
Регулировка сварочного тока производится либо переключением количества витков первичной обмотки трансформатора, либо перемещением его сердечника. Для стабильного горения дуги и ликвидации скачков напряжения при сварке на входе и выходе сварочного трансформатора используются различные стабилизирующие, регулирующие устройства и фильтры.
Хотя такой аппарат прост и долговечен, у него есть и недостатки. При нестабильном или низком напряжении сети, а также при ее недостаточной мощности электросварка с его помощью становится невозможной. А поскольку для образования дуги используется переменный ток, и она является нестабильной, то и работать таким аппаратом по силам только опытному сварщику.
Устройство сварочного аппарата инверторного типа
Развитие полупроводниковой техники позволило создать сварочный аппарат, имеющий довольно сложное внутреннее устройство, но более простой в эксплуатации. Это – сварочный инвертор.
Принцип действия инвертора состоит в многократном преобразовании напряжения питающей сети. Сначала оно выпрямляется, затем в блоке под названием «инвертор» вновь становится переменным, при этом частота полученного напряжения увеличивается до десятков килогерц. Это позволяет выполнить сердечник понижающего трансформатора значительно меньших габаритов и управлять величиной напряжения на выходе, меняя форму напряжения на выходе инвертора. Напряжение после понижающего трансформатора снова выпрямляется и подается на выход, то есть – к месту сварки.
Сварка производится постоянным током, что позволяет сделать горение дуги стабильным. В итоге работать инвертором намного проще и сварочный шов получается лучшего качества.
Отдельная часть схемы инвертора ведет контроль и стабилизацию выходного тока, подстраивая его под изначально заданные параметры. Задание же сварочного тока осуществляется плавным изменением его величины и выполняется с большой точностью.
Устройство сварочного аппарата на выпрямителе
Сварочный выпрямитель – это устройство, позволяющее выполнять сварку на постоянном токе, но состоящее всего лишь из понижающего трансформатора и выпрямителя. По сравнению со сварочным инвертором, выполняющим ту же функцию, он имеет более громоздкие размеры, а регулировка сварочного тока выполняется методами, используемыми в обычном сварочном трансформаторе.
Помимо описанных выше видов сварочных трансформаторов есть и другие, более сложные и имеющие специализированное назначение. К таким методам относятся, к примеру, полуавтоматическая сварка, при которой вместо электрода используется непрерывно подающаяся присадочная проволока. Также существует сварка неплавящимся электродом, выполненным из тугоплавкого материала. Эти виды сварочных работ выполняются в струе инертного газа, например, аргона. Этот газ изолирует место сварки от воздействия атмосферы. Сварка в струе инертного газа также позволяет соединять детали из таких материалов, как алюминий и силумин.