Как варить сварочным инвертором: нюансы процесса

Как варить сварочным инвертором: нюансы процесса

Инверторы являются лучшими аппаратами для сварки. Следует знать, что старые трансформаторы имеют большой вес и использовать их достаточно сложно. С инвертором может работать любой человек. Для этого нужно лишь знать основные принципы сварки металла данным устройством.

Инверторный сварочный аппарат имеет небольшой вес и большую мощность, что позволяет производить сложные сварочные работы даже начинающему сварщику.

Прежде всего достоинствами инверторного аппарата для сварки являются его небольшой вес и большие возможности. Благодаря этому с помощью данного устройства можно выполнить работы, которые раньше производились лишь сложными аппаратами. Электрическая энергия, которая потребляется данным аппаратом небольших размеров, будет направлена только на работу дуги, при помощи которой производится сам процесс сварки.

Виды положения электрода при сварке

Серьёзным аспектом сварочной техники, для выполнения качественного сваривания металла, является правильный выбор положения проводника электрического тока. Угол наклона электрода при сварке напрямую зависит от положений. Есть три основных варианта расположения относительно плоскости поверхности:

• углом вперёд;
• под прямым углом;
• углом назад.

Положение электрода при сварке

При положении углом вперёд, значение наклона будет находиться в диапазоне 30–60 градусов. В таком случае жидкий шлак движется в направлении сварочной ванны и успевает накрывать расплавленную область металла. Та небольшая часть попавшего жидкого шлака будет вытесняться более тяжёлым расплавленным металлом. Если количество шлака впереди увеличивается, следует понизить угол наклона. Когда видно, что жидкий шлак полностью затапливает ванну и не успевает затвердеть, следует принять положение электрода «Под прямым углом». Потом постепенно уменьшать значение угла. Нужно придерживаться баланса. Для неглубокого проплава базового металла, нужно выбрать именно это положение электрода при ручной дуговой сварке.

Под прямым углом. Рабочий угол в этом положении равен 90 градусов. Это самое правильное положение электрода при сварке в труднодоступных местах, где отсутствует возможность выбора какого-либо другого угла наклона. Ещё такой подход необходим для получения проплава базового металла на среднюю глубину.

Углом назад. В этом подходе предусматривается диапазон значения угла наклона от 30 до 60 градусов назад. Применение такого положения, сильно оттесняет жидкий шлак назад и удерживает его позади проплавленной сварочной ванны. Нужно выбрать правильное значение угла для того, чтобы жидкий шлак успевал следовать за электродом и покрывать расплавленный металл. Такое положение электрода при сварке применяется для глубокого проплава базового металла.

Выбор и расчет режима сварки

Иногда приходится учитывать род тока и температурный режим сварочного процесса. Эти величины относят к дополнительным параметрам. Сюда же относят пространственное положение изделия и угол наклона электрода. Изготовители не часто меняют толщину обмазки, но иногда приходится учитывать и это.

Влияние параметров на качество шва

Величина сварочного тока оказывает значительное влияние на глубину провара. Очевидно, что при увеличении тока происходит увеличение температуры в зоне сваривания и глубины провара. Такое же влияние оказывает изменение полярности сварочного тока на противоположную. Одной только сменой полярности можно добиться увеличения глубины провара на 40%.

Влиянием величины сварочного напряжения на глубину провара можно пренебречь, столь оно незначительно. А вот ширина шва сильно зависит от величины сварочного напряжения: чем больше напряжение – тем шире шов.

Параметры должны задаваться технологами к каждому отдельному случаю сваривания различных деталей. На производствах с налаженным технологическим процессом именно так и происходит. Но, часто сварщику приходится самому выбирать параметры режима, исходя из своих знаний и опыта. Не всегда удается точно «попасть в процесс». В этом случае выручает четкая зависимость глубины провара и ширины шва от величины поперечного колебания электрода. Меняя геометрию колебания, сварщик может подкорректировать неточности расчетов режима сварки и улучшить качество соединения.

Как влияет на сварку прямая и обратная полярность

Само понятие полярности, применительно к сварочной аппаратуре, означает тот или иной вариант подключения, связанный с текущими процессами и необходимостью решения конкретной задачи. Для того чтобы изменить полярность, достаточно всего лишь поменять местами клеммы подключения. Ток изменит свое направление и физические процессы, а сама сварка в каждом случае будут протекать по-разному.

Существует два вида полярности, настраиваемые перед выполнением работы:

• Прямая полярность. Устанавливается на аппаратуре перед началом соединения толстых заготовок с глубокими швами. В данном случае электрод подключается к минусу, а свариваемый металл – к плюсовой клемме. Благодаря прямой полярности, в процессе сварки возникают так называемые анодные и катодные пятна. Более горячее анодное пятно появляется со стороны заготовки. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, позволяя сваривать чугунные, алюминиевые и другие заготовки из сложных металлов.
• Обратная полярность. При таком подключении плюс соединяется с электродом, а минус – с металлической заготовкой. Анодное пятно с повышенной температурой возникает уже на противоположной стороне, то есть, на электроде. Металл остается относительно холодным, а электрод разогревается. Этот способ соединения позволяет сваривать тонкостенные заготовки.

В соответствии с конкретными задачами, сварщиком настраивается прямая и обратная полярность при сварке инвертором. Некоторые молодые специалисты не знают всех особенностей настройки, поэтому у них иногда возникают сложности с прогревом и проплавлением заготовок из разных материалов. Рекомендуется сначала изучать техническую документацию инверторной сварки и проверять теорию практическими действиями.

Выбор полярности

Первое, на что обращают внимание, тип электрода. Для тугоплавких, необходимых для розжига дуги, чаще нужна обратная полярность. Для работы с наплавочной проволокой выбирают только вольфрамовые стержни. Угольные не стойки к нагреву, становятся хрупкими, постоянно будут крошиться.

Второй важный критерий – толщина металла. Заготовки до 3 мм легко прожечь, лучше подключить к ним минус, чтобы анодное пятно сместилось вверх. Это правило верно для стального проката, легированных элементов, цветных сплавов, алюминия.

Главный закон при выборе полярности тока для сварки – за нагрев отвечает плюсовое гнездо. На аноде всегда выделяется больше тепла, чем на катоде. Разница огромная, при работе с тугоплавкими сталями с температурой плавления в пределах +3000°С доходит до 1000°С. То есть, если на катоде будет +3000°С, анод разогреется до +4000°С. К металлам, у которых от перегрева меняется зернистость, нарушается внутренняя структура, подключают минус.

Полярность актуальная при создании швов, работающих на изгиб, кручение. От глубины диффузного слоя напрямую зависит прочность соединения. Что необходимо помнить:

• при прямой полярности шов уходит в глубину;
• при обратной сосредоточен у поверхности, валик образуется высокий и широкий.

Зная основные правила выбора полярности, легче подбирать оптимальные сварочные режимы под различные виды заготовок. Можно добиться необходимой прочности соединения.

Параметры режима сварки

Необходимо отметить, что чаще всего сварщики обращают внимание на основные параметры и на их взаимную связь, но при этом не упускают из виду и второстепенные. К примеру, диаметр электродов подбирается в зависимости от толщины свариваемых металлических деталей, от положения стыка, а также от формы подготовленных кромок. И хотя существуют таблицы, в которых определяется диаметр расходника относительно толщины заготовок, очень важно учитывать и положение самого электрода в процессе сварки.

Нельзя использовать для потолочного сваривания электроды диаметром больше 4 мм. То же самое касается и многопроходного процесса, потому что именно в этом случае может получиться непровар корневого шва.

Ток при сварке

Что касается силы тока, то и здесь есть несколько положений относительно выбора параметров сварки. Все дело в том, что чем интенсивнее ток, тем выше температура внутри сварочной ванны. А это влияет на скорость расплавления металла и на производительность самого сварочного процесса. И это правильно, но с некоторыми оговорками.

• При повышенном токе и небольшом диаметре электрода происходит перегрев в зоне сваривания заготовок. Это уже снижение качества шва. Плюс интенсивное разбрызгивание металла внутри ванны. Нередко такой режим приводит к прожогу.
• Если силу тока понизить, то это гарантия непроваров, потому что при низком токе дуга становится нестабильной. А при такой дуге процесс сваривания часто обрывается. Вот и снижение качества соединения.
• Если выбирается электрод с большим диаметром, не учитывая толщины заготовок, то ухудшается плотность тока. Причина – низкое охлаждение металла в зоне сварки.

Не последнее слово в таком понятии, как выбор режима сварки, имеет и полярность постоянного тока. При обратной полярности тока глубина провара на 40% больше, чем при прямой. Используя для сварки переменный ток, необходимо учитывать, что глубина провара при его использовании на 15% меньше, чем при постоянном. И это при одной и той же величине тока.

Сами же сварщики с большим опытом сварочный ток устанавливают опытным путем. Они просто обращают внимание на стабильное состояние дуги, на ее устойчивое горение. Новички могут использовать различные таблицы или формулы. К примеру, одна из формул, которая определяет силу тока в зависимости от диаметра расходника. Ее можно использовать, если при сварке применяется электрод диаметром меньше 3 мм.

I =30 d

Скорость сварочного процесса

Выбор режима дуговой сварки зависит и от скорости перемещения электрода. Данный параметр напрямую связан с толщиною деталей и толщиною шва. Ее идеальное значение может считаться только тогда, когда участок соединения расплавленного металла с кромками деталей будет без подрезов, прожогов и непроваров. Сам шов – это переход равномерной формы без наплывов и подрезов.

Выше скорость, меньше металла попадет в ванну, кромки не нагреются до необходимой температуры, отсюда и непровар шва, который быстро растрескается. Меньше скорость, образуются наплывы, которые мешают провару. Оптимальный режим – это когда ширина шва больше диаметра расходника в два раза.

Длина дуги

Еще один параметр, который влияет на режимы дуговой сварки. Длина дуги – это расстояние от конца электрода до верхней поверхности свариваемой кромки. Идеальный вариант, если это расстояние на всей длине сварочного шва будет одинаковым. Но и это еще не все. Важно правильно подобрать это расстояние.

Специалисты считают, что длина дуги должна равняться диаметру используемого расходника. К сожалению, такое расстояние могут выдержать только опытные сварщики. Поэтому существуют определенные отклонения. К примеру, для электрода диаметром 3 мм лучше держать расстояние до кромки в пределах 3,5 мм.

Угол наклона электрода

Положение электрода относительно плоскости сварки влияет на ширину сварочного шва и на его глубину проваривания. Оптимально считается, если стержень должен быть расположен к соединению заготовок перпендикулярно. Но это практически невозможно, потому что сварной инструмент сварочного аппарата перемещается вдоль стыка. Поэтому электрод располагается или с наклоном вперед, или с наклоном назад.

В первом случае шов получается широким, а глубина проплавления уменьшается. Так получается потому, что происходит вытеснение расплавленного металла в переднюю часть сварочной ванны. Во втором случае, наоборот, расплавленный металл выталкивается в заднюю часть ванны. Поэтому хорошо таким способом проваривается глубина стыка, а вот ширина шва заметно уменьшается.

Кстати, точно такое же влияние на качество шва оказывает и угол наклона свариваемых заготовок. Если сварка производится на деталях, которые расположены под определенным углом, а сам электрод движется сверху вниз, то под расходником образуется утолщенный слой расплавленного металла. А это увеличение ширины шва и уменьшение глубины провара. Если движение производится снизу вверх, то под дугой расплавленного металла намного меньше, что позволяет углубить сварку, но при этом получить незначительную ширину шва.

Специалисты рекомендуют устанавливать заготовки под небольшим углом, не больше 10°. Таким способом можно избежать растекания металла вдоль шва, что обеспечит качество сварки. Таким образом, можно избежать непроваров и подрезов.

Как видите, режимы ручной дуговой сварки – это комплекс мероприятий, основанных на правильном подборе некоторых параметров. Даже самое незначительное отклонение может привести к снижению качества соединения двух металлических заготовок.

Можно ли менять полярность на сварочном инверторе

Сварочный инвертор-полуавтомат является разновидностью оборудования, позволяющего получать ток большой силы и преобразовывать его в энергию, необходимую для поддержания сварочной дуги. Благодаря инвертору можно менять силу тока и режим полярности при сварке.

На передней панели прибора расположены две клеммы с маркировкой в виде «+» и «-«, к которым подсоединяются сварочные кабели. При прямой полярности «+» подается на клемму, подсоединенную к детали, а «-» к электроду. Полярность при сварке инвертором тонкого металла меняется достаточно легко. Для этого нужно поменять местами соединения с полюсами.

Опыт в сфере металлообработки более 30 лет. Закончил МГТУ им. Н. Баумана. Работал штамповщиком, станочником металлообработки, имею 5 разряд сварщика.