Методические рекомендации о принципах настройки классического инверторного полуавтомата для начинающих сварщиков.

25.05.2020

В данной статье речь пойдет о моделях полуавтоматов, у которых на панели управления имеются такие регуляторы как:

Панель управления.jpg

  1. регулировка напряжения - voltage
  2. регулировка тока - current (Стоит отметить, что управление сварочным током в полуавтоматах, более правильно называть регулировкой подачи проволоки);
  3. индуктивность - inductance.

Рассмотрим по какой методике действовать, чтобы успешно настраивать инверторные аппараты с тремя ручками управления (Аналогичное управление встречается в аппаратах серий OVERMAN, SKYWAY, ULTIMATE и на многих других, но алгоритм действий по настройке будут практически одинаковые). 

Ниже мы постараемся пояснить как параметры влияют друг на друга и как производить настройку аппарата в различных условиях: разный газ, разные толщины металла и проволоки, разные материалы заготовок. Создадим универсальный алгоритм, по которому шаг за шагом можно будет прийти к желаемому результату. 

Настройка полуавтомата. Органы управления.

Сам процесс называется – электродуговая сварка, то есть, чтобы у нас произошла какая-то сварка, нам нужно создать в цепи электрическое напряжение. Если напряжения в цепи не будет, то какую бы ручку (подача проволоки, индуктивность) мы бы не крутили, понятно, что ничего электрического не произойдет.

Поэтому сначала нужно создать напряжение в нашей сети. Конечно, для настройки лучше использовать справочные сварочные таблицы зависимости напряжения и используемого материала. Но когда справочных или табличных данных нет, то начнём проще. В начале мы достаточно приблизительно ставим напряжение. Если материал тонкий, крутим ручку ближе к минимальным значениям. Если материал – средний, то в середине. Если материал толстый, то нам надо взять полную мощность, крутим ручку к максимуму. Но даже к большим мощностям лучше подходить откуда-нибудь с середины. 

Voltage.jpg

Кстати, не забывайте выбирать сварочную проволоку того же материала, с которым вы работаете и соответствующего диаметра. Для работы с тонким материалом, проволока также должна быть тонкой. Для стали проволока должна быть стальная, для нержавейки – нержавеющая, для алюминия – алюминиевая. 

Вернёмся к напряжению, если материал тонкий – поставим напряжение в начало (ориентировочно). Если нам нужно будет добавить мощность, то мы еще успеем поставить больше. 

Далее переходим ко второй ручке. 

current.jpg

Чаще всего она называется «сварочный ток» – но на самом деле это никакой не ток. Ручка так называется для простоты восприятия. На самом деле, это регулировка подачи проволоки. Увеличивая или уменьшая эту регулировку, мы просто увеличиваем или уменьшаем напряжение на моторе подающего механизма. В сварочных аппаратах мотор, кстати, используется обыкновенный, коллекторный мотор постоянного тока, как в автомобиле от дворников или от печки на каком-нибудь грузовике. Особенность такого мотора - когда меняется напряжение, меняется скорость вращения, этим мы и занимаемся, крутя эту ручку. Ни с каким инвертором, ни с какими токовыми цепями, ни с какой другой схемотехникой эта ручка никак не связана. Ручка «сварочного тока» - это просто потенциометр, который увеличивает или уменьшает напряжение на моторе. Мотор, соответственно, подаёт проволоку к месту сварки быстрее или медленнее. Собственно, вы можете просто открыть крышку, покрутить ручку и посмотреть, как крутятся ролики. 

Итак, напомним, энергию, мощность процесса, который будет происходить в сварочной дуге, температура процесса, частота переноса, длина дуги и т.п. изначально мы получаем регулировкой напряжения. Грубо говоря, сварочное напряжение – это энергия процесса. А второй ручкой, управляя скоростью подающего мотора, мы регулируем перенос плавящегося электрода в сварочную ванну. Если скорость у нас будет очень маленькая, передача будет происходить одиночными, короткими замыканиями, как будто взрывами. Процесс будет такой щелкающий, резко, капли с огромным количеством брызг. Тогда мы плавно прибавляем подачу проволоки и наблюдаем за процессом. Короткие замыкания становятся все чаще и чаще, и наконец, они сливаются в единый звук, похожий на журчание. Идеально - это звук порядка 100 Гц. Вообще, частота бывает от 70 Гц, но диапазон в 120-130 Гц человеческим ухом уже воспринимается, как ровное гудение. В месте сварки нам сразу нам будет заметно, что уменьшилось разбрызгивание и где-то в этой зоне, мы начинаем искать идеальную точку. Рекомендуем поэкспериментировать, поверните ручку «сварочного тока» чуть-чуть вправо, чуть-чуть влево. Сначала движения большие, потом поменьше, повторите чуть-чуть вправо, чуть-чуть влево. Наконец, вы сами найдёте точку с оптимальным переносом. Ведь ручкой подачи скорости мы заниманием настройкой переноса металла в зону сварки. 

После того, как мы настроим процесс, мы получим характерную длину дуги. С физической стороны этого явления, для каждой длины дуги будет характерное сопротивление. По известной формуле, поделив напряжение на это сопротивление, мы получим сварочный ток. Вот именно это хотели подсказать инженеры в надписи данной регулировки. Они как бы пытались спрогнозировать, какой будет ток, если будет подобрана правильная подача проволоки. Но бывает, что это сбивает с толку и профессионалов, и любителей. Многие думают, что ток можно подкорректировать, конечно, подкорректировать ток можно, но нельзя сделать это, не разрушая оптимальную настройку напряжения и подачи. 

Существует одна единственная оптимальная точка баланса сварочного напряжения и скорости подачи проволоки. Если представить график с двумя пересекающимися кривыми, то их пересечение и небольшая область вокруг этой точки – это и есть сварочный процесс. Немножко гуляет подача, немного гуляет дуга, немножко мы двигаем горелкой все время. Из-за этого опять же меняется длина дуги и меняются токи. Но совершенно неправильно, сказать, например, что мы работали на 90А, а надо на 140А, и просто повернуть одну ручку. Если вы нашли баланс один раз и получили хороший сварочный процесс, то невозможно взять и поднять ток, не нарушая сварочного процесса. Мы собьём оптимальную настройку, мы собьём перенос, либо увеличится разбрызгивание, либо станет очень короткая длина дуги, вместо хорошей укладки, получим подрезы, прожигание или, может произойти утыкание проволоки с периодическими взрывами. После этого можно гадать очень долго, что у произошло, подача не работает или подающий канал горелки забился или еще что-то. На самом деле вы просто расстабилизировали процесс, точнее сбили оптимальную настройку аппарата. Следует помнить, что точка эта она одна, и вы в ее окрестности работаете. 

Теперь перейдём к третьей ручке нашего аппарата. 

Inductance.jpg

Индуктивность -  это динамика инвертора, которой мы также можем вручную управлять. Что же значит «динамика»? На маленьких, у нас очень маленькие капельки они с очень большой частотой переносятся все это понятно и видно на глаз и на слух. Здесь сомнений нет. 

Если у нас будет маленькая индуктивность, то мы получим очень маленькие капельки, которые с очень большой частотой переносятся в сварочную ванну. Каждая капля – это всплеск по току и напряжению. Насколько быстро аппарат может сделать подъем напряжения и потом его сброс, настолько же быстро сформированная капелька может переходить от электродной проволоки в сварочную ванну. Выстрелил током, сбросил каплю, выстрелил током, сбросил каплю. Конечно, все это происходит с большой частотой. Чтобы переносить маленькие капельки на небольших токах, соответственно,  динамика должна быть высокая, то есть низкая индуктивность. Если у нас большие токи, то капля на дуге растёт большая. 

Например, если мы работаем на сварочных токах за 200А, чтобы сгладить разбрызгивание, следует добавить индуктивность. Не забываем работать творчески, начнем с середины регулировки, при необходимости можем выкрутить и на максимум. На максимальных токах избежать полного разбрызгивания металла нам не удастся на простых аппаратах. Подобную задачу может решать только современные синергетические сложные машины, у которых есть соответствующей мощности микропроцессор, которые также могут реализовывать пульсовые технологии, или технологии аналогичные  STI, ColdARC, Root. Но сейчас не об этом. Мы говорим об относительно простом инструменте, где мы вручную пытаемся синхронизировать динамику процесса, и надо этим творчески пользоваться. На больших токах еще раз повторим, не удастся  сделать разбрызгивание таким же маленьким, как на низких токах, но, тем не менее, иметь хоть какой-то регулятор лучше чем, не иметь ничего вообще. Поэтому Overman, Ultimate и аналогичные аппараты с тремя ручками – уже очень неплохой вариант. В некоторых случаях удается настроиться на очень хорошие режимы. 

В частности, на очень маленьких значениях индуктивности, напряжения и подачи проволоки аппарат OVERMAN способен достигать результатов, очень похожих на процесс STT компании Lincoln Electric. Но чтобы повторить такие процессы, сначала, конечно, надо получить большой опыт работы на этих аппаратах, чтобы понимать, как работают современные синергетические инверторные машины с мощным процессором. Если вы до тонкостей понимаете, как работает профессиональная европейская машина, то очень часто вы сможете повторить процесс и на простом аппарате с тремя ручками. 


Вы можете ознакомиться с видео "От первого лица", где наглядно представлен взгляд инженера-сварщика Г.К. AURORA на общие принципы настройки полуавтоматов оснащённых тремя ручками настройки (AuroraPRO OVERMAN / SPEEDWAY / SKYWAY)