В категории: автомобили, Брой 5-6/2008, Инструменти, Металообработване, Ремонти

Фамилия заваръчни апарати Raider – заваряване с инверторен електрожен и МИГ/МАГ апарат

Най-често използваният метод за неразглобяемо съединяване на различни метални конструкции, за възстановяване на счупени или износени метални детайли е електродъговото заваряване. В практиката на домашната работилница доскоро това се ограничаваше единствено до заваряване с обмазани електроди или, казано на популярен език, заваряване с електрожен – заваръчен трансформатор, който осигурява променлив ток с необходимата сила и характеристики при безопасно за човека напрежение.

Преди четвърт век лелеяната мечта на домашния майстор бе да се сдобие по неведоми нетърговски пътечки с разкроени ламели от силициева ламарина за трансформатора и медна шина с правоъгълно сечение и стъклена изолация за вторичната намотка, които се намираха най-трудно, за да измайстори така мечтания заваръчен трансформатор. След това дойде времето, когато и по нашите магазини се появиха фабрични електрожени при цена около една средна, че и повече заплата. Десетилетие по-късно се намеси Н.В. Китайският производител и масовият пазар бе залят с електрожени, носещи европейски марки, а иначе все с далекоизточен произход.

Марката Raider българската фирма „Евромастер Импорт Експорт“ също предлага няколко вида устройства за електродъгово заваряване. Сред тях се открояват два модела, които заслужават по-специално внимание. Става дума за инверторния електрожен RD-IW11 и телеподаващото МИГ/МАГ (метал–инертен газ/метал–активен газ) заваръчно устройство RD-MW11.

И единият, и другият вид заваръчни апарати отдавна не са новост за професионалната практика, а МИГ/МАГ със сигурност са и най-разпространените. Същественото в случая е, че продажните цени на тези два модела ги правят достъпни и подходящи за пазара на любителска техника. Всеки по-сръчен българин, който живее в самостоятелна къща, има вила и на неговите плещи лежат грижите по тяхната поддръжка, или пък си изкарва хляба със занаят, свързан с работа с метали, притежава електрожен или му предстои да си купи. В първия случай е настанало време да подмени вече остарялата си техника с далеч по-добра, а във втория – единствената грижа е изборът на заваръчното устройство.

Като се добави и добра ъглошлифовъчна машина, домашният майстор ще разполага с необходимата екипировка за сглобяване и ремонт на различни метални конструкции и изделия.

Инверторен електрожен RD-IW11

Две мнения няма, че за работи, изискващи често пренасяне на заваръчния апарат от едно на друго място и най-вече при заварки на места със затруднен достъп, като покриви, балкони и веранди, на високо скеле или дори когато работещият се е покачил на стълба, инверторният заваръчен апарат е без алтернатива. Образно казано, вместо да се мъкне тежък заваръчен трансформатор с риск да се сдобиете с доживотна дископатия или херния, да се провлачат понякога на десетки метри разстояние тежки медни кабели (които няма откъде и да се купят), инверторното апаратче може просто да се метне на рамо. RD-IW11 тежи 5,6 kg без кабелите, а размерите му са 33,5х14х20,3 cm. Така с неговите къси (225 cm за кабела с ръкохватката) и поради това тънки, леки и съвсем лесно огъващи се кабели може удобно да се работи и на най-трудно достъпни места.

Причина за драстичната разлика в теглото в сравнение с класическите променливотокови заваръчни трансформатори е използването на инверторен принцип на работа, откъдето произхожда и наименованието на този вид апарати. При тях променливото мрежово напрежение първо се изправя с двупътен изправител, след това правият ток се преобразува от специален електронен блок (инвертор) в ток с висока честота. Високочестотният ток се трансформира до работното напрежение за заваряване от многократно по-лек и компактен трансформатор. След това токът отново се изправя. В резултат на описания процес на преобразуване теглото и габаритите на инверторния апарат многократно се намаляват, което обаче далеч не е единственото му предимство. Той работи с прав, а не с променлив ток, както е при обикновените заваръчни трансформатори, и това е много съществено предимство. При заваряване с прав ток се получава по-качествен заваръчен шев, а с използване на специални електроди може да се заваряват неръждаема стомана, чугун, мед и медни сплави и други метали. Полярността при заваряване е обозначена на опаковката на електродите.

За заваряване на въглеродни стомани се използват електроди с различна обмазка: рутилова, базична, целулозна и др. В процеса на заваряване тя се разтопява и създава защитна газова среда около дъгата, стабилизира нейното горене, течната шлака покрива и защитава стопения метал от въздействието на околната среда, редуцират се разтворените в течния метал оксиди, а често изпълнява и легиращи функции, като променя химичния състав на метала в заваръчната вана. Шлаката е по-лека, изплува отгоре и след изстиване покрива шева с кора, която се отстранява чрез изчукване.

Най-разпространени и най-често използвани, включително и в домашната работилница, са електродите с рутилова обмазка. Те „палят“ по-лесно, горят по-равномерно, получава се гладък заваръчен шев, шлаката се отстранява по-лесно. При заваряване с прав ток ръкохватката се свързва към отрицателния полюс (катода), а масата към положителния (анода), т.е. заварява се с права полярност. Електродите с базична обмазка се свързват към положителния полюс на апарата (отрицателна полярност). Базичните електроди се използват при отговорни заварки с високи изисквания за жилавост на метала на шева, а електродите с целулозна обмазка са специално предназначени за заварка на тръбопроводи. Затова тези два вида рядко биха намерили приложение в домашната работилница.

С това обаче предимствата на инверторния апарат далеч не се изчерпват. Електронният инверторен блок позволява управление, което от своя страна поддържа константни параметрите на заваръчния ток, подобрява се качеството на заваряване, работи се значително по-лесно, включително при вертикални и таванни заварки.

Човек, привикнал с тежките и обемисти променливотокови електрожени, не може да не бъде впечатлен от малките размери и ниско тегло, когато буквално вземе в ръце инверторния електрожен RD-IW11. Доброто впечатление се подсилва и от опаковката, в която той се доставя – удобен за пренасяне и съхранение на апарата с кабелите и маската пластмасов куфар.

Който е работил с обикновен електрожен, но за пръв път хваща ръкохватката на инверторния, ще бъде удивен от лекотата, с която електродът запалва дъгата, най-често само с едно докосване, без да се налага познатото многократно почукване и драскане по повърхността на заварявания детайл. В случая това се дължи на функцията за облекчено запалване на заваръчната дъга HOT START, която за части от секундата повишава напрежението с около 30%. Дъгата гори равномерно и без характерното припукване или както би се изразил професионалният заварчик „съска мазно и равномерно“. Това се дължи на друга функция (ARC FORCE), която стабилизира дъгата по време на заваряване и също е резултат на електронното управление на инверторния блок. При този вид заваръчни апарати силата на тока и напрежението след запалване на дъгата се променят съвсем малко и за разлика от обикновените заваръчни трансформатори, на практика остават постоянни.

В добавка при инверторния електрожен е силно ограничена склонността на електрода да залепва към заварявания детайл при недостатъчна сила на тока. За това „се грижи“ друга функция на електронното управление ANTISTICK. Това е поредното предимство на инверторните апарати, защото залепването на електрода не само пречи и бави работата, но е и опасно за работещия и намиращите са в близост хора, както и за термочувствителни предмети. При залепване на електрода електроженът е даден на късо, през намотките му протича силен ток, електродът може да се нажежи и огъне, обмазката се напуква и опада, а трансформаторът е пред заплаха да изгори. В такива случаи единственото спасение е бързото освобождаване на станалия негоден електрод от ръкохватката. Във всеки случай най-малкото възниква стресова ситуация, нещо, от което работещият с инверторен електрожен е застрахован. Тези апарати са по-малко чувствителни и спрямо промени в захранващото напрежение в границите на около ±15%. Това е още едно предимство особено за вилните зони, където падът на напрежение често е значителен. По тази причина електроженът може да се захранва и с дълъг кабел – според някои източници дори над 50 m.

В крайна сметка изпитанията, които проведохме с най-масово използваните електроди Ø2,5 и Ø3,25, показаха, че с лекота се получава равномерен, плътен, без натрупвания на метал или прогаряне заваръчен шев. Възможностите за регулиране силата на тока при RD-IW11 са в границите от 20 А до 120 А и това се прави с лекота – чрез завъртане с два пръста на копче върху предния панел на апарата. Електроженът може да заварява с електроди от Ø1,6, т.е. ламарина с дебелина около 1 mm, до Ø3,25, с които се заваряват горещо валцувани стоманени профили с дебелина до 3–4 mm. Все пак трябва да се има предвид, че заваряването на тънки ламарини с електроди е и тънка, и доста рискова операция. Тази сфера от приложения в любителската практика по принцип е запазена за МИГ/МАГ апаратите. И още нещо – освен добрия електрожен и наличието на практически опит за работа с него, подходящите по дебелина и вид електроди, много важно за качествената работа е те да бъдат сухи. Това е азбучна истина, но малцина се съобразяват с нея. При по-продължително съхраняване обмазката на електродите неминеумо поглъща влага от въздуха, като нейното количество зависи и от вида ù. Влажните електроди трудно палят, горят със силни пръски, но по-същественото е, че влагата спомага за внасяне на кислород в заваръчната дъга и стопения метал, което влошава качеството на шева и може да предизвика образуване на шупли и микропукнатини. Затова овлажнените електроди преди работа трябва да бъдат изсушени, което в домашни условия се прави във фурната на готварска печка при температура 100–150 оС за рутиловите електроди.

Признаваме си, че първоначално се отнесохме скептично към възможностите на RD-IW11 да заварява с електроди Ø3,25, защото за тях е необходима сила на тока до около 140 А, а максималната сила на тока според техническия паспорт на електрожена е 125 А.

Класическото правило за избор на усреднената сила на тока „D (диаметър на електрода) х 40 А“ също подсказва, че възможностите на апарата са на горната граница, да не кажем „на ръба“, при заваряване с тази дебелина електроди. Това правило има и разширение. При електроди с диаметър от 3,25 mm до 5,00 mm силата на тока трябва да бъде в границите D х 30–50 A, а при електроди с диаметър от 2,0 mm до 2,5 mm – D х 20–40 A.

За тестване на електрожена използвахме електроди Raider със същия диаметър. Изводът е, че при поставен на максимална сила регулатор, с тях електроженът заварява нормално. Това също има своето обяснение и то е, че поради електронното управление, което поддържа постоянна силата на тока, на практика по показателя максимална сила на заваръчния ток 100 А, инверторен електрожен е съпоставим с обикновен променливотоков заваръчен трансформатор с максимална сила на тока 120–140 А. Във всеки случай винаги преди започване на същинската работа се препоръчва настройване на работните параметри чрез пробно заваряване върху непотребно парче метал със същата дебелина.

Необходимо е да се знае, че електроженът не е предназначен за продължителна непрекъсната работа. При максимална сила на тока режимът, при който може да се използва RD-IW11, е 20%, което означава, че в рамките на 10 min работен цикъл може да се заварява сумарно общо 2 min, а през останалите 8 min той трябва да почива, за да се охлади. За да бъдем напълно обективни, трябва да отбележим, че съпоставими по мощност професионални инверторни електрожени на водещи световни производители също имат работен режим 15–20% при максимална сила на тока.

RD-IW11 има електронна защита срещу прегряване, а охлаждането му е принудително с вентилатор. Най-силната му страна обаче е продажната цена – 529 лв. с включен ДДС.

Заваръчен полуавтомат с телоподаващо устройство RD-MW11

Полуавтоматът е от вида МИГ/МАГ и е предназначен за заваряване с електродна тел в защитна среда от въглероден диоксид (активен газ) на ниско- и средновъглеродни стомани, включително и неръждаеми, или в среда на аргон (инертен газ), когато се заваряват мед, алуминий и неговите сплави и др. метали. RD-MW11 има максимална сила на заваръчния ток 120 А и минимална 44 А. Работи с електродна тел с диаметър от 0,6 mm до 0,9 mm, като най-често използваната тел е Ø0,8. Автоматът се продава без бутилка за въглеродния диоксид и редуцир-вентил, които трябва да се купят отделно. Поради неголемите размери на апарата (42х24х30 cm) в корпуса му не е предвидено място за поставяне на бутилката. Използването на защитен газ в бутилка има и своите недостатъци – допълнителни разходи за нейната покупка заедно с редуцир-вентила и периодично пълнене. Теглото ù 15,9 kg (пълна наполовина бутилка с обем 6,67 l заедно с вентила) е съизмеримо с теглото на апарата, поради което тя създава допълнителни затруднения при пренасяне. Всичко това може да се избегне, защото се продава и специална куха заваръчна тел, в чиято сърцевина се намира флюс, създаващ защитната газова среда около електрода, дъгата и заваръчната вана. Тази тел, естествено, е значително по-скъпа от обикновената плътна, но особено в домашни условия, където една ролка тел може да стигне за година и повече време, използването ù е напълно оправдано. Освен това този начин на работа има съществено предимство при работа на открито, където лекият повей на вятъра издухва защитната среда, създадена от подавания през шланга на устройството въглероден диоксид.

Захранването на полуавтомата RD-MW11 е от заваръчен трансформатор, което се е отразило на теглото му – 24 kg без бобината с телта. Дължината на заваръчния шланг е 2,5 m. Смяната на бобината с телта и регулировката на притискащата ролка се извършват лесно, като достъпът се осъществява чрез повдигане на страничния капак на апарата. За тестването използвахме заваръчен тел Raider с диаметър 0,8 mm, навит на бобина с общо тегло 1 kg. Апаратът е пригоден да работи с бобини с тегло до 5 kg. Оттук става и промяната на полярността при заваряване чрез размяна на местата на кабелите, захранващи кабелите на ръкохватката и на масата.

Скоростта на подаване на телта се регулира плавно чрез потенциометър. На скалата на копчето за регулиране са записани максимална стойност 10,3 m/min, минимална 0 m/min и съответстващата им сила на тока. Последната стойност очевидно трябва да се възприема условно. Измерихме минималната скорост на подаване при тази крайна позиция на копчето – 3,6 m/min. Тази скорост е подходяща за заваряване при минималната сила на заваръчния ток 44 А. Всъщност обозначените на панела стойности имат само ориентировъчен характер и затова някои производители не се ангажират с конкретни стойности, а разграфяват скалата на потенциометъра на степени. Основният майсторлък при заваряване с телоподаващо устройство е подбирането на оптималната за дебелината на заваряваните детайли сила на тока и подходящата за нея скорост на подаване на тела. Това се установява опитно.

Задаването на силата на заваръчния ток се извършва чрез стъпков превключвател за избор на стойността на напрежението – 16,2 V, 17,4 V, 18,5 V и 20 V, което съответства на сила на тока 44 А, 68 А, 90 А и 120 А. RD-MW11 е пригоден за циклична работа с прекъсвания, необходими за неговото охлаждане. При максимална сила на тока режимът на работно натоварване е 8%, а при минималната – 60%.

За читателите, които нямат опит в заваряване с МИГ/МАГ телоподаващо устройство, ще направим кратък преглед на неговите предимства и начин на работа. При този метод на заваряване заваръчната дъга гори между топим метален електрод (тел) и заваряваното изделие в среда от защитен газ. Използва се тел с диаметри от 0,6 до 1,6 mm. Тел с по-голям диаметър е предназначена предимно за заваряване на износени детайли. В обичайната практика, включително за дейностите в домашната работилница, най-често се работи с тел с диаметър 0,8 mm. Произвежда се тел с различен химически състав и се подбира според материала на заваряваните детайли.

Заваряването с апарати МИГ/МАГ има редица предимства пред заварката с електроди, което ги прави предпочитани, включително в домашната или занаятчийската работилница. На първо място с тези апарати се работи значително по-лесно, умението за правене на качествени заварки се усвоява по-бързо, включително при вертикални и таванни заварки, които при заваряване с електроди са предизвикателство и за специалиста. Дъгата запалва веднага, без каквито и да било проблеми. Тук липсва познатото неколкократно почукване с електрода, докато обмазката на върха на електрода се изкърти и металната сърцевина направи електрически контакт. При заварката с тел липсва неизбежната шлака, отделена от електрода върху заваръчния шев. Съответно операцията по нейното отстраняване чрез изчукване отпада. Лесно се получава шев с равномерна дебелина и сравнително равна повърхност, от еднороден метал, без запълнени с шлака шупли. Дъгата около върха на електродната тел е доста по-малка и работещият с лекота може едва ли не да извайва шева, да наварява метал там, където е необходимо, включително да запълва фугата между не добре пасващи един към друг детайли или да затвори неволно прогорен отвор.

Голямо предимство на МИГ/МАГ заваряването е възможността за заварка, включително и чрез точкуване, на ламарини с дебелина от 0,6 mm нагоре, както и на детайли с миниатюрни размери. Това не е възможно да се направи с обмазани електроди, а заварката на ламарини често се налага, особено при работа в домашни условия. Много съществено предимство на този метод на заваряване е и по-малкото загряване на заварявания предмет около зоната на заваряване. Съответно термичната деформация на метала е по-малка, което е от голямо значение при заварка на ламарини или сглобяване на метални конструкции, които лесно се измятат. Към списъка с предимства ще споменем още веднъж възможността за заварка не само на различни видове стомана, но и на цветни метали.

Накрая ще добавим и по-ниската цена на заваряване с тел вместо с електроди. Като конкурентно предимство на полуавтомата RD-MW11 трябва да бъде посочена и цената му от 499 лв. с ДДС, която широко отваря вратите на домашната работилница.

Предоставеният ни за тестване RD-MW11 изпробвахме с тел Raider с диаметър 0,8 mm в среда на въглероден диоксид. Механизмът за подаване на телта работи равномерно, а устройството заварява според очакванията във всички работни режими. И при четирите степени на работното напрежение, респективно сила на заваръчния ток, се работи в първата половина от скалата за задаване на скоростта на подаване на телта. Първите две степени на напрежение на тока са подходящи за точкуване на ламарина с дебелина около 1 mm, като при внимателна работа и човек без професионален опит може да заварява без прогаряне ламарина с дебелина 0,8 mm.

Работата при максимално работно напрежение тествахме при заваряване на два равнораменни ъглови горещовалцувани профила (40х40х5 mm) – задача, с която устройството също се справи безпроблемно.

Силата на тока се избира според дебелината на заварявания детайл, а скоростта на подаване на телта се определя опитно. При недостатъчна скорост се наблюдава периодично прекъсване на дъгата, а разтопеният метал се натрупва на капчици. Когато тя е по-висока от необходимото, телта опира в детайла, преди да се разтопи, и дори избутва горелката. Дъгата се запалва много лесно. Тя трябва да гори стабилно с равномерен съскащ звук, да разтопява в дълбочина заваряваните детайли, без да ги прогаря, което се получава при прекомерно голяма сила на тока. При недостатъчна сила на тока разтопеният от телта метал се наслоява на капки.

Включването на апарата в режим на заваряване става с натискане на бутона върху ръкохватката на горелката. Първоначално се активира подаването на газ-та, а със закъснение по-малко от секунда се включва заваръчният ток и подаването на телта. С отпускане на бутона, заваръчният ток се прекъсва, но подаването на газта продължава за още около 1,5 s. През това време горелката не трябва да се отдалечава, за да може разтопеният метал да се втвърди в защитна газова среда. Преди започване на работа се препоръчва вътрешността на горелката да се напръска със специален спрей, който предотвратява залепването на капчици метал върху медната дюза и вътрешността на горелката. След това те се почистват много по-лесно. Тъй като горелката и дюзата се износват сравнително бързо, устройството се продава с един резервен комплект.

Най-лесно се работи, като върхът на горелката се допре или държи съвсем близо под наклон около 45о до заварявания детайл. Така се осигурява по-голяма стабилност при поддържане на постоянно разстояние и водене на горелката по продължение на заваръчния шев.

След като човек изпробва двата апарата, инверторния RD-IW11 и телоподаващия МИГ/МАГ апарат RD-MW11, неминуемо се изправя пред дилемата кой да избере. Този въпрос няма еднозначен отговор, защото всеки от тях има своите предимства и не може изцяло да замени другия. Във всеки случай за стационарна работа в работилница, където се заварява в непосредствена близост до апарата, включително при често заваряване на тънки детайли и цветни метали, везните се наклоняват към МИГ/МАГ апарат с телоподаващо устройство. Той е по-подходящ и за заваряване на масово използваните напоследък за различни конструкции студено огънати стоманени профили с квадратно или правоъгълно сечение, защото стените им са тънки и много лесно се прогарят. Така например стената на иначе масивния наглед профил 40х40 mm е дебела само 2 mm.

Когато пък мобилността е решаващ фактор, работи се на различни обекти и особено на скеле, на разстояние от апарата, тогава инверторният електрожен е незаменим. За домашната работилница, която често съвсем условно носи това гръмко име, а е сместена в мазето или на друго ограничено по площ място, не е без значение и габаритът на електрожена, където инверторният отново води по точки.

Променливотокови електрожени

Фамилията заваръчни апарати Raider включва към момента и четири модела на класически променливотокови електрожени RD-WM10, RD-WM11, RD-WM12 и RD-WM13. Те се различават помежду си по силата на заваръчния ток и съответно по теглото си. Единственото им предимство пред инверторния и МИГ/МАГ апарата е по-големият диапазон от мощност, който позволява заваряване на по-дебели детайли и най-вече по-ниската цена. Тя варира между 139 лв. за най-малкия до 239 лв. (с ДДС) за най-мощния от моделите. Първите два работят с минимална сила на тока 50 А и максимална съответно 130 А и 150 А. Вторите два модела имат минимална сила на тока 60 А и максимална съответно 180 А и 200 А. Силата на тока при всички модели се регулира плавно чрез преместване на сърцевината на трансформатора. Както всички съвременни електрожени от този вид и тук трансформаторът е навит с алуминиев проводник, което го олекотява и поради това тежи 19,5 kg.

Накрая правим уточнението, че посочените цени са актуални към средата на май 2008 г.