История развития сварки металлов насчитывает более 200 лет. У истоков начинания стояли отечественные инженеры Н. Г. Славянов и Н. Н. Бернардос, предложившие этот способ в 1802 году. Сегодня соединение материалов методом сварки применяется в разных сферах человеческой деятельности: в машиностроении, строительстве, производстве тары, сервисных и ремонтных работах и т. д.
Ознакомившись с этой публикацией, читатели получат общее представление о видах технологий соединения металлов и их особенностях. В статье представлены данные о современном уровне, функциональных возможностях, технических характеристиках и критериях выбора электрических сварочных аппаратов различного назначения. Около сотни моделей сварочных аппаратов доступны в каталоге Суперайс.
Время чтения: 22 минуты
- Актуальность сварочного оборудования в России
- Типы сварочных аппаратов
- Ключевые технические характеристики профессиональных агрегатов
- Оценка потребления энергии сварочным участком
- Как выбрать агрегат для вашего производства: экспертные советы
- Обзор ассортимента Supereyes: надёжные агрегаты для профессионалов
Актуальность сварочного оборудования в России
В нашей стране внедрение технологий сварки металлов происходит на фоне следующих тенденций:
- Импортозамещение. В основном этот процесс происходит путём заполнения рыночных ниш, ранее занимаемых ушедших с рынка России странами, продукцией дружественных государств. В лидерах — Китай. Отечественные вендоры, которых в стране около 65, также пытаются воспользоваться сложившейся ситуацией.
В качестве положительного примера можно привести челябинское АО «КЕРАМАКС», кратно увеличившее объёмы поставок расходных материалов для сварочных работ.
Другой пример отлаженного производства российских сварочных устройств — изделия под брендом Магистр, выпускаемые саратовским ООО НТЦ «МАГИСТР-С».
- Неэффективные модели продвижения отечественных брендов. Потенциальные покупатели плохо осведомлены о российских товарах и поэтому редко их покупают.
- Недостаток квалифицированных кадров. Дефицит рабочих специальностей лишь частично компенсируется внедрением промышленных роботов, но этот процесс происходит очень медленно.
- Невысокая квалификация персонала компаний-интеграторов. Это существенно отличает их, например, от аналогичных компаний телекоммуникационного сектора. Поэтому интеграторы в сфере сварочного оборудования выполняют самые несложные проекты.
Актуальность рассматриваемой темы подтверждается анализом растущего объёма рынка электросварочного оборудования в России в 2019—2023 годах, что отражает следующий рисунок.
В 2004 году этот объём оценивался в 225–230 млрд руб. (Источник: научный журнал «Вектор экономики» №10 2004г.).
Типы сварочных аппаратов
Сейчас больше остальных востребованы аппараты для TIG/MIG/MMA сварки. В чём их отличия:
- Технология MMA-сварки (Manual Metal Arc — ручная дуговая). Основана на применении металлических электродов, покрытых специальным составом. Этот состав выделяет продукты горения в виде газа, препятствующего окислению соединяемых материалов во время технологического процесса. Эта технология допускает использование переменного или постоянного тока. От вида тока зависит выбор типа электродов. Примером изделия для ММА служит LeiLiSen WSME.
- MIG-полуавтомат (Metal Inert Gas — сварка в среде инертного газа). В устройствах MIG вместо электродов применяется специальная проволока. Она вместе с порошкообразным защитным газом (аргоном или гелием) подаётся в технологическую зону дуговой сварки.
- MAG-полуавтомат (Metal Active Gas — сварка в среде активных газов). Принцип работы аналогичен MIG-аппарату, но в качестве защитной среды используется углекислота, азот или их смеси.
Разница между MIG и MAG устройствами в том, что в MAG защита технологической зоны происходит смесью инертного газа с углекислым газом или с кислородом. В обоих способах применяется постоянный ток.
Примером прибора, обеспечивающего MIG/MAG соединения, служит Hugong NBM-500U.
Во всех полуавтоматических сварочных аппаратах технологическая зона формируется путём принудительной подачи защитного газа в горелку. Горелка управляется оператором вручную. Проволока поступает в рабочую зону автоматически.
- Метод TIG (Tungsten Inert Gas — инертный газ и вольфрам) или аргонодуговая сварка. Способ основан на сварке вольфрамовым электродом в инертном газе. В TIG постоянный ток применяется для обработки стали, меди и титана, а переменный — для алюминия и магния. Аргонодуговую сварку обеспечивает, например, изделие Jasic ZX7-400D.
- Контактный способ. Соединяемые детали прижимаются друг к другу с помощью специального инструмента. Затем их разогревают большим током до пластической консистенции и дополнительно сжимают. Разновидность этого способа — точечная сварка.
При реализации контактного метода возможно применение как переменного, так и постоянного тока. Пример изделия, которое обеспечивает этот вид соединения материалов — Tribet TRB3255Li.
- Плазменная технология. Заготовки разогреваются до высокой температуры потоком плазмы, образующейся путём ионизации рабочего газа между электродами. Одна из заготовок может служить электродом. В этой технологии возможно использование обеих разновидностей тока.
Краткое сравнение особенностей перечисленных способов приведено в таблице:
| Технология | Достоинства | Недостатки | Области применения |
| MMA | доступность, простота применения, доступность; малый вес оборудования; возможность использования в любых, в том числе полевых условиях | сложность автоматизации производственных процессов; большой расход электродов; соединение изделий только из чугуна и стали; образование окалины, которую нужно снимать; ограничения толщины соединяемых деталей (2–10 мм); значительная деформация обрабатываемых поверхностей | строительство, ремонт |
| MIG (MAG)-полуавтомат | программирование важных параметров сварки; удобство эксплуатации в любом положении; высокое качество соединения; отсутствие окалины и дыма; визуальный контроль качества в реальном времени; большая скорость создания шва; стабильность дуги; использование со сталями, титаном, некоторыми цветными металлами | дороговизна, сложность и большой вес оборудования; нужно много времени на подготовку обрабатываемой поверхности; невозможность применения в труднодоступных местах | во всех сферах массового промышленного производства; подходит для точных и критически важных применений |
| TIG | программирование важных параметров сварки; высокая точность и качество шва; соединение титана, никеля, меди, алюминия и их сплавов; отсутствие шлака; невозможность прожёга тонких материалов; незначительная деформация обрабатываемых поверхностей; экологическая чистота | жёсткие требования к квалификации персонала; малая скорость создания шва; критичность к турбулентности воздуха в рабочих помещениях; сложность работы в труднодоступных местах; дороговизна оборудования и расходных материалов | космическая и авиационная промышленность, судостроение, энергетика; не подходит для промышленного производства, где нужна скорость; |
| Контактная | большая производительность; отсутствие открытого огня; соединение деталей из стали, алюминия, магния, титана и некоторых сплавов; простота процесса; отсутствие расходных материалов | очень высокая стоимость нестандартного оборудования; большие токи сварки специальной формы; толщина обрабатываемых деталей не более 5 мм; высокая плоскостность соединяемых поверхностей | соединение листовых материалов, в т. ч. сложной формы |
| Плазменная | повышенная производительность; обработка толстых листов; малая деформация деталей; пригодность для автоматизации; малая пористость шва | высокая стоимость оборудования; жёсткие требования к подготовке персонала; невозможность применения для тонких материалов; частое и сложное ТО горелки; выделение вредных веществ и излучений | используется в массовом производстве, в том числе и для точного соединения микрокомпонентов |
В современной России на исследованиях в сфере технологий сварки специализируются несколько научных учреждений. Среди них ведущие позиции занимает Государственный научный центр РФ НПО Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения.
Ключевые технические характеристики профессиональных агрегатов
Кратко рассмотрим основные эксплуатационные характеристики сварочных аппаратов. Именно с их учётом подбирают модели для конкретных производственных задач.
Продолжительность включения силового блока
Этот важнейший эксплуатационный параметр рассчитывается как отношение интервала времени, в течение которого прибор может эксплуатироваться в предельном режиме (Тпр) без превышения допустимой температуры ко времени рабочего цикла.
Под рабочим циклом понимается сумма времени Тпр и времени, в течение которого установка должна быть отключена от сети для её охлаждения (То).
Продолжительность включения рассчитывается по формуле:
Твкл= Тпр/(Тпр + То)х100%
Чем ближе Твкл к 100%, тем меньше время простоя оборудования, тем более эффективно используется рабочее время персонала и дороже аппаратура.
Диапазон регулировки рабочего тока
Чем шире диапазон, тем больше выбор диаметров применяемых электродов или сварочной проволоки. Одновременно с этим выше требования к пропускной способности силовых кабелей и зажимов.
Выходное напряжение прибора без нагрузки
Чем это напряжение выше, тем проще запустить дуговой разряд. Однако с повышением потенциала повышается и риск поражения электротоком. Поэтому в большинстве случаев напряжение холостого хода обычно составляет от 40 до 90 вольт.
Напряжение и мощность питающей сети
Существуют стандартные напряжения — 220 и 380В. Сеть 220В имеется повсеместно, поэтому трудностей с подключением агрегатов не бывает. Иногда с поиском питания 380В для присоединения устройств возникают проблемы. Агрегаты с таким питанием более мощные, что необходимо в обработке материалов большой толщины.
Длина проводников, соединяющих силовой блок с рабочим инструментом и питающей сетью
Эта величина влияет исключительно на удобство подключения и эксплуатации сварочных устройств. Чем больше длина соединительных проводников, тем меньше должны быть потери энергии в них и в выходных цепях силового блока. Для этого проводники изготавливаются из материалов с малым удельным сопротивлением и большим сечением. Поэтому оборудование будет сложным и недешёвым.
Дополнительные возможности прибора
К таким возможностям относится нижеперечисленный функционал:
- Функция ANTI STICK (антизалипание). Это способность силового оборудования снижать амплитуду рабочего тока, когда электрод пригорает к обрабатываемой детали. Прежний режим восстанавливается через несколько секунд. За это время оператор сможет легко отделить электрод от обрабатываемой поверхности.
- Сервис HOT START (горячего запуска). Позволяет почти мгновенно и гарантированно обеспечить дугу путём непродолжительного увеличения амплитуды рабочего тока.
- Синергетическое управление. Синергетика обеспечивается в оборудовании с интеллектуальным контролем технологического процесса. Она позволяет автоматически назначать оптимизированные параметры режима сварки в зависимости от введённых исходных данных. В результате повышается качество и производительность труда. Одновременно снижаются требования к уровню подготовки персонала.
- Защита VRD (Voltage Reduction Device — устройство снижения напряжения). Обеспечивает уменьшение напряжения холостого хода до безопасного значения 9В, когда прибор не используется. При возобновлении работы это напряжение увеличивается до номинальной величины.
- Функция PWS (Polarity Switch — переключатель полярности). Позволяет коммутировать полярность выходного напряжения с передней панели или с пульта дистанционного управления. При этом физическое переключение проводов не требуется. PWS ускоряет работу с устройством и делает её более удобной.
- Сервис ARC FORCE (форсирования дуги). Он позволяет скачком увеличить амплитуду рабочего тока при угасании дуги для её поддержания.
Перечисленный функционал реализован в дорогих профессиональных сварочных инверторах с развитой системой управления. О его наличии свидетельствует этикетка на корпусе устройства.
Оценка потребления энергии сварочным участком
Для примера оценим энергопотребление сварочного участка цеха, в котором производятся стальные изделия.
Предположим, что в производстве задействованы два полуавтомата KeyGree NBC-315K с потребляемой мощностью 13 кВт каждый и рабочим циклом 60% или примерно 6 минут работы и 4 минуты технологическая пауза для охлаждения.
Полуавтоматы будут работать параллельно, но синхронизировать их работу невозможно. Поэтому для энергоснабжения рассматриваемого участка потребуется мощность не менее 26 кВт. В расчёте на нормативный энергетический запас в 20%, получим необходимую мощность питающей сети 15.6 кВт.
Для обеспечения бесперебойности работы участка целесообразно обеспечить резерв из дополнительного KeyGree NBC-315K, который будет присоединён к сети, но включится в работу только в случае выхода из строя одного из действующих устройств.
Для предотвращения перегрузки по питанию необходимо предусмотреть невозможность одновременного включения более двух KeyGree NBC-315K.
Как выбрать агрегат для вашего производства: экспертные советы
Подбор сварочного оборудования для производства определяется двумя базовыми факторами. Они влияют на выбор технологии сварки и необходимого оборудования.
Условия работ
Это могут быть условия производственных помещений, судоремонтных доков, строительных объектов, полевые и т. д. Например, при эксплуатации оборудования на промышленном производстве или на стройке в городе проблем с электропитанием оборудования обычно не возникает. Сложнее обеспечить энергоснабжение сварочной аппаратуры в сельской местности и полевых условиях. Тогда на помощь приходят дизельные генераторы, которых в каталоге Суперайс более двухсот.
В зависимости от условий выбирается оборудование с соответствующим классом защиты от внешних воздействий и категорией электробезопасности.
Специфика решаемых задач
К ней относятся:
- характер производства: штучное или конвейерное;
- виды обрабатываемых металлов;
- формы и геометрические размеры соединяемых деталей;
- требования к качеству создаваемых соединений;
- квалификация имеющегося персонала.
Для распространённых работ подойдут инверторные устройства широкого применения классов NBC-А и NBM.
Устройства класса NBC–A предназначены в основном для соединения материалов средней толщины. Они позволяют обрабатывать стальные изделия из низколегированных и малоуглеродистых марок металла.
Из моделей NBC–A среднего ценового сегмента можно рекомендовать Rongshen NBC 315K. Она отличается числом поддерживаемых режимов (ММА, MIG/MAG, TIG), высоким напряжением холостого хода, широким диапазоном регулировки рабочего тока и возможностью питания от 3-фазной сети напряжением 220 и 380В.
Приборы класса NBM предназначены для соединения деталей по технологии MIG/MAG. Из изделий этой категории, сопоставимых по мощности с Rongshen NBC 315K, можно выделить прибор Hugong NBM-350U. Он отличается большим диапазоном сварочных токов и диаметров сварочной проволоки, длинным соединительным кабелем.
Существуют специфические задачи металлообработки. Они решаются с применением специальной техники. Например, для высококачественного соединения круглых труб разработана орбитальная установка Xindun XD-20W. Она позволяет максимально автоматизировать процесс соединения и обеспечить гарантированное качество швов в условиях промышленного производства.
Обзор ассортимента Supereyes: надёжные агрегаты для профессионалов
Суперайс предлагает покупателям разные модели сварочного оборудования. Оно позволит выполнять все виды работ по соединению металлов. Кратко остановимся на некоторых устройствах.
Изделия серии NBC
Основные эксплуатационные параметры приборов типа NBC приведены в следующей таблице.
| Параметр | Модель | |
| KeyGree NBC-315K | Rongshen NBC 315K | |
| Потребляемая мощность, кВт | 13 | 11 |
| Диапазон регулировки рабочего тока, А | 60–315 | 50–315 |
| Напряжение холостого хода, В | 55 | 59 |
| Рабочий цикл, % | 60 | 60 |
| Диаметр сварочной проволоки, мм | 0.8/1/1.2 | 0.8/1 |
| Напряжение питания, В | 3х380 | 3х 220/380 |
| Габариты, мм | 490x235x450 | 530x300x510 |
| Вес, кг | 17.3 | 24 |
| Цена, руб* | 109559 | 87049 |
Примечание: *Цены действительны на момент подготовки публикации.
Сопоставление параметров, приведённых в таблице, позволяет сделать вывод о том, что KeyGree NBC-315K превосходит сравниваемый аналог по диаметру применяемой проволоки, имеет меньшие габариты и вес.
Образец Rongshen NBC 315K характеризуется большим напряжением холостого хода, широким диапазоном регулировки рабочего тока, меньшей потребляемой мощностью.
Особенности KeyGree NBC-315K:
- режимы работы изделия — ММА, MIG/MAG (с газом или без него);
- виды используемой проволоки — углеродистая, нержавеющая, порошковая;
- материалы соединяемых деталей — нержавеющая, легированная и углеродистая сталь, чугун;
- наличие встроенной защиты от перепадов напряжения, перегрузок по току и перегрева.
Особенности Rongshen NBC 315K:
- режим TIG позволит расширить перечень соединяемых металлов;
- питание от сети 220 или 380В;
- ценовая доступность.
Приборы серии NBM
Основные эксплуатационные параметры инверторов серии NBM приведены в следующей таблице.
| Параметр | Модель | |
| Hugong NBM-500U | Hugong NBM-350U | |
| Поддерживаемая технология соединения металлов | MIG/MAG | MIG/MAG |
| Потребляемая мощность, кВт | 25 | 15 |
| Диапазон регулировки рабочего тока, А | 30–500 | 30–350 |
| Напряжение холостого хода, В | 76 | 76 |
| Рабочий цикл, % | 60 | 60 |
| Диаметр сварочной проволоки, мм | 0.8–1.6 | 0.8–1.6 |
| Напряжение питания, В | 380 | 380 |
| Длина соединительного кабеля, м | 10 | 20 |
| Габариты, мм | 1105x515x100 | 780x460x740 |
| Вес, кг | 98 | 53 |
| Цена, руб* | 515789 | 313889 |
Примечание: *Цены действительны на момент подготовки публикации.
Как следует из таблицы, по большинству приведённых характеристик сравниваемые изделия не отличаются. Оба устройства обеспечивают соединение заготовок из углеродистой и нержавеющей сталей, алюминия, титана, чёрных и цветных металлов.
Особенности Hugong NBM-500U:
- значительная потребляемая мощность, габариты и вес;
- Относительно высокая стоимость.
Особенности Hugong NBM-350U:
- меньшие по сравнению с Hugong NBM-500U значения потребляемой мощности, габаритов и веса;
- большая длина соединительного кабеля.
Комплект поставки и внешний вид приборов Hugong NBM-350U и Hugong NBM-500U не отличаются. Потребителю доступны сварочные аппараты модельного ряда Hugong вместе с набором аксессуаров.
В этой статье были рассмотрены устройства для соединения металлических деталей с помощью сварки.
Для самостоятельного подбора сварочного аппарата воспользуйтесь разделом каталога магазина. Перейдите в каталог и выберите устройство по параметрам.
Специалисты Суперайс помогают купить сварочный аппарат по цене, соответствующий техническим запросам и бюджету заказчика. Это обеспечит окупаемость инвестиций в будущем.
Кроме сваривания металла, есть аппараты для сварки изделий из пластмасс и других материалов. Но описание технических этой группы средств выходит за рамки предложенного материала.
