Первую электрическую дугу между металлическими предметами ученым удалось получить еще два века назад. Тогда же был начат поиск способов полезного применения этого явления.
В 1802 году благодаря исследованиям русского физика Василия Петрова впервые получили устойчиво функционирующий электрический разряд. А 1882-м другому нашему соотечественнику Николаю Бенардосу удалось, использую энергию электрической дуги, присоединить одну металлическую деталь к другой.
Уже в первых сварочных агрегатах в зону сваривания подавался газ для обеспечения большей эффективности процесса сварки. В дальнейшем еще один русский инженер Николай Славянов осуществил следующий важный шаг, связанный с развитием сварочных технологий: он уже использовал электрод, плавящийся металлический, в результате чего стала не требоваться добавка в процессе сварки специального присадочного металла.
Благодаря всем вышеперечисленным открытиям, которые были сделаны русскими испытателями, была заложена основа развития всего современного производства сварочных аппаратов. Последующие работы инженеров были направлены на дальнейшее совершенствование технологии дуговой сварки. При этом:
А) искались новые способы защиты поверхностей свариваемых металлических изделий;
Б) велись работы по автоматизации процесса сварки.
В настоящее время при сваривании электрической дугой используют газовую, шлаковую и газошлаковую защиты.
1. Виды дуговой сварки
Сегодня наиболее востребованными являются следующие перечисленные ниже виды сварки с использованием электрической дуги.
А) Ручная сварка, при которой используются сварочные электроды, имеющие покрытие.
Сварочные агрегаты, с помощью которых она осуществляется, маркируют английскими буквами «MMA» (сокращение от «Manual Metal Arc»). Использование такого вида сварки широко распространено, благодаря простоте технологии и высокой мобильности сварочных устройств, при этом от работающего персонала требуются минимальные профессиональные навыки.
Б) Полуавтоматическая сварка, при которой применяют легкоплавкую проволоку, а шов защищают, используя инертные газы.
С помощью таких аппаратов, обозначаемых буквами «MIG/MAG» (где «M» — металл, «I» — «Inert», «A» — «Active», «G» — Gas»), сваривают почти все известные металлы, в том числе, тугоплавкие и алюминий. Полуавтоматы — это профессиональная сварочная техника, имеющая хорошую производительность.
В) Ручная сварка, обозначаемая буквами «TIG» (где «T» — «Tungsten», «I» — «Inert», «G» — «Gas») и осуществляемая в инертном газе с использованием не расплавляющихся электродов.
Так как в большинстве случаев используют электроды из вольфрама, то такую сварку нередко также обозначают буквами «WIG» (где «W» — «Wolfram», «I» — «Inert», «G» — Gas»), а иногда «GTA» (где «G» — «Gas», «T» — «Tungsten», «A» — «Arc»). На территории стран СНГ обычно для защиты используют газ аргон и называют такую сварочную технологию «аргонно-дуговой сваркой», а сокращенно — «АДС». Данный вид сварки часто используют при необходимости сваривания тонкостенных металлических изделий, получаемый при этом шов, как правило — красивый и ровный.
2. Источники питания
Дуговая сварка, использующая электрическую энергию, может осуществляться только при наличии специальных источников питания. Такие аппараты существую двух видов: трансформаторного типа и инверторного. Трансформаторные устройства, в свою очередь, могут быть с выпрямителями или являться просто мощными трансформаторами переменного тока.
Сварочные агрегаты трансформаторного типа обладают чрезвычайной простотой в использовании, длительным сроком службы и дешевизной. Их недостатками являются большие вес и габариты при невысокой расчетной мощности. При этом трансформаторные установки даже нового поколения обладают узким диапазоном регулировки сварочного режима и низкой рабочей частотой тока.
Инверторы, характеризуясь небольшими габаритами и массой, имеют, тем не менее, КПД, равный 85…95 %, что является очень хорошим показателем эффективности такого оборудования. Их достоинства объясняются тем, что в конструкциях всех инверторов используются электронные блоки-преобразователи с возможностью плавной регулировки тока в значительном по ширине диапазоне.