Импульсная сварка

 В сварочном деле появляются все более совершенные технологии. Одна из них – импульсная сварка. Используется импульсная сварочная технология в различных сферах: в строительстве современных трубопроводов, в промышленном и гражданском строительстве и в быту. Этот вид сварки эффективен в работе с конструкциями, выполненными из сталей и сплавов меди, алюминия, никеля, титана и других цветных металлов. Она используется в сварке стыковых соединений при обработке кромок с узкими щелями из толстолистового металла. Импульсно дуговая сварка была разработана в качестве альтернативы дуговой сварке, у которой много нареканий по качеству и производительности

Особенности импульсной сварки

Суть импульсной сварочной технологии – соединение металлических поверхностей посредством коротких импульсов, за счет запаса энергии аккумулятора подключаемого к электрической цепи. Ее отличительной особенностью является возможность выполнения неразъемных соединений металлов, имеющих разнородный состав. Для выполнения сварки импульсным током необходимо специальное оборудование – импульсный сварочник и расходные материалы. Сварочный аппарат – это устройство, который обеспечивает дозирование энергии сварочных импульсов. В качестве расходных материалов используются плавящиеся и неплавящиеся электроды. В зависимости от типа электродов, сварка выполняется двумя способами:

• С использование неплавящихся электродов с помощью импульсной дуги;

• С использованием плавящихся электродов, с контролем проплавления и переноса металла электрода в тело шва и контролем разбрызгивания сварочной капли.

Импульсная сварка представляет собой цикличный контролируемый процесс переноса металла в среде защитного газа:

• Мощный импульс отделяет и переносит одну каплю металла сварочной проволоки на изделие;
• Сила тока падает до значения, позволяющего только поддерживать дугу, но недостаточную для отделения и переноса капли металла;

• В сварочной ванне идет остывание;

• Повторение цикла.

В принципе работы импульсного сварочного аппарата используется преобразование сетевого напряжения в постоянное, после чего происходит преобразование выпрямленного напряжения в высокочастотное. В импульсный сварочник входят:

• Выпрямитель низкочастотный;

• Инвертор;

• Трансформатор;

• Выпрямитель высокочастотный;

• Рабочий шунт;

• Блок управления (электронный).

Виды импульсной сварки

Импульсная сварка имеет несколько вариантов. Для каждого из них характерны свои особенности и сферы назначения. Выделяют четыре основных разновидности сварки:

• Конденсаторная;

• Инерционная;

• Магнитно-импульсная;

• Аккумуляторная.

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Конденсаторная

Конденсаторная сварка осуществляется агрегатами, как малой, так и большой мощности. Максимально выдаваемый ток мощных агрегатов может достигать 100 000 А и больше. Сварочные аппараты конденсаторного типа отличаются большой точностью дозирования энергии, затрачиваемой на сварочный импульс. Эта сварка осуществляется путем сильного выплеска энергии и предназначается для соединения алюминия и нержавеющих сталей.

Инерционная

Этот вид сварного соединения имеет в своей основе применение накопленной энергии вращающегося массивного маховика генератора. Для разгона и вращения маховика в конструкции имеется электродвигатель. Накопленная маховиком кинетическая энергия, после снижения частоты оборотов передается импульсам тока сварки. Для выполнения инерционной сварки применяется сварочный инвертор импульсный – аппарат, принцип работы которого заключается в использовании импульсного резонанса.

Магнитно-импульсная

Сварочное оборудование магнитно-импульсного типа преобразует электрическую энергию в механическую. Это происходит за счет наведения магнитного поля. Под его действием, и под действием высокого давления, происходит сварное соединение между деталями. Магнитно-импульсная сварка применяется в соединении любых материалов как однородных, так и разнородных по составу.

Аккумуляторная

В аппаратах, предназначенных для аккумуляторной сварки, используются щелочные аккумуляторы. Они имеют прочную конструкцию и хорошо выдерживают короткие замыкания.

Что выбрать – полуавтоматическую сварку или импульсно-дуговую?

В последнее время распространение получила импульсно дуговая сварка полуавтоматом. Он состоит из сварочной горелки и устройства автоматизированной подачи сварочной проволоки. Надо сказать, что это единственная автоматизированная операция. К преимуществам данного вида сварки относят высокую производительность и непрерывность сварочного процесса. Но, у метода есть и недостатки. Это, прежде всего – разбрызгивание металла во время сварки. Почти 30% проволоки не попадает точно в шов. Брызги металла требуют дополнительных трудозатрат на их зачистку, что в свою очередь портит внешний вид изделия.

Импульсная сварка ручная лишена этих недостатков. Использование данной сварочной технологии позволяет получать максимально качественные сварочные параметры. Она сочетает в себе лучшие достижения других технологий. Вот основные ее достоинства:

• Сварочное соединение получается надежным, с ровными краями;

• Практически исключается брак в виде прожогов и несплавлений;

• Эффективный мониторинг дуги;

• Управляемость процесса переноса металла;

• Отсутствуют брызги металла;

• Рациональный расход проволоки;

• Сварка производится на разных по составу металлах;

• Незначительные затраты на обработку швов.

Импульсную сварку применяют в монтаже трубопроводов разного назначения. Для этих конструкций очень важен провар шва и и хорошо сформированный обратный валик, не требующий зачистки. Такой шов отличается высокой прочностью.

К недостаткам технологии можно отнести невозможность ее использования на больших сварочных площадях и необходимость интенсивного охлаждения индуктора.

Микроимпульсная сварка

Импульсная сварочная технология получила свое развитие в зубопротезировании в виде дуговой микросварки. Ее преимущества заключаются в целесообразности использования этой технологии при сварке такого тонколистового зуботехнического металла как титан. Используемый микроимпульсный сварочный аппарат хорошо себя зарекомендовал в зуботехнической практике. Это устройство способно соединять любые дентальные сплавы, в том числе титан. По качеству сварного шва он не уступает лазерному аппарату, но при этом стоит гораздо дешевле. Поэтому его могут себе позволить владельцы даже небольших зуботехнических клиник.

Микроимпульсный сварочный аппарат имеет закрытый корпус, который защищает от искр и вспышек, а также оснащен удобным наконечником и яркими светодиодами, что позволяет работать с максимальным удобством. Для работы с подобным устройством навыков сварщика не требуется.

Импульсный сварочный аппарат своими руками

В домашних условиях можно изготовить сварочный аппарат своими руками. Запчасти для этого устройства можно легко найти в продаже, однако при этом надо учитывать некоторые тонкости.

Особое внимание необходимо уделить транзисторам, так как они быстро выходят из строя. Поэтому на этих деталях лучше не экономить. Самодельный сварочный инвертор оснащается четырьмя транзисторами, которые присоединяются к изолированным радиаторам.

Для того чтобы правильно собрать импульсный сварочный аппарат, необходимо просчитать его мощность и силу тока. Примеры расчетов можно посмотреть в Интернете. Установленный фильтр поможет поддерживать напряжение 220 В. Для сборки своего аппарата понадобятся инструменты и специальные приборы, такие как осциллограф, паяльник, мультиметр, вольтметр и т.д. Во время сборки следует соблюдать технику безопасности.