Импульсная сварка: суть процесса, разновидности

Что лучше выбрать

Самым популярным способом считается сварка полуавтоматом. Предназначенный для нее аппарат состоит из горелки и механизма автоматической подачи проволоки. От других технологий метод отличается повышенной производительностью, непрерывностью работы.

Недостатком полуавтоматического способа считают разбрызгивание металла в процессе работы. Более 30% присадочной проволоки расходуется впустую. Из-за брызг приходится зачищать шов, эстетические качества конструкции ухудшаются.

Рекомендуется выбирать импульсную сварку, лишенную этих недостатков. Использование метода повышает прочность соединения.

Введение

Импульсный режим сварки MIG – неконтактный способ капельного переноса металла в шов в момент высокочастотного импульса, с мгновенным кратковременным увеличением силы тока. Данный метод позволяет исключить не только прямой контакт присадочного материала с обрабатываемым металлом, но и перегрев, и прожиг изделия, а также увеличить производительность.

Аккумуляторная

Для аккумуляторной сварки применяют устройства, выдерживающие короткие замыкания (щелочные аккумуляторы). Если они возникают в ходе розжига электрода либо присадочной проволоки, тут же происходит стабилизация.

Аккумуляторный вид

В сварочных аппаратах, предназначенных для этого вида сварки, необходимая сила тока для импульса генерируется с помощью щелочных аккумуляторов. Их отличительная конструкционная особенность – низкое значение внутреннего сопротивления, что позволяет выдать ток короткого замыкания, который по силе во много раз превосходит ток стандартной разрядки. Подобный вид сварки на данный момент находится в стадии разработки и широко не применяется.

Аппарат в собранном виде

На фото можно увидеть простой самодельный агрегат в готовом виде. Все элементы устанавливают на толстую текстолитовую плату. Схему дополняют вентиляторами, разъемом для сварочного кабеля, предохранителем и сетевым фильтром.

В чём преимущество импульсной сварки полуавтоматом?

Импульсная MIG сварка, (микросварка) имеет множество преимуществ самые главные из которых:

Виды импульсной сварки

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

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Виды сварочной дуги

Несмотря на множество технологий, выделены четыре режима образования дуги, они указаны в таблице:

Капельная дуга формируется без короткого замыкания, что позволяет работать практически без каплеобразования. Для ее формирования требуется богатая аргоном среда и большая сила тока.

Для формирования длинной дуги потребуется высокая мощность и газовая среда с присутствием CO2 не менее 25%.

Во время короткого замыкания и свободного падения формируется смешанная дуга, которая образовывает обильное брызгообразование. Такой режим использовать не рекомендуется. Смешанная дуга образовывается при средней мощности в аргоновой смеси.

Импульсная дуга образовывается при работе с импульсным током. Характерен пинч-эффект. При каждом импульсе выделяется одна капля расплавленного металла. Образовывается во всем диапазоне мощностей. Легко регулируется частотой и силой тока. Работает с незначительным брызгообразованием. Удобно использовать при работе в стесненных условиях.

Существуют нестандартные формы перехода металлов. При выборе силы тока, превышающей стандартные значения тока дуги, появляется капельная дуга высокой мощности. Она имеет глубокое прорезающее действие. Использование такого режима может привести к деформированию шва.

Выбор оборудования

Импульсная сварка предполагает использование оборудования более мощного, чем обычная дуговая сварка. Это связано с тем, что в инверторно-импульсном сварочном аппарате образовывается ванна более крупного размера. Кроме того, большой мощности требует широкий диапазон скорости подачи проволоки и богатый выбор характеристик сварки.
При выборе оборудования, обратите внимание на следующие параметры:

• мощность — чем выше, тем лучше, но она не должна превышать возможности вашей электросети;
• наличие синергетического управления — снижает требования к образованию сварщика и упрощает обслуживание;
• наличие грелки с быстрым переключением типов работ — ускорит работу сварщика, выбирайте горелку большего размера с жидкостным охлаждением;
• наличие удаленного измерителя напряжения — сварочный аппарат может находиться далеко от работника и он не сможет контролировать напряжение на встроенном в аппарат приборе.

Регулировка амплитуды и формы волны импульсного сварочного аппарата повышает качество сварки и помогает создавать оптимальные режимы работы. 30-40 лет назад появились аппараты, в которых мощность настраивалась автоматически при помощи нажатия одной кнопки.

Выбирайте оптимальную длину кабеля. Длинные кабели (более 10 метров) придется скручивать кольцами, а это повышает индуктивность, из-за чего изменяется форма волны и снижается эффективность импульсной сварки.

Промышленность предлагает широкий выбор оборудования для полуавтоматической сварки. Полуавтомат от обычного аппарата отличается тем, что имеет механизм подачи сварочной проволоки, блок управления. В импульсном полуавтомате в качестве источника питания применяется сварочный инвертор.

Выбор полуавтомата для импульсной mig-сварки

Для достижения высокого качества и эффективности импульсной сварки полуавтоматом, необходимо правильно подойти к выбору MIG-аппарата.Основные рекомендации по выбору оборудования:

1. Проверьте наличие синергетического алгоритма настройки. Данная функция значительно упрощает и ускоряет процесс настройки полуавтомата, что особенно актуально для начинающих сварщиков.
2. Некоторые модели современных полуавтоматов, кроме классического режима «Пульс», могут работать в режиме «Двойной пульс» или «Double Pulse». Такой режим позволяет добиться более контролируемого тепловложения и красивой «чешуйчатой» формы шва, как при трудоемкой TIG-сварке.
3. Сварка импульсная полуавтоматом сопровождается высокими токами, что приводит к сильным нагревам горелки. Поэтому выбирайте крупные горелки и, по возможности, с жидкостным охлаждением.

Импульсная сварка полуавтоматом

https://www.youtube.com/watch?v=vg-k5pWqhH8

Содержание:

1. Введение.
2. Достоинства импульсной сварки.
3. Что такое импульсная сварка полуавтоматом.
4. Отличие импульсной сварки от других способов переноса металла.
5. Настройка.
6. Выбор полуавтомата для импульсной MIG-сварки.
7. Подведем итоги.

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.

Инерционный вид

В инерционном виде сварки применяется накопленная энергия вращающегося маховика, который приводится в движение общим валом роторного силового генератора.

В момент сварки скорость движения маховика замедляется, и он трансформирует запасенную кинетическую энергию в форме импульса сварочного тока.

История технологии

В 1932 году компанией BuddCompany для соединения нержавеющей стали была впервые применена импульсная сварка. Результаты оказались положительными и технология получила дальнейшее развитие. Впоследствии сварка импульсным напряжением стала популярной технологией.

Метод использует мелко-капельный перенос расплавленного металла в ванну без разбрызгивания. В момент импульса из проволоки формируется и выталкивается расплавленная капля. Во время спада напряжения обрабатываемая поверхность частично охлаждается, что позволяет работать с более тонкими листами, чем при стандартной дуговой сварке

За десятки лет разработано множество технологий сварки.

• TwinPulseTM (MIG/MAG) обеспечивает подачу тока с парными импульсами, что позволило изменять их форму и точно управлять процессами. Уменьшение капли до диаметра проволоки позволило уменьшить объем ванны. Это формирует обратный валик правильной формы и позволяет получать вогнутый сварочный шов без напряжений металла в зоне сварки.
• SpeedPulseTM — сварочный ток модулируется особым способом. Импульсы формируют перенос капли расплава в сварочную ванну за короткое время в столбе дуги. Дуга, работающая в режиме постоянного замыкания, формирует пульсирующую струю расплава. В результате применения технологии процесс сварки ускоряется на 40-45%. Также повышается экономичность процесса из-за снижения теплоемкости процессов.
• STT (SurfaceTensionTransfer) — использует силы поверхностного натяжения. Относительно мощное поверхностное натяжение расплава в сварочной ванне засасывает каплю с низким поверхностным натяжением, образовываемую на сварочной проволоке. Такой способ сварки снижает разбрызгивание и дымообразование.
• WaveformControlTechnology — технология управляет формой волны с заданными параметрами, индивидуально учитывая толщину сварочной проволоки, тип металла и условия работы. Это обеспечивает оптимальное качество швов. Например, можно ускорить нарастание импульса, что ускорит образования капли или изменить скорость убывания, что изменит условия смачивания.

Эти или иные технологии не обязательно воплощены в каждом сварочном аппарате, поэтому, при выборе оборудования, подбирайте аппарат с качествами наиболее близкими для его дальнейшего использования.

Благодаря современным технологиям и автоматизации процессов, не требуется повышенная квалификация сварщика. Это экономит финансы на образовании, но сама сварочная техника, использующая импульсный инвертор, значительно дороже.

Как настраивать импульсный режим сварки?

Настройка импульсного режима полуавтомата (постоянный ток обратной полярности) целиком зависит от возможностей конкретного аппарата. В новых инверторах эту задачу берёт на себя режим синергии, когда аппарат самостоятельно подбирает параметры сварки, при изменении сварщиком всего одного или двух показателей (силы тока и напряжения).

Однако, практически в любой синергии есть ручные настройки, самые главные из которых:

Частота или динамика импульса — грубо говоря, это количество капель расплавленного металла за единицу времени. Чем больше частота (Герц), тем больше капель, чем больше капель, тем объёмнее шов и скорость сварки.

Высота дуги — при увеличении количества капель, необходимо достаточное расстояние от сварочной ванный до кончика проволоки, поэтому при высокой частоте импульса необходимо увеличение высоты и наоборот.

Надеюсь данная статья оказалась полезной для Вас!

Как работает импульсная сварка полуавтомата?

Для того, чтобы понять принцип работы импульсной сварки предлагаю посмотреть небольшое видео, на котором запечатлён Pulse режим полуавтомата в замедленной съёмке:

Как видно из видео, основной принцип импульсной сварки полуавтомата заключается в капельном переносе металла в сварочную ванну без касания проволоки о её поверхность.

Человеческий глаз не способен зафиксировать этот процесс, поскольку отделение капель происходит с огромной скоростью. К примеру при частоте импульса в 50 Герц происходит 50 отделений капель в секунду. Такая скорость придаёт импульсной сварке характерный звук, похожий на жужжание огромной пчелы в полёте.

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.

Конденсаторный вид

При конденсаторной сварке импульс, необходимый для сварного процесса, обеспечивается энергией короткого импульса тока при разряде конденсатора. Этот вид сварки имеет ограничения по максимальному сечению свариваемых заготовок. Область его применения – соединение листового металла с крепежными элементами различной конструкции (шпильками, втулками, гвоздями и т. д.).

Магнитно-импульсная

Сварочный аппарат магнитно-импульсного типа заключается в соединении объектов под высоким давлением, которое возникает при наведении магнитного поля. Швы в данном случае создают за счет температуры и сжатия. Аппараты такого типа подходят для сварки металлов однородного и разнородного типов и отличаются высокой продуктивностью. Данный метод основывается на принципе электромеханики вихревых токов.

Магнитно-импульсный вид

Суть данного вида сварки – соединение металлических деталей путем их соударения с использованием в процессе импульсного электромагнитного поля.

В процессе сварки одна деталь остается неподвижной, а вторая приводится в движение электромагнитным полем, генерируемым сварочной установкой. В момент их сближения образуется дуга, которая сваривает заготовки. Магнитно-импульсная сварка актуальна в машиностроении для соединения трубчатых деталей между собой и с другими деталями.

Этот вид сварки не получил широкого распространения из-за сложности технологически-настроечного процесса и быстрого износа сварочного оборудования.

Микроимпульсная

Микроимпульсный тип сварки отличается качественным соединением стыков. При данном режиме работы нет потребности во вспомогательной обработке поверхности. Такой режим используется, когда необходимо соединить тонколистовые элементы. Здесь применяют аппараты дуговой микросварки, отличающиеся удобством и приемлемой ценой. У такого прибора закрытый корпус, а по качеству шва он не уступает лазеру.

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.

Особенности mig-сварки

Как и любой технологический процесс, импульсная сварка имеет свои плюсы и минусы. Среди преимуществ:

• экономия проволоки — за счет широкого диапазона скорости подачи проволоки не нужно иметь несколько катушек с разными диаметрами проволоки, достаточно одной со средним диаметром;
• экономия газа — можно использовать один и тот же состав для разных процессов;
• экономия затрат на аксессуары — не нужно иметь наборы наконечников, проволокопроводов, горелок;
• высокая скорость и качество — не тратится время на очистку деталей от брызг, шлифовку и вытяжку газа;
• контролируемое тепловложение — снижает деформации.

Технология позволяет сваривать листы металла с минимальной толщиной:

• 0,7 мм — нелегированная сталь;
• 1 мм — нержавеющая сталь;
• 2 мм — алюминиевые сплавы.

К сожалению, импульсная сварка не лишена некоторых недостатков:

• сварочный импульсный аппарат требует большего ухода;
• высокая цена.

Но качество сварки важнее любых недостатков

Плата

Ниже можно увидеть схематичное изображение этого элемента. Подробный чертеж поможет правильно расположить все компоненты системы. Важной частью управляющей платы становится «мягкий запуск».

Плюсы и минусы

Еще одним минусом является высокая цена приборов промышленного назначения. К тому же не все модели рассчитаны на бытовое применение.

Преобразователь

Начинают работу с создания элемента, представляющего собой силовой узел агрегата. На этом этапе используют готовые схемы. Они включают резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и тиристоры.

Разновидности импульсной сварки

Выбор способа зависит от характеристик соединяемых металлов. Существует 4 основные технологии сварки.

Сборка импульсной сварки своими руками

Изготовление самодельного устройства выполняется в несколько этапов.

Сварочные аппараты с импульсной сваркой

Суть процесса

Сварка представляет собой процесс точечного расплавления краев детали с последующим покрытием. Главным элементом считается дежурная дуга небольшой мощности. Она поддерживается и в перерывах между импульсами.

Дуга не влияет на металл, она нормально горит в пространстве. Другим ее состоянием является импульсное усиление мощности, способствующее расплавлению деталей в точках соприкосновения.

Соотношение токов в разных состояниях дуги должно выбираться правильно. Это ускоряет процесс формирования шва, улучшает качество соединения. Использование защитного газа расширяет возможности дуги.

Сферы применения

Технология широко используется в производстве. С ее помощью создают протяженные трубопроводы с надежными и прочными соединениями. Кроме того, метод подходит для:

• строительства мостов и иных конструкций, испытывающих повышенные нагрузки;
• сборки автомобильных кузовов;
• производства вагонов поездов;
• изготовления специальной техники: кранов, бульдозеров;
• производства авиационных обшивок, корабельных корпусов.

Такая технология позволяет соединять заготовки из капризных и сложных в обработке металлов, например алюминия. Импульсная сварка плавящимся электродом хорошо справляется с созданием разных типов стыковых швов. Агрегаты этого вида используются на крупных предприятиях, станциях технического обслуживания, в домашних мастерских.

Схема управления

Этот компонент применяется для регулировки параметров работы аппарата, запуска оборудования. При сборке используются практически те же элементы, что и при создании преобразователя. Указанная на изображении схема является стандартной. Ее можно дополнять иными элементами.

Технология импульсно-дуговой сварки

Импульсно-дуговая сварка осуществляется посредством сварочного оборудования, предполагающего возможность наложения на постоянную дугу импульса, превосходящего в разы по силе тока показатели дежурной дуги.

Импульсно-дуговая сварка происходит, согласно следующему алгоритму:

Технология импульсной сварки

Процесс соединения деталей импульсным методом протекает так:

1. Маленькая капля металла отделяется от электрода и падает на заготовки. Сила тока падает до уровня, достаточного для горения дежурной дуги.
2. Сварочная ванна начинает охлаждаться. Вышеуказанные действия повторяются циклически.

Для правильной работы оборудование нужно подготовить:

1. Обеспечивают заземление, необходимое для поддержания контакта при подаче мощного импульса.
2. Проверяют правильность подключения проводов.
3. Снижают показатели индуктивности, применяя длинные силовые кабели. Эффективность сварки повышают путем исключения наматывания проводов вокруг токопроводящих предметов.
4. Правильно выбирают форму импульсной волны при использовании MIG-технологии. От этого зависит однородность и прочность швов.