Инверторная электросварка: советы начинающим

У любого домашнего мастера часто возникают ситуации, когда без применения электросварки не обойтись. Ранее в таких ситуациях чаще всего приходилось обращаться к профессионалам в мастерские, поскольку сварочный аппарат мог себе позволить далеко не каждый любитель. И дело вовсе не в дороговизне (хотя это тоже немаловажный фактор), а в том, что традиционные трансформаторные аппараты очень требовательны к электросети. Подключив его в бытовую сеть, скорее всего, получите «выбитые» автоматы или сгоревшие предохранители.

Что представляет собой инвертор

Сейчас есть широкий ассортимент инверторных сварочных аппаратов, которые гораздо менее требовательны к электросети, обладают малым весом и компактными размерами. К тому же они отличаются довольно демократичной ценой. Но купить — это только полдела, главное, научиться самостоятельно варить. Аппарат инверторной сварки производит двухэтапное преобразование обычного переменного тока электросети.

Сначала преобразование в ток с высокочастотными характеристиками, а после — в постоянный ток, при этом коэффициент полезного действия (КПД) достигает около 90%. Практически все инверторные аппараты предназначены для бытового применения и рассчитаны на напряжение в 220 В. Ими лучше всего варить электродами диаметром от 2 мм до 4 мм. Немаловажным плюсом такой дуговой сварки для начинающих является сравнительная простота розжига и удержания дуги.

Как образуется шов

Основа для чайника в вопросах работы ручного сварочного аппарата — понимание, как образовывается шов. Электрическая дуга возникает при взаимодействии сердцевины электрода и металлической поверхности. Загорается обмазка, и она начинает плавиться, переходит в жидкое состояние, выделяется газ. Этот газ окружает место сварки (сварочная ванна) и препятствует проникновение к нему воздуха.

Расплавленный металл из сердечника переходит на сварочную ванну, частично смешивается с расплавленными металлом из нее и застывает, образуется шов. Обмазка, которая ранее перешла в жидкое состояние, застывая, образует шлак, его нужно после сваривания удалять. Можно пойти на уроки сварки для начинающих или практиковаться самому.

Необходимое оборудование и экипировка

Прежде чем постигать на практике основы электродуговой сварки, необходимо подготовить все необходимое:

  • Аппарат инверторной сварки. Чтобы познать азы сварки инвертором для начинающих, не нужно гоняться за дорогими моделями, но не стоит впадать и в другую крайность, покупая очень дешевое «нонэйм» оборудование. Лучше всего остановить выбор на бюджетном варианте от проверенного производителя. Следует обратить внимание на пределы регулировки сварочного тока. Для бытового и полупрофессионального применения подойдут аппараты с диапазоном регулирования до 200 А. Еще один важный параметр для новичка — легкость розжига дуги. Для этого нужно выбирать оборудование с максимальным напряжением холостого хода или с функцией облегчения розжига. Небольшой совет — практически все сварочные аппараты от бюджетных до дорогих комплектуются с завода короткими проводами, купите сразу им замену длиной 3−4 м.
  • Сварочная маска — одни из главных элементов защиты. Защищает глаза от слепящего яркого свечения дуги и выделяемого при этом потока ультрафиолета, а также лицо от ожогов. Раньше маски комплектовались сменными затемненными стеклами, которыми ее подстраивали под необходимые рабочие условия и предпочтения. Сейчас в продаже имеются удобные маски с автоматическим затемнением — «хамелеоны». Степень затемнения легко регулируется. Это оптимальный выбор, чтобы учиться электродуговой сварке для начинающих, да и для профессионалов тоже.
  • Роба и рукавицы защищают тело сварщика от ожогов и брызг раскаленного металла. Выбирайте качественную экипировку. Категорически запрещено использовать защитную одежду из «синтетики».
  • Молоток, щипцы, струбцина и т. д. Молоток потребуется для сбивания шлака, остальное повысит комфорт работы.

Не забудьте также подготовить свое рабочее место — убрать все мешающие и легковоспламеняющиеся предметы. Желательно иметь под рукой огнетушитель, на случай возникновения нештатной ситуации. На случай ожога сетчатки глаз («нахвататься зайчиков») нужно купить специальные глазные капли или воспользоваться народными методами.

Как правильно сваривать металл

Итак, все готово и можно постигать технику электросварки для начинающих. Курс обучения лучше всего начать со сваривания двух отрезков металла или трубы толщиной около 5 мм. В первую очередь необходимо зачистить место сваривания от ржавчины и грязи при помощи обычной щетки по металлу. Если этого не сделать, то будет трудно зажечь электрод, да и соединение будет с дефектами.

Чтобы сварить детали указанной толщины, следует воспользоваться электродом ф3 мм. Для такого электрода на инверторном аппарате следует выставить ток около 100 А. Чаще всего регулировочная шкала на инверторе врет и необходимо подкручивать «по ситуации», если металл недостаточно прогревается добавить, если горит — уменьшить.

Работа по свариванию начинается с розжига дуги, для этого необходимо постучать концом электрода по металлу или чиркнуть, как спичкой. С первого раза, скорее всего, не получится, но здесь тот случай, когда необходимо пробовать, а не смотреть. После розжига дуги электрод необходимо проводить вдоль линии шва на расстоянии около 2 мм, при этом «выписывая» фигуры, как бы сшивая свариваемые детали. Благодаря этому шов становится прочнее и шире.

Теперь по поводу длины дуги, 2 мм это оптимальное расстояние в большинстве случаев, при большем расстоянии дуга не стабильна, место сварки не прогревается в достаточной мере и соединение получается очень слабое. Если выдерживать слишком маленькое расстояние, шов получается очень выпуклым, площадь сварки недостаточная, как следствие — непрочное соединение. В зависимости от условий и предпочтений сварщика, есть три метода ведения электрода вдоль шва:

  • Ведение перпендикулярно свариваемым деталям позволяет получить красивую и симметричную ванну, но крайне неудобно для реализации. Также очень быстро устает рука. Чаще всего применяют при сварке в труднодоступных местах.
  • Ведение под углом назад. Такой метод позволяет иметь максимальный контроль над сварочной ванной, но применим только для нижних швов.
  • Ведение под углом вперед. Позволяет достигать большей глубины прогрева свариваемых деталей. Наиболее распространённый и универсальный способ сварки.

После сваривания деталей легким постукиванием молотком следует отделить шлак и проконтролировать полученный шов. Не стоит ожидать, что все получится уже с первого раза. Чтобы начать более или менее правильно варить, добиваться желаемого результата и чувствовать процесс сварки, нужно выварить не один десяток килограмм электродов.

Главное — практика, но она должна быть подкреплена теоретическими знаниями. Если вы начинающий сварщик, вам для обучения пригодится самоучитель. Также можно посмотреть видеоурок в интернете.

Услуги профессиональных сварщиков стоят довольно дорого и не всем по карману. Поэтому для большинства домашних мастеров наилучшим выходом будет приобретение собственного сварочного аппарата и осваивание сварки инвертором. Эти компактные современные устройства пришли на смену громоздким сварочным трансформаторам и стали настоящим прорывом в данной области. Они доступны по цене, просты в освоении и дальнейшей эксплуатации.

Общие сведения о сварочных инверторах

Инверторные сварочные устройства выполняют преобразование сетевого переменного тока со стандартными показателями в токи высокой частоты и далее – в постоянный ток. КПД таких аппаратов достаточно высокий и составляет, в среднем, 85-90%. При этом, сваривать металл инвертором можно при незначительном потреблении электроэнергии, даже под высокими нагрузками. В процессе работы исключается какое-либо физическое влияние на данную сеть, в этот период отсутствуют скачки и перепады напряжения.

Еще одним положительным качеством является возможность сравнительно нормальной работы в условиях пониженного напряжения. Например, при 170 В многие инверторы способны вести сварку 3-х миллиметровыми электродами. Быстрому освоению аппаратуры способствует сравнительно легкое получение и удержание электрической дуги. Это особенно важно, когда выполняется сварка алюминия в домашних условиях инвертором.

На первоначальной стадии обучения новичкам не стоит заострять внимание на внутреннем устройстве агрегата. В первую очередь следует внимательно изучить все клеммы, разъемы, переключатели и другие элементы, расположенные снаружи.

Сам прибор, рекомендуемый для новичков, изготовлен в виде компактного металлического ящика, общей массой от 3 до 7 кг. В корпусе имеется несколько вентиляционных отверстий, способствующих более эффективному охлаждению трансформатора и других внутренних деталей. Для удобства переноски инвертора с места на место предусмотрен ремень, а некоторые модели дополнительно оборудуются ручками.

Включение питания осуществляется с помощью тумблера или специальной клавиши. Передняя лицевая часть предназначена для размещения индикаторов контроля над питанием и перегревом. Сварочный ток и напряжение выставляются регулировочной рукояткой. Подключение рабочих кабелей выполняется к двум выходам – плюсу и минусу, расположенным здесь же на передней панели. На одном из кабелей закрепляется держатель электрода, а на другом – зажим в виде прищепки, прикрепляемый к заготовке. Разъем для подключения питающего кабеля расположен в задней части.

При покупке следует обратить особое внимание на длину кабелей и их гибкость. Жесткими и короткими кабелями сварка инвертором для начинающих будет неудобной и может потребоваться специальный удлинитель.

Как работает инверторная сварка

Перед тем, как варить инвертором, необходимо изучить теорию и разобраться, как работает это устройство. В отличие от старых трансформаторных агрегатов, соединение металла инвертором имеет свои особенности, оказывающие влияние на весь рабочий процесс. Например, в схеме аппарата присутствуют накопительные конденсаторы, аккумулирующие электроэнергию, способствующие мягкому розжигу дуги и обеспечивающие бесперебойную работу оборудования, в том числе при сварке алюминиевых деталей.

Независимо от модификации устройства, формирование дуги во всех случаях происходит в момент контакта электрода и металлической заготовки. Деталь и стержень расплавляются и образуют ванну. В это же время происходит частичное расплавление обмазки электрода, переходящей в газообразное состояние. Образовавшийся газ перекрывает доступ кислорода к сварочной ванне, защищая, тем самым, заготовку от окисления. Такая же защита обеспечивается, когда проводится сварка алюминия инвертором.

У каждого электрода имеется свой диаметр, соответствующий заданной силе тока. Если она по каким-то причинам снижается относительно установленной нормы, то сварочный шов просто не сможет образоваться. И, наоборот, когда сварочный ток увеличен, шов будет сформирован, но электрод быстро сгорит, что приведет к общему перерасходу материала.

По завершении сварки происходит остывание обмазки и ее превращение в шлак, покрывающий снаружи места соединений. Он легко удаляется молотком, которым нужно просто постучать по шву.

Еще одной особенностью сварки является соблюдение постоянного зазора между электродом и деталью. Это поможет избежать самопроизвольного гашения дуги во время работы. Поэтому стержень в зоне сварки следует вести ровно, с постоянной скоростью движения.

Подключение с прямой и обратной полярностью

Во время сварки под действием высокой температуры электрической дуги металл начинает плавиться. Для того чтобы создать эту дугу, электрод и заготовка подключаются к полюсам с противоположными значениями – плюсу и минусу.

Для подключения используются два известных варианта – с прямой и обратной полярностью, в соответствии с выбранной схемой. Прямая полярность предусматривает соединение электрода с минусом, а заготовки – с плюсом. В металл начинает поступать повышенное количество тепла, и он начинает плавиться, образуя узкую и глубокую расплавленную зону. Этот способ используется при сварке изделий толщиной более 3 мм.

Подключение с обратной полярностью используется при сваривании тонких, преимущественно листовых металлов. Электрод соединяется с плюсом, а деталь – с минусом, образуя при сварке широкую, но неглубокую зону расплавления.

Разница в подключениях вызвана физическими свойствами, которыми отличается сварочный процесс. После возникновения электрической дуги, начинается движение электронов в направлении от минуса к плюсу. Они передают поверхности с положительным зарядом не только свою энергию, но и температуру, увеличивая нагрев именно в этом месте. Таким образом, любой элемент, соединенный с положительным выходом, будет нагреваться значительно больше и интенсивнее.

То есть, полярность выбирается в первую очередь в зависимости от параметров детали, подлежащей соединению. На толстые заготовки подается плюс, в результате они хорошо прогреваются и соединяются, образуя качественный сварочный шов. Тонкие металлические детали в таком режиме могут прогореть, поэтому они соединяются с минусом. Основное тепло поступает на электрод, заливающий шов большим количеством расплавленного металла.

Подготовка к сварочным работам

Любые сварочные работы требуют предварительной подготовки. В первую очередь нужно подготовить защитную спецодежду:

  • Грубые тканевые перчатки или рукавицы.
  • Костюм (куртка и брюки) из грубой натуральной ткани. Плотность материала должна препятствовать возгоранию при попадании искр во время работы. Ворот и рукава обеспечивают защиту рук и шеи.
  • Кожаная обувь закрытого типа на толстой подошве.
  • Сварочная маска, оборудованная фильтром для защиты глаз. Выбор фильтра производится в соответствии со сварочным током. Очень удобна маска хамелеон, где фильтр самостоятельно определяет яркость дуги и создает нужную степень затемнения.

На следующем этапе подготовки следует позаботиться о безопасных условиях труда и организации рабочего места.

С этой целью необходимо выполнить следующее:

  • Сварочный стол полностью освобождается от посторонних предметов, особенно тех, которые легко воспламеняются от искр.
  • К рабочей площадке подводится полноценное освещение.
  • Под ногами сварщика размещается деревянный настил, обеспечивающий защиту от поражения электротоком.

Отдельно выбираются электроды для сварки алюминия инвертором и в случае необходимости готовятся к работе. Если есть сомнения в качестве изделий, они высушиваются при высокой температуре от 2 до 3 часов. Выбор электродов зависит от свойств металла свариваемых деталей. Ученикам для тренировки подойдут изделия марки МР или АНО.

Уроки сварки инвертором для начинающих включают и подготовку самих деталей. При помощи металлической щетки полностью удаляется ржавчина со всех кромок. Они очищаются от старой краски, жира и других загрязнений. После этого поверхности обрабатываются уайт-спиритом, бензином или другими растворителями.

Первые шаги начинающих сварщиков

После того как все подготовлено, можно приступать к непосредственному решению задачи, как научиться варить инвертором. Вначале подключаются сварочные кабели по выбранной схеме, после этого в держателе закрепляется электрод. Начинающим сварщикам рекомендуется воспользоваться «тройкой», которая легко зажигается и выдает качественный шов.

После включения питания выполняется регулировка и выставление сварочного тока по параметрам, указанным в таблице. Для 3-х миллиметровых электродов потребуется от 90 до 120А. При необходимости, корректировка показателей осуществляется уже во время работы. Если вместо валика на шве образуются хаотичные полоски, ток следует увеличить. И, наоборот, при образовании слишком жидкого металла и сложностях с перемещением сварочной ванны, ток необходимо уменьшить. Все регулировки выполняются в соответствии с конкретными условиями работы и должны соответствовать выбранному инверторному аппарату.

Рекомендуется отдельно потренироваться в разжигании дуги. Это можно сделать двумя способами: конец электрода ударяется об деталь или им нужно провести по свариваемой плоскости так же, как чиркнуть спичкой. Используется тот, который более удобен. Движение нужно совершать по шву, вдоль его условной линии. Чтобы дуга зажигалась сразу и была устойчивой, нужно потратить на тренировки какое-то количество электродов. Это очень важно при овладении инвертором с нуля.

После освоения дуги можно переходить к обучению движениям. С этой целью на толстом массивном металле прокладываются валики. Предварительно мелом проводится черта, обозначающая шов. После зажигания дуги, электрод касается детали, расплавляя металлические поверхности и создавая сварочную ванну. От нее он двигается далее, по обозначенной линии, при этом большое значение придается соблюдению правильного наклона.

Угол наклона и другие положения электрода

Движение сварочной ванны обеспечивается правильным наклоном электрода, угол которого составляет в среднем 45-50 градусов. За счет изменения угла меняется и ширина самой ванны, по-разному решается, как правильно сваривать металл. Наиболее оптимального положения можно добиться опытным путем, в ходе тренировок. Электрод может располагаться в двух положениях, применяемых для работы – углом вперед или назад. В первом случае температура получается низкой, поэтому такой угол используется при сварке тонких листовых заготовок. Толстые детали чаще всего свариваются углом назад.

Существуют и показатели, которые требуют соблюдения, чтобы хорошо научиться варить сварочным инвертором. Например, это длина дуги, то есть расстояние между концом электрода и деталью, составляющее, в среднем, 2-3 мм. Бывают и очень короткие дуги – до 1 мм, а также длинные – от 5 мм и выше до полного отрыва. Практические занятия рекомендуется проводить на среднем расстоянии, чтобы изначально получился ровный шов.

Слишком большой зазор может привести к недостаточному прогреву металла, размазанному шву и ненадежному соединению. Если же дуга очень короткая – форма шва получается слишком выпуклой из-за маленькой зоны разогрева. Такие соединения сопровождаются канавками, подрезающими шов по длине и снижающими прочность сварки.

Основная рекомендация специалистов – не жалеть электродов на уроки сварки инвертором. Кому-то будет достаточно и нескольких штук, чтобы прочувствовать суть процесса, а в некоторых случаях счет может идти на килограммы. Зато все движения отработаются до автоматизма, и рука в дальнейшем будет сама работать и сделает все нужные движения.