Какие бывают виды сварочных аппаратов для ручной сварки?

Коротко

• Виды сварочных аппаратов для ручной сварки - трансформатор, выпрямитель, инвертор и агрегат с двигателем.
• Трансформатор и выпрямитель различаются наличием диодного моста: выпрямитель даёт постоянный ток, трансформатор - переменный.
• Инвертор работает на повышенной частоте, поэтому легче и компактнее аппаратов той же силы тока на классическом трансформаторе.
• Агрегат с приводом от двигателя нужен там, где нет сети 220 В.
• Виды сварочных электродов для ручной сварки по ГОСТ 9466-75 делятся по назначению (У, Л, Т, В, Н) и по виду покрытия (А, Б, Ц, Р, П).

Если под рукой розетка на 220 или 380 В, а варить нужно ручной дугой, выбор идёт между трансформатором, выпрямителем, инвертором и агрегатом с двигателем. Ниже разбираем виды сварочных аппаратов для ручной сварки: устройство трансформатора, выпрямителя, инвертора и агрегата, какой метод сварки под какой аппарат, виды электродов и как выбрать аппарат под свои задачи.

1. Сварочный трансформатор: переменный ток без электроники

Напряжение сети 220 или 380 В понижается до низкого, а ток - наоборот, поднимается до сотен и тысяч ампер. Ток регулируют ступенчато: переключением числа витков обмотки, магнитным рассеянием или дросселем насыщения. Для устойчивого зажигания дуги вторичное напряжение держат не ниже 60-65 В, а рабочее напряжение дуги при ручной сварке обычно не превышает 20-30 В.

Аппарат тяжёлый: внутри полноразмерный силовой трансформатор на рабочую частоту сети 50 Гц, а не высокочастотный, как в инверторе. Отсюда и главный минус - переменный ток даёт менее стабильную дугу, чем постоянный, и с электродами на основном покрытии трансформатор работает хуже, чем инвертор или выпрямитель. Плюс один, но весомый: внутри нет электроники, которая боится пыли, влаги и просадок сети.

2. Сварочный выпрямитель: постоянный ток на трансформаторной базе

Выпрямитель - тот же трансформатор, но после него стоит диодный мост, который превращает переменный ток в постоянный. Большинство выпрямителей отдают не идеально ровный, а пульсирующий ток: пульсации сглаживают фильтром. На выходе получается постоянный ток, поэтому выпрямитель, в отличие от обычного трансформатора, годится для электродов с основным покрытием и для сварки на обратной полярности.

По весу и габаритам выпрямитель не легче трансформатора - силовой узел на частоте 50 Гц остаётся таким же массивным, добавляется только блок диодов. Поэтому там, где важна мобильность, выбирают инвертор.

3. Сварочный инвертор: почему он занял место трансформатора?

Инверторный источник сварочного тока сначала выпрямляет сетевое напряжение, затем силовой модуль на транзисторах MOSFET или IGBT преобразует постоянный ток в переменный повышенной частоты, намного выше частоты сети 50 Гц. На такой частоте трансформатор получается существенно компактнее, поэтому весь аппарат легче и меньше выпрямителя или трансформатора той же мощности. После повышающего преобразования ток снова выпрямляется и идёт на дугу уже постоянным - а постоянный ток горит стабильнее переменного.

Инверторные источники появились в XX веке, а к началу XXI века стали одними из самых популярных сварочных аппаратов для всех видов дуговой сварки: MMA, TIG, MIG/MAG - универсальный инвертор пригоден для нескольких методов, отличие только в формируемой вольт-амперной характеристике. Из недостатков - чувствительность к влажности и конденсату внутри корпуса и ограниченность по коэффициенту загрузки: платы греются, и без пауз аппарат уходит в защиту по перегреву.

Например, инвертор DM-220 Standart на 220 А с ПВ 60% весит 4,9 кг.

4. Сварочный агрегат: аппарат с собственным двигателем

Ток здесь вырабатывает не трансформатор от сети, а генератор с приводом от бензинового или дизельного двигателя: электроэнергия к электроду и изделию подаётся уже от него, а не от розетки. Такой источник питания дуги называют сварочным агрегатом, он же сварочный генератор.

Смысл в независимости от электричества: агрегат берут на объект без подключения к сети, на монтаж трубопровода в поле, на аварийный ремонт. Расплата - вес, объём и шум двигателя, поэтому там, где розетка есть, агрегат ставят реже, чем инвертор.

5. Виды сварок и сварочное оборудование: какой аппарат под какой метод?

Ручная дуговая сварка - сварка, источником энергии которой служит электрическая дуга; её ведут покрытым плавящимся электродом, касанием зажигая дугу и вручную поддерживая её длину и перемещение. Температура дуги доходит до 7000 °C - это больше температуры плавления любого металла, поэтому кромки и электрод плавятся, образуя общую сварочную ванну. Для этого метода подходят все четыре источника тока выше: трансформатор - на переменном токе, выпрямитель - на постоянном, инвертор и агрегат - как более мобильные варианты.

Кроме дуговой сварки покрытым электродом другие виды ручной сварки - это:

• Ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом - вольфрамовый электрод не плавится и служит только для поддержания дуги, а шов формируется из основного металла и присадочной проволоки в среде защитного газа.
• Газовую сварку - металл плавят пламенем горючего газа (чаще ацетилена) с кислородом, без электрического тока и, соответственно, без сварочного аппарата вообще.

Отсюда и практический вывод про виды ручной сварки металла: если под рукой только розетка и электрод - нужен один из четырёх аппаратов выше; если нужна аргонодуговая сварка - к источнику постоянного тока (инвертору или выпрямителю) добавляют горелку и баллон с аргоном; для газовой сварки аппарат вообще не нужен - только горелка, редуктор и баллоны.

6. Виды сварочных электродов для ручной сварки: по назначению и покрытию

ГОСТ 9466-75 делит покрытые электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки на группы по назначению:

• У - для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм².
• Л - для легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм².
• Т - для легированных теплоустойчивых сталей.
• В - для высоколегированных сталей с особыми свойствами.
• Н - для наплавки поверхностных слоёв с особыми свойствами.

Отдельно виды электродов для ручной дуговой сварки различают по виду покрытия:

• А - кислое покрытие.
• Б - основное покрытие.
• Ц - целлюлозное покрытие.
• Р - рутиловое покрытие.
• П - прочие виды покрытий, смешанные виды получают двойным обозначением.

Если в покрытии больше 20% железного порошка, к обозначению добавляют букву Ж. Марки и режимы для каждой группы - тема отдельного разбора: какую марку взять новичку под свой инвертор, разобрано в статье «Электроды для новичков: какие лучше выбрать для инвертора?». Здесь важно только то, что тип аппарата и тип электрода связаны: род тока для электродов с основным покрытием (Б) указан в паспорте марки - ГОСТ 9466-75 приводит для такого покрытия обозначение постоянного тока обратной полярности, и под такие электроды нужен выпрямитель, инвертор или агрегат, а не обычный трансформатор. Подобрать электроды под свою сталь можно в разделе электродов для углеродистых сталей.

7. Как выбрать аппарат для ручной сварки под свои задачи?

1. Определите ток розетки и объекта. Есть сеть - подойдёт инвертор или выпрямитель, питание смотрят в паспорте аппарата; сети нет - только агрегат.
2. Решите, какие электроды будете варить. Нужны электроды с основным покрытием (Б) - берите источник постоянного тока, а не трансформатор.
3. Оцените, как часто аппарат придётся носить на объект. Для переноски вручную вес и компактность инвертора выигрывают у трансформатора и выпрямителя той же силы тока.
4. Проверьте ПВ (продолжительность включения) на нужном токе - от этого зависит, сколько минут из десяти аппарат реально варит без перегрева.

8. Частые ошибки при выборе сварочного аппарата

• Берут трансформатор для сварки электродами с основным покрытием - на переменном токе такие электроды горят нестабильно, дуга рвётся.
• Не смотрят на ПВ и берут аппарат под пиковый ток без запаса - на реальной работе он уходит в перегрев раньше, чем ожидалось.
• Выбирают агрегат там, где есть обычная розетка - лишний вес, расход топлива и шум без необходимости.
• Путают инвертор с выпрямителем и думают, что это одно и то же по массе - у инвертора высокочастотный трансформатор существенно компактнее.

Если сомневаетесь, какие виды сварочных аппаратов для ручной сварки взять на объект, где есть розетка и электроды с основным покрытием, - компактный инвертор из раздела сварочных инверторов закроет большинство задач без лишнего веса в машине.