Практика зварювального обману

Робота при зниженій напрузі в мережі живлення

Дана особливість апарату, в умовах вітчизняних електромереж - безумовно важлива. Якщо інвертор не справляється з осіданням в мережі до 190В - гріш йому ціна. Робота в гаражі або на дачі, в місцях, де мережі не можуть похвалитися стабільністю, - буде просто неможлива. Навіть якщо у вашій розетці стабільно 220В, то при використанні подовжувачів в 30, 50 або 100 метрів - просадок все одно не уникнути.

Обман, як і в випадку з додатковими функціями, викликаний страхом виробників програти в конкурентній боротьбі. Якщо всі продавці техніки обіцяють, що їх інвертори працюють при 160 В в розетці, чому б не заявити, що наш «Дуб» не може працювати і при 120 В, не втрачаючи при цьому в якості шва.

Інша крайність - обіцянка продавців зварювальної техніки, що при 100-110В в мережі живлення апарат буде видавати такий же результат зварювання, що і при номінальній напрузі. Це, безумовно, не так. Зварювальний струм апарату знижується пропорційно напрузі в мережі. Питання тільки при якій напрузі в розетці якість шва при роботі з даними діаметром електрода стане неприйнятним. Для деяких апаратів це 180 В, для інших 160 В.

Ще раз повторимо, робота з годує напругою в 220 В є гарантією ідеального сплаву кромок зварюється, зниження напруги - є нештатної ситуацією і очікувати високої якості зварювального шва в таких умовах не можна.

Межі регулювання зварювального струму

Ця характеристика дозволяє зрозуміти, як зварювальний апарат впорається з роботою з різними діаметрами електродів. Чим тонше зварюваний метал, тим менше повинен бути зварювальний струм, і відповідно, діаметр обраного електрода. З огляду на, що мінімальний діаметр електродів у вільному продажу складає 1.6 мм, струм для них повинен бути в районі 40-50А. Для роботи з великими товщинами заготовок, ток, навпаки, повинен бути високим, для електрода 4 мм, - 140-200А.

Варто нагадати, що струм зварювання підбирається в залежності від діаметра електрода. Для наближених розрахунків використовується формула:

Значення коефіцієнта k - можна дізнатися з таблиці:

Кратність регулювання зварювального струму обчислюється діленням максимального зварювального струму на мінімальний.

Для найпростіших побутових ММА апаратів дане співвідношення має бути не менше 2, для професійної техніки і виробничого обладнання - від 3 до 8.

Обман в даному випадку може зводитися до перебільшення діапазону регулювань. Якщо апарат видає струм від 80 до 120А - працювати з електродами тонше 2.5 і товщі 4 мм - буде складно.

Стійкість і стабільність процесу зварювання

Любитель, який стикається зі зварюванням вперше, думає, що раз електрод «іскрить» - значить апарат працює. Це не вірно. Якщо апарат запалює дугу, це зовсім не означає, що процес сплаву кромок зварюється йде так, як потрібно.

Буває, що апарат навіть видає заявлені струмові характеристики, а зварювання все одно не йде. І тут варто звернути увагу на ще один принциповий момент - стійкість системи: «Джерело живлення-Дуга». Для того щоб процес зварювання був стабільним повинні виконуватися наступні умови:

U (напруга) дуги = U джерела
I (струм) дуги = I джерела.

Графічно ці рівності визначаються точкою перетину статичної Вольт-амперної характеристики дуги (сваха дуги) і статичної зовнішньої характеристики джерела живлення (Зовнішня характеристика ІП).

Всі ці ВАХ і сваха для обивателя - темний ліс. А значить шахраї будуть цим безсоромно користуватися. Наприклад, є два апарати з однаковими струмовими характеристиками: EWM PICO 162 і наш, вже знаменитий «Дуб». Припустимо обидва апарати видають заявлений номінальний струм в 150А, при цьому зварювання PICO - просто пісня. Машина не варить а шепоче. У той час як у власника «Дубай» - проблема ... дуже багато бризок, дуга не стабільна і то обривається, то пропалює діри в заготовках. У чому може бути справа? Так як раз, в формі зовнішньої характеристики джерела. Так що зберіться, і постарайтеся вникнути в деталі, про які піде мова далі:

Сваха дуги являє собою залежність напруги дуги від її струму, тобто U дуги = ʄ (I дуги) (Напруга дуги - є функція від струму дуги).

Оскільки дуга є нелінійним елементом електричного кола, то і сваха дуги матиме вигнутий характер і складатися з 3-х характерних ділянок: падаючого, жорсткого і зростаючого.

При різних способах зварювання сваха дуги реалізується тільки на деяких ділянках. Для ММА зварювання це падаючий і жорсткий:

Положення сваха дуги залежить від довжини дуги

Видаляючи електрод від деталі зварювальник подовжує дугу напруга при цьому зростає (L1), наближаючи електрод до поверхні дуга зменшується, а разом з нею падає і напруга (L3).

Зовнішня характеристика джерела живлення

Зовнішня характеристика джерела живлення являє собою залежність напруги на зовнішніх затискачах від струму, тобто U джерела = ʄ (I дуги). (Напруга на зовнішніх затискачах джерела є функція від струму дуги)

Зовнішня характеристика може бути падаючої (1), Жорсткою (2), або зростаючою (3).

Для кожного способу зварювання, для того, щоб домогтися стійкості процесу - необхідне джерело живлення з певною зовнішньою характеристикою. Для ММА зварювання джерело живлення в загальному вигляді повинен мати падаючу або круто падаючу зовнішню характеристику:

Зварювальник не може утримати дугового проміжок незмінним. Довжина дуги під час зварювання то збільшується, то зменшується, відповідно змінюється і сила струму. При падаючої зовнішньої характеристики зміна довжини дуги супроводжується незначними змінами зварювального струму. Це означає, що розмір зварювальної ванни і геометричні параметри шва залишаються постійними. Чим крутіше падіння графіка зовнішньої характеристики джерела живлення - тим менше зміни струму. Зварювальник може подовжувати дугу не побоюючись її обриву, або вкорочувати її без побоювання пропалити заготовку.

Давайте зупинимося на падаючої зовнішньої характеристики докладніше, чому важлива саме така форма графіка, і чим загрожує обман? Припустимо, що ми вирішили використовувати для зварювання апарат з полого падаючої зовнішньої характеристикою, якій, до речі, часто грішать виробники бюджетного зварювального устаткування. Деякі виробники в гонитві за високими струмами, замість номінального зварювального струму вказують струм короткого замикання. При розробці дешевого апарату інженери не мудрують, а створюють джерело з такою ось зовнішньою характеристикою:

Струм короткого замикання тут, припустимо, 200А, які, недобросовісні продавці позначають як номінальний зварювальний струм. Однак з даного графіка видно, напруга дуги при струмі в 200А - дорівнює нулю, а значить зварювальний процес буде неможливий. Для нормального сплаву кромок металу, напруга 200-амперного джерела повинно бути в районі 28 В (звідки з'явилося це значення ми розповімо трохи пізніше, коли будемо говорити про умовну робочому навантаженні), а значить максимальний зварювальний струм наведеного на графіку інвертора буде значно нижче заявленого виробником значення.

Чим ще погана дана зовнішня характеристика для апаратів ММА?

При зміні довжини дуги - буде серйозно змінюватися і видається струм апарату. Як бачите діапазон зміни струму при полого падаючої характеристиці - дуже великий, а значить про стабільність зварювального процесу годі й казати: апарат з пологої ВАХ буде то марнувати метал, щось не проварювати його в залежності від положення електрода щодо зварювальної ванни. Так само можна сказати, що для зварювання покритим електродом не підходять апарати з жорсткою або зростаючою зовнішньою характеристикою. Домогтися стабільного процесу зварювання при таких умовах буде неможливо.

У випадку з крутопадающей зовнішньою характеристикою Джерела живлення діапазон зміни струму буде незначний, а значить процес сплаву металу - набагато стабільніше:

Саме тому, для ММА зварювання так багато важить крутизна падіння графіка. Чим крутіше - тим стабільніше процес.

У сучасних джерел живлення для ММА зварювання зовнішня характеристика може бути комбінованою і складатися з 4-х ділянок:

Така характеристика забезпечує відповідність інвертора специфічним вимогам до кожної стадії зварювального процесу.

1 ділянка - Високовольтної підживлення

Формується спеціальним ланцюгом з напругою холостого ходу 80-100В і Потоком короткого замикання 10-50А, для забезпечення стабільності зварювального процесу при роботі на малих токах.

2 ділянку - пологопадающих або жорсткий

Формується основний силовий ланцюгом з напругою холостого ходу 40-60В, з нахилом 0-0.05 В / А.

Ці параметри вибирають на основі компромісу:

• Вимоги економічності (чим нижче напруга холостого ходу, тим дешевше джерело живлення)
• Отримання задовільних зварювальних властивостей: чим вище напруга холостого ходу, тим вище надійність запалювання і еластичність дуги.

3 ділянку - крутопадающими (робочий режим)

Забезпечує підтримання сталого дугового розряду при визначеному рівні зварювального струму. Нахил ділянки можна змінювати при проектуванні джерела - чим він крутіший, тим вище стабільність струму при зміні довжини дуги. Саме падаюча форма даної ділянки, як уже було сказано, - гарантує сталість глибини проплавлення і еластичність дуги.

4 ділянку - Форсування дуги

Про даному відрізку ми говорили вище, коли розбиралися з функцією Arc Force. Деякі джерела мають регулювання форсажу, що дозволяє змінювати жорсткість дуги. Зменшення форсування знижує розбризкування, збільшення - дозволяє домогтися збільшення глибини проплавлення і зниження можливості залипання електрода.