«ДрельДоДыр», № 2: MAGический MIG  Текст: Александр РубинФото: Максим Слащилин  MAGический MIGРано или поздно любой мастер-любитель, привыкший собственноручно решать все дачно-гаражные задачи, сталкивается с необходимостью приобретения сварочного аппарата. Вопросы целесообразности такой покупки нередко отходят на второй план: да, чтобы один раз подварить петли у ворот или подлатать забор, можно нанять профессионального сварщика, имеющего всю необходимую технику и приспособления, но это не наш метод! Лучше сделать работу самому, а заодно и познать премудрости процесса с названьем кратким «сварка». И тут на повестке дня возникает сложный вопрос сродни известной дилемме про курицу и яйцо: с чего начать? Купить простой дешевый аппарат, который, если что, будет не жалко, и с его помощью научиться варить или сразу обзавестись хорошей техникой, способной на первых порах хотя бы частично компенсировать определенную неловкость рук пользователя? Дальше – больше. Как из множества «сварочников», имеющихся в продаже, выбрать модель, действительно способную оправдать надежды своего владельца? Наконец, какой технологии сварки отдать предпочтение? Попробуем разобраться. Выбор аппаратов Когда возникла идея провести тестирование сварочных аппаратов, мы единогласно выбрали однофазные инверторные полуавтоматы MIG/MAG, т. к. многие пользователи не понимают преимущества этой технологии перед привычной сваркой штучными электродами. Между тем, широкие возможности MIG/MAG позволяют ей занимать более высокую ступеньку на пути домашнего мастера из любителей в профессионалы, а работа с инверторным полуавтоматом помогает начинающему сварщику быстрее и легче постичь премудрости сварочного процесса. 
Немного теории Наиболее распространенной технологией сварки до сих пор остается электродуговой способ – наиболее простой и доступный с точки зрения стоимости необходимого оборудования и расходных материалов. Электрическая дуга нагревает края соединяемых деталей до температуры плавления материала, из которого они сделаны, при этом между ними образуется лужица расплавленного металла (так называемая «сварочная ванна»). После остывания он кристаллизуется, образуя прочный сварной шов. Специалисты выделяют три разновидности электродуговой сварки: • MMA (Manual Metal Arc) – ручная дуговая сварка штучными электродами с покрытием, используемая в основном при работе с разными марками обычной и нержавеющей стали. Дуга возникает между свариваемыми деталями и плавящимся электродом, одновременно выступающим в качестве присадки, то есть материал электрода попадает в сварочную ванну и становится одной из составляющих сварного шва. • TIG (Tungsten Inert Gas) – вольфрамо-дуговая сварка, в России не совсем корректно называемая аргонно-дуговой, применяется для соединения изделий из цветных металлов, сплавов на основе алюминия, магния и титана, а также тонкостенных (до 5–6 мм) деталей из «нержавейки» и низкоуглеродистой стали. Работы ведутся неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа: чаще всего это аргон (отсюда название метода), гелий или их смесь, в которую иногда добавляют водород либо азот. • MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) – полуавтоматическая сварка в среде инертного (аргон, технология MIG) или активного (углекислого, технология MAG) защитного газа. Впрочем, для выполнения ряда работ нередко используются многокомпонентные газовые смеси. Электродом в данном случае выступает сварочная проволока, автоматически подаваемая в зону сварки и расплавляемая возникающей электрической дугой, причем качество последней напрямую зависит от правильности настроек силы тока, скорости подачи проволоки, а также выбора разновидности защитного газа и его расхода. Рассматриваемый метод сварки применяется для высококачественного и точного соединения тонкостенных деталей из различных марок стали и алюминиевых сплавов. 
Разумеется, каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Технология MMA отличается сравнительной простотой при самой низкой стоимости оборудования и расходных материалов (штучных электродов). Из минусов – низкая производительность, необходимость часто прерывать процесс сварки для замены израсходованного электрода на новый, а также образование шлака, который по окончании работ приходится вручную удалять с поверхности сварного шва при помощи молотка и жесткой металлической щетки. В отличие от MMA аргонно-дуговой метод (TIG) позволяет обойтись практически без образования брызг расплавленного металла во время работы, а получившийся сварной шов характеризуется очень высоким качеством и практически полным отсутствием шлаков на своей поверхности. Сварщик может визуально контролировать процесс расплавления металла в сварочной ванне и при необходимости добавлять сюда необходимое количество присадочного материала. Еще один плюс – возможность сваривать цветные металлы (прочие разновидности электродуговой сварки для этого не годятся). Среди характерных недостатков можно выделить все ту же невысокую производительность, наличие баллона с газом, который еще нужно где-то хранить со всеми необходимыми предосторожностями, и довольно высокие требования к опыту и квалификации сварщика. Таким образом, TIG – это не для мастеров-любителей. 
Наконец, дошла очередь до технологии MIG/MAG. Здесь применяется проволока двух типов – обычная и порошковая. В первом случае защитный газ подается из присоединенного к аппарату баллона: данный метод отличается универсальностью при работе с материалами разной толщины, высокими показателями по качеству и скорости сварки, а также практически полным отсутствием шлака на поверхности сварного шва. Главными минусами являются наличие баллона с газом и ограниченная возможность использования этого метода при работе на улице – ветер сдувает защитный газ. Порошковая проволока позволяет обойти указанные недостатки. Она идеально подходит для использования в условиях открытого пространства, а газовый баллон здесь попросту не нужен: защитная среда образуется при плавлении порошка, входящего в состав сварочной проволоки. Оборотной стороной медали выступают, во-первых, высокая стоимость такой проволоки, а во-вторых, шлак, образующийся на поверхности сварного шва. По типу источника питания для зажигания электрической дуги аппараты можно разделить на трансформаторные и инверторные устройства, одно- или трехфазные, с постоянным либо переменным током на выходе. Трансформаторы характеризуются невысокой стоимостью, но имеют низкий КПД, большую массу и габариты, к тому же при работе с ними у неопытного сварщика возникнут определенные проблемы, связанные с постоянным залипанием электрода, затрудненным поджигом дуги и низким качеством сварного шва. Инверторы хотя и дороже трансформаторов, зато намного легче, эффективнее, компактнее и проще в использовании. Хорошие инверторные «сварочники» имеют электронную схему, облегчающую поджиг дуги и обеспечивающую стабильность ее горения. Парад участников Тестирование проводилось в лаборатории компании «СВАРГАРАНТ» под руководством генерального директора сервисного центра «СВАГА Сервис» Сергея Борисовича Панкратова. Его ассистентами выступали специалисты СЦ Александр Фулин и Михаил Лукьянов. Программа мероприятия включала:
Для этих целей использовались балластный реостат РБ-302 У2, мультиметр-клещи APPA 39MR, амперметр, регулируемый лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) Solby TDGC-10-B, цифровые весы SOEHNLE Max 150 kg, шуруповерт Hitachi DS10DFL и набор отверток. Тестовая сварка производилась при помощи проволоки типа СВ08ГС в среде углекислого газа (CO2). В испытаниях приняли участие следующие модели сварочных аппаратов: • инверторный полуавтомат AIKEN MWA 160/4,9i; • инверторный полуавтомат FoxWeld InverMIG 185; • инверторный полуавтомат «СОРОКИН» 12.29; • универсальный сварочный инвертор AuroraPRO Speedway 175; • универсальный сварочный инвертор Elitech АИС 200ПНС.
Впрочем, возникли и другие отклонения от запланированного сценария. Так, мы собирались проверить работоспособность представленных устройств при пониженных значениях входного напряжения (160 В с дальнейшим уменьшением вплоть до отключения аппарата). Хотелось выяснить минимальный вольтаж, при котором техника сможет продолжать работу без снижения качества сварного шва, разрывов дуги и т. д. Интересным оказался бы и тест на эффективность защиты от кратковременных бросков «напруги» в сети до 280, 300 и 320 В, а также от ошибочного включения однофазного аппарата в трехфазную сеть 380 В. Однако никто не мог гарантировать, что устройства выдержат подобные «издевательства» и не сгорят на радость присутствующим конкурентам. В результате нам категорически запретили портить казенное имущество, вынудив отказаться от перечисленных испытаний. А некоторая ограниченность во времени не позволила выполнить полноценную проверку рабочего цикла аппаратов, также называемого продолжительностью включения (ПВ).
Внешний осмотр Испытания начались с того, что каждый аппарат был взвешен на электронных весах, а затем при помощи обычной рулетки специалисты измерили его габариты. Получившиеся результаты занесены в таблицу 1. Заметная разница между заявленными и реальными значениями объясняется отсутствием согласованной методики выполнения замеров. Ни один производитель не указал, в каком состоянии взвешивалось его изделие, т. е. принималась ли в расчет масса шнура питания, была ли установлена катушка, если да, то какая конкретно (диаметр, материал, толщина стенок), с проволокой или без нее... Правда, «СОРОКИН» честно пишет, что в руководстве по эксплуатации приводятся габаритные размеры не самого сварочного аппарата, а его упаковки (коробки), что не совсем понятно. Внутреннее устройство
AIKEN MWA 160/4,9i – легко разбирается, проблем с доступом к основным узлам не возникает. Полностью машинный (SMD) монтаж всех электронных компонентов, единая плата управления. Аппарат сделан на основе биполярных IGBT-транзисторов K30N50 с изолированным затвором. Предусмотрена кнопка для заправки проволоки, упрощающая и ускоряющая процесс подготовки устройства к работе. FoxWeld InverMIG 185 – верхняя крышка снимается легко и быстро, внутри много свободного места, что позволяет обеспечить эффективное охлаждение всех узлов. Навесной (не SMD) монтаж электронных компонентов свидетельствует о хорошей ремонтопригодности устройства в целом. Транзисторы MOSFET 23N50E (полевые с изолированным затвором). Есть кнопка для заправки проволоки.
Elitech АИС 200ПНС – многофункциональный аппарат на основе IGBT-транзисторов 75T60. Единая плата управления, SMD-монтаж электронных компонентов, есть кнопка для заправки проволоки. Корпус имеет жесткую конструкцию, надежно защищающую «внутренности» устройства. Демонтаж верхней крышки – довольно трудоемкая задача. Испытания в работе После внешнего и внутреннего осмотра аппараты были подключены к розетке и нагружены на балластный реостат. Нагрузка увеличивалась вплоть до возникновения тока максимально возможной силы (в соответствии с техническими характеристиками конкретной модели), параллельно измерялись значения тока и напряжения на входе устройства, чтобы отследить нагрузку на сеть. Результаты – в таблице 2.
О чем можно судить по приведенным в ней цифрам? Например, о том, что при подключении тестируемых экземпляров к обычной бытовой электросети нельзя работать ими на максимальных сварочных токах - не выдержит проводка. Впрочем, аппараты рассчитаны на использование проволоки 0,8–1,0 мм, для нормальной работы с которой требуется сварочный ток 80-110 А: такую нагрузку на сеть можно считать допустимой. Инверторный полуавтомат «СОРОКИН» при нагрузке на балластный реостат почему-то так и не вышел на режим с максимальной силой сварочного тока. Причина данного явления так и осталась для нас тайной, тем более что во время дальнейших испытаний он без проблем выдавал положенные 175 и даже 180 А на электроде. Что касается оценки ПВ, то судить о нем по итогам 1,5 цикла включения/выключения попросту нельзя: выводы будут некорректными. Далее специалисты СЦ опытным путем установили минимальное и максимальное значения силы сварочного тока в работе, при которых аппараты продолжали обеспечивать стабильность горения дуги (таблица 3). Здесь видно, что модель AIKEN позволяет получить достаточно качественный сварной шов уже при 48–50 А, однако режим сварки можно назвать окончательно установившимся лишь на 55–60 А. Немного озадачил Elitech, в синергетическом (автоматическом) режиме начинавший стабильно работать лишь с 55–60 А, в то время как при ручной настройке параметров нижний порог опускался до более приемлемого уровня в 40–45 А. В целом все аппараты не преподнесли особых сюрпризов, показав, что могут стабильно функционировать в заявленном диапазоне регулировки сварочного тока и даже за пределами указанных в спецификациях значений.
Наконец, пришло время испытать сварочные аппараты на работоспособность при пониженном значении входного напряжения – к сожалению, в отечественных электросетях подобное явление не редкость. С удовольствием констатируем, что все протестированные модели нормально работают, если «напруга» в розетке садится до 160 В и даже меньше (таблица 4).
Швы и выводы
Выражаем благодарность компаниям «СВАРГАРАНТ», Elitech, «Мерит-линк Рус», «Евротек» и ТД «СОРОКИН®» за предоставленное оборудование. Отдельно благодарим СЦ «СВАГА Сервис» за помощь в проведении тестирования и подготовке статьи. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Как можно убедиться, к собственно полуавтоматам относятся только первые три модели (кстати, у AIKEN дополнительно имеется 
На следующем этапе сотрудники лаборатории вскрыли корпуса аппаратов, чтобы взглянуть на технику изнутри. При этом мы выясняли, насколько сложно разбирается каждое устройство, параллельно делая еще кое-какие наблюдения и выводы. Спешим поделиться информацией.
AuroraPRO Speedway 175 – многофункциональный аппарат, SMD-монтаж, единая плата управления, есть кнопка для заправки проволоки. Простой доступ внутрь аппарата. Идентифицировать транзисторы без снятия соответствующих плат не представлялось возможным (в описании указаны IGBT-транзис-торы К75Т60). На плате управления предусмотрена светодиодная подсветка, облегчающая диагностику неисправности аппарата.
Финальным аккордом, завершившим испытания, стало получение сварных соединений двух стальных пластин толщиной 4 мм на сварочном токе 100 А. Качество швов можно оценить по представленной фотографии: согласно мнению специалистов, проводивших тестирование, лучшие результаты показали инверторные полуавтоматы AIKEN и FoxWeld. Остальные модели тоже успешно справились с поставленной задачей, однако получившиеся швы внешне выглядят чуть менее аккуратными. И, что особенно важно при нестабильных параметрах отечественных электросетей, все представленные аппараты способны полноценно функционировать при пониженном (160 В) входном напряжении.