Как варить инвертором тонкое железо: Сварка тонкого металла электродом — как правильно варить

Как варить тонкое железо инвертором видео

Сварка электродом тонкого металла позволяет собирать легкие конструкции с большим запасом прочности. Также таким способом можно восстанавливать автомобили и чинить многие другие тонкостенные изделия. Однако, такой процесс довольно сложен, очень непросто сделать качественный сварной шов при отсутствии опыта.

В этом материале мы разберем все нюансы сварочных работ по тонколистовому металлу, какие бывают проблемы и способы их избежать.

Проблемы сварки тонкостенных изделий

Основные проблемы, которые возникают в процессе сварки электродами тонкого металла, схожи с обычным браком при некачественном соединении.

• Прожигание заготовки.
• Прилипание электрода.
• Не проваренный шов.
• Деформация материала.

Прожигание — наиболее частое явление в работе с тонкостенными конструкциями. Это следствие неправильно выбранной силы тока. Именно избыток мощности способствует быстрому расплавлению металла и образованию отверстий.

Прилипание электрода возникает в двух случаях: при малой силе тока и близкому подношению кончика расходника к поверхности металла. Эти два негативных фактора способствуют образованию неравномерного соединения и, как следствие, падает качество сварки.

Не проваренный шов — это частая ошибка, допускаемая новичками в сварочном деле. Боясь прожечь металл, кончик электрода удаляется на большое расстояние и расплав попросту растекается по поверхности. В итоге, во время зачистки оказывается, что шов неравномерный и есть не соединенные участки.

Деформации также довольно частое явление при сваривании тонколистового металла. Это следствие воздействия высоких температур.

Как же осуществляется сварка тонкого металла и какие существуют пути решения проблемы брака?

Выбор режимов и электродов

Лучше всего для сварки тонкостенных конструкций воспользоваться инвертором. Такие аппараты имеют более тонкую настройку в отличие от трансформаторных аналогов.

Сила тока, которую используют в таких работах, напрямую зависит от толщины деталей и диаметра электрода.

Тонким металлом принято считать заготовки толщиной до 5 миллиметров. Однако проблемы со сваркой возникают с деталями до 3 мм. В таблице можно посмотреть приблизительное соответствие выбранной мощности к материалу и диаметру электрода.

Это приблизительные данные, более точную настройку аппарата можно определить опытным путем, попробовав варить металл.

Используя тонкие виды электродов, нужно учитывать, что скорость плавления у них более высокая, а значит нужно быстрее вести шов.

Главные требования к выбору расходников такие же, как и при сварке стандартных конструкций. Обмазка и состав электрода должны соответствовать свариваемому металлу.

Правильная технология

Технологически сварка тонкого металла практически не отличается от процесса соединения более толстых конструкций. Всю работу можно условно разделить на три этапа:

• Подготовка деталей.
• Сварочный процесс.
• Зачистка швов.

Основные отличия в некоторых нюансах, позволяющих качественно варить листовой металл и оцинковку.

Подготовка

Вся подготовка начинается с очистки поверхности материала от загрязнений. Важно более тщательно зачистить место, где будет установлен держатель массы аппарата.

Оцинкованный листовой металл в месте будущей сварки можно очистить болгаркой от защитного покрытия. Но можно варить и прямо по нему, цинковый слой сгорит в процессе работы.

Сварка

Алгоритм сварки по тонкому металлу следующий.

• Электрод на конце можно очистить от обмазки на длину около 5 мм, это поспособствует быстрому поджогу дуги.
• По всей длине будущего шва нужно сделать точечные прихватки материала (чтобы избежать дальнейшей деформации). Для этого делают краткосрочный поджог и приваривают края металла в виде точки или на длину в 10 мм.
• Зажигается дуга просто — это делают двумя способами. Либо постукиванием кончиком электрода по металлу, либо чирканьем. Длина дуги оптимальна в пределах 2-3 миллиметра. Обычно расстояние электрода от металла нужно выдерживать в пределах диаметра расходника!
• После этого образовывают ванну из расплавленного металла и начинают вести шов. В процессе работы сварочная ванна должна иметь вытянутую овальную форму. Это свидетельствует о получении качественного шва.
• Чтобы избежать прилипания электрода не стоит его «утыкать» в поверхность.

Очень удобно в этом плане для начинающих сварщиков пользоваться инвертором с дополнительными функциями антиприлипания и форсирования дуги. При слишком близком приближении электрода к металлу он сбрасывает напряжение. В этом случае не происходит замыкания и электрод не прилипнет. При большом растяжении дуги инвертор дает дополнительное напряжение и сварочный процесс не прерывается.

• Шов ведут, располагая держатель с электродом под углом в 60 градусов. Лучше всего выбирать положение, приближенное к прямому углу, но с сохранением обзора сварочной ванны и самого шва. При слишком остром угле получается выпуклое соединение. Это значит, что шов всплывает и не сваривает металл.
• Электрод можно вести слева направо, или на себя, вертикальные соединения делают снизу вверх. При этом во время сварки нужно делать поперечные движения зигзагами (елочкой).
• Также нужно контролировать скорость движения. Она должна быть поступательной и одинаковой.

После окончания работы нужно сбить шлак и осмотреть соединение на наличие непровара и прожогов на металлической поверхности.

Приемы сварки тонкостенных конструкций

Чтобы избежать негативных последствий в процессе сваривания, можно использо

Какими электродами варить тонкий металл

Прежде всего, стоит отметить, что тонким металлом считается металл толщиной 2 или менее миллиметров. В наше время такой металл находит все более широкое применение, потому что для изготовления деталей для сваривания такой толщины не нужно использовать большое количество металла, и, как следствие, Вы можете приобрести такие детали по более выгодным ценам.

Чаще всего со свариванием тонкого металла можно столкнуться при работе с профильными трубами. В большинстве своем толщина металла профильных труб не превышает 2 миллиметров, поэтому производить сваривание таких конструкций можете показаться весьма сложным.

Чаще всего многие производят сваривание тонкого металла ручной дуговой сваркой. К примеру, если Вы производите сваривание, метала толщиной 1,5 миллиметра, то Вам лучше всего воспользоваться электродами толщиной 2 миллиметра. Подбирать сварочный электрод для сваривания тонкого металла Вам нужно исходя из Ваших ожиданий от конструкции и типа металла.

Для сваривания тонкого металла многие используют непрерывную сварку по длине всего шва. Значение сварочного тока равняется 40 – 60 Амперам, а, может быть, больше или меньше, потому что такие параметры зависят от типа сварочного аппарата.

Главное, что Вам нужно достичь при сваривании тонкого металла это проваривание, но не прожиг металла. При проведении сваривания тонкого металла непрерывистой дугой Вам нужно вести электрод со средней скоростью, потому, что превысив ее, Вы проварите только верх шва, понизив – прожжете металл.

Вторым способом сваривания тонкого металла является сваривание с прекращением дуги. В основном при сваривании тонкого металла используется данный способ сваривания. Если же металл при сваривании слишком тонкий или Вы используете слишком большой сварочный ток, то Вам можно использовать точечное сваривание, позволяющее производить сваривание точками, при этом, не прожигая металл.

Происходить сварочный процесс должен достаточно быстро, чтобы металл не успевал остывать. Даже при сваривании точечным способом Вам нужно быть предельно внимательными, что не прожечь металл или сделать поверхностный шов, который не будет способен выполнять свою работу.

А теперь переходим к свариванию тонкого металла полуавтоматом. Да, действительно, производить сваривание полуавтоматической сваркой намного проще, нежели другими способами сваривания. Примечательно, что данный сварочный аппарат может производить сваривание на маленьком токе. При сваривании полуавтоматической сваркой можно производить сваривание непрерывно и точками.

Производить сваривание разным способами с использованием полуавтоматического сварочного аппарата не имеет значения, потому что для успешного сварочного процесса Вам нужно просто в определенные моменты вовремя нажимать на кнопку. Все дело не в сварочных аппаратах, а в опыте сварщика и его желании учиться и использовать современные качественные электроды и технологии сваривания.

Как правильно варить полуавтоматом тонкий металл

Просмотров 73 Опубликовано 12.12.2019 Обновлено 12.12.2019

Изобретение полуавтоматической сварки (так называемой MIG) является своеобразной эволюцией в ручном электродуговом процессе сваривания (так называемого ММА). Даже с учетом доступности инверторов типа ММА для быта лучше применять сварочные аппараты типа MIG. Однако для того, чтобы по достоинству оценить все достоинства необходимо купить сварочный аппарат полуавтомат и научиться правильно им работать. Однако разобраться с принципами работы не так уж и сложно.

Преимущества сварки полуавтомата

1.       Существует возможность сваривания деталей из тонколистового железа, имеющего толщину до 0,5 миллиметра.

2.       Минимальная степень чувствительности к коррозии и иным типам загрязнения свариваемого металла.

3.       Небольшая цена с сравнении с иными видами сварки.

4.       При помощи сварочного полуавтомата возможно выполнять спайку оцинкованных элементов, не повреждая цинковую поверхность.

Выполнение работы своими руками

До того, как начать сваривание полуавтоматом, следует провести настройку аппарата:.

1.       Выбрать оптимальный режим сварочного тока, исходя из толщин свариваемых деталей. Как правило в комплекте есть таблицы выбора этих значений. Следует отметить, что сваривание при низких токах происходит плохо.

2.       Выполнить настройку скорости подачи проволоки. Регулировка осуществляется при помощи сменяемых шестеренок.

3.       Осуществить проверку правильности выбора режима на пробных элементах и, если нужно, откорректировать. При правильных настройках вы будете работать устойчивой сварной дугой.

Виды сварных швов

Различные типы создания сварного шва будут отличаться главным образом настройкой аппарата. Швы отличаются типом соединения и расположению деталей при сваривании.

Положение швов в пространстве:

·         Вертикальные;

·         Горизонтальные;

·         Нижние;

·         Потолочные.

По типам соединения:

·         В нахлест;

·         В стык;

·         Угловые;

·         Тавровые.

Самый простой вариант сваривания – в стык и внахлест.

В этом процессе нет сложных операций. Напротив, сварить тонколистовые детали даже проще, чем толстые.

Тонкие листы можно сварить 2 методами:

·         Обычным – для любых типов соединений;

·         Заклепочным – детали располагаются внахлест и свариваются через заблаговременно созданные отверстия в верхней заготовке.

Существуют некоторые правила подобного сваривания:

1.       Силу тока и скорость движения проволоки необходимо уменьшить.

2.       Не рекомендуется замедлять горелку в одной точке. Будут получаться наплывы или прожоги.

3.       Заклепочный метод предполагает старт с центра детали, расположенной внизу. Если начинать с верхнего, то расплавленная масса будет заливать отверстие, что приведет к плохому провару.

Когда не нужно получать герметичные соединения, то не следует сваривать сплошными швами. Чтобы сварить тонкие детали можно варить точечно с промежутками от 1 до 5 сантиметров.

Как выбрать сварочный электрод?

Уважаемые начинающие сварщики, в этой статье мы кратко расскажем про электроды и дадим практические рекомендации по их использованию.

Для выбора электрода необходимо определить:

• Толщину металла  — (чем толще металл, тем больше диаметр электрода).
• Марку стали — (черный металл, нержавейка, жаропрочный и т.д.).
• По электроду определяем ток!
• Положение сварки — (нижнее, горизонтальное, нижнее тавровое, вертикальное — сварка снизу вверх, потолочное, потолочное тавровое).

Что касается сварочного тока, который вы будете подавать на электрод. Каждый производитель электродов заявляет разный сварочный ток. Ниже мы приводим классические параметры, с этими параметрами согласились сварщики, которые работают в профессии не один год. 

Выбор тока также зависит от пространственного положения и величины зазора. Например: для диаметра 3 мм рекомендуется ток 70-80 А. Это ток для сварки в потолочном положении или вертикаль на подъем, а также, если зазор соизмерим или более диаметра электрода. Если же варить в нижнем положении, при этом зазора нет и позволяет толщина металла, то можно на простом электроде дать 120 А.

Опытные сварщики советуют пользоваться следующей формулой. Вы можете попробовать следовать этой формуле. 

Сила тока рассчитывавшийся по формуле 30-40 А. на 1мм электрода, т.е на электрод d 3 мм. ставим ток 90-120 А., на электрод d 4мм ставим ток 120-160А и т. При сварке в вертикальном положении уменьшаем силу тока на 15%.

Диаметр 2 мм. – 40 – 80 Ампер. «Двойка» — пожалуй, самый капризный электрод. Многим кажется, что чем меньше диаметр электрода, тем легче работать. Но это не совсем так. Например: «двойка» требует определенных навыков и сноровки, она быстро горит и очень сильно греется, если вы выставили большой ток.  «Двойка» хороша тем, что требует мало тока и сваривает тонкие металлы. Но нужно умение и терпение.

Диаметр 3 мм или 3.2 мм. – 70-80 Ампер. ПРИ УСЛОВИИ СВАРКИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ.  Все сходятся во мнении, что 80 Ампер – это максимальное значение тока, все что выше – это уже не сварка, а резка. Попробуйте начать сварку с 70 Ампер, поймете, что не проваривает — добавьте 5-10 Ампер, если и 80 Ампер мало — крутите ручку регулировки сварочного тока до 120 А., но не более. Если вы варите на ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ – вам следует выставить 110-130 ампер. Иногда даже до 150 Ампер. Но скорей всего вам это не нужно, так как у вас инверторный сварочный аппарат, а не трансформаторный. 

Диаметр  4 мм. – 110-160 Ампер. Как видите колебание в 50 Ампер, это связанно с тем, какой у вас толщины металл и какой у вас навык работы «четверкой».  Мы опять же рекомендуем пробовать с 110 Ампер и по мере необходимости добавлять силу тока. 

Диаметры от 5 мм и выше – это уже профессиональные электроды, как правило, их используют сварщики профи. Давать им рекомендации мы не будем, они и так знают как ими работать, а начинающим сварщикам они попросту не нужны. Скажем лишь, что такие диаметры чаще используют не для сварки, а для наплавки.

Какой выбрать сварочный электрод?

Мы сейчас расскажем об основных типах сварочных электродов.

МР-3 и АНО – эти электроды лучше использовать на переменном токе. Они не прихотливы к сырости. Эти электроды не для ответственных конструкций, ими никогда не варят мосты и несущие балки крыши, ими варят заборы, ворота и теплицы на даче, ограждения, небольшие металло-контрукции бытового назначения.  Если нет сверх нагрузки – это электроды для Вас. Самые востребованные марки у сварщиков любителей и дачников.

УОНИИ 13/55 – это отличные электроды, но очень «специфические».  УОНИИ 13/55 варят профессионалы. Надо варить на короткой дуге! Это электроды для ответственных конструкций. Горят только на постоянном токе, любят стабильную дугу и не любят скачков напряжения. Начинайте работать с УОНИИ 13/55 только тогда, когда вы научитесь варить МР-3 и АНО. 

LB-52U – мы рекомендуем покупать эти электроды японской фирмы KOBELCO. Эти электроды берут для сварки труб под высоким давлением. Очень качественный шов. Электроды LB-52U одни из самых дорогих, как правило, их покупают предприятия и структуры связанные с ремонтом городских тепло/водо сетей. 

Мы ознакомили вас с самыми ходовыми электродами. Ниже мы расскажем кратко об электродах Концерна ESAB (Швеция), возможно вы найдете именно то, что вам нужно. Все электроды фирмы ESAB начинаются с букв ОК – в честь основателя Концерна Оскара Кельберга.

OK 46.00 ESAB (Россия) – сваривать металлы этими электродами можно на постоянном и переменном токах. Часто эти электроды называют УНИВЕРСАЛЬНЫЙ или ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СТАЛИ. Если вы не знаете что выбрать, берите эти электроды – не прогадаете. Электроды хороши тем, что имеют широкую линейку диаметров. Всегда можно подобрать нужный именно вам.

OK 48.00 ESAB (Швеция) — только постоянный ток. Идеально подойдут для ответственных конструкций. 

Cпециальные электроды.

OK 61.30 ESAB – сварка нержавейка/нержавейка (марки стали 304, 308L, 03Х18Н11, 06Х18Н11, 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10).

ОК 67.60, ОК 67.62 ESAB — сварка нержавейка/сталь.

OK 63.30 ESAB (российские аналоги АНВ-26) – (марки стали 316, 03Х17Н14М2, 10Х17Н13М3Т, 06Х19Н11Г2М2) идеально подходят для сварки тонкостенных труб и тонколистовых изделий. 

Если вы не понимаете, какая сталь перед вами, вы не знаете ее состав – ваш выбор OK 68.81, OK 68.82 – этими электродами можно сваривать разнородные стальные изделия и стали неизвестного состава.

При сварке чугуна много нюансов!

Сварка чугун\сталь ESAB OK 92.18 (новое название OK Ni-Cl) — предназначены для сварки нетолстого чугуна (не более 3 слоев). 

Сварка чугун\чугун; чугун\сталь ESAB OK 92.60. (новое название OK NiFe-Cl) -ими как раз можно варить чугун любой толщины и чугун со сталью

Сварка алюминия. Алюминий очень сложный металл, требует прогрева перед сваркой, быстро плавится и быстро застывает. Обычно алюминий варят TIG или MIG сваркой. Варить алюминий электродом очень сложно, но если у вас получится – вы можете считать себя мастером! 

OK 96.20 ESAB — им можно варить очень ограниченное количество марок алюминия. Внимательно изучите состав.

Самый универсальный электрод по алюминию — это ОК 96.40. ВАЖНО, что электрод по алюминию надо использовать в один поджег. Незаконченный электрод надо заменять новым. Плюс, в отличие от сталей, надо совершать круговые движения концом электрода.

Для чего нужно прокаливать электроды?

Прокаливают электроды для того, чтобы убрать из них влагу.  Если электрод отсырел – при сварке могут возникнуть дефекты в сварочном шве или электрод будет постоянно прилипать к изделию. 

Обращаем внимание на то, что в нашем интернет-магазине все электроды «свежие», мы закупаем их у поставщиков имеющих специальные отапливаемые склады, электроды не хранятся на складах больше месяца, все пачки имеют герметичную упаковку. 

Строительные компании имеют специальное оборудование для прокалки электродов, сварщики-любители, как правило, не имеют таких установок. Если вы открыли новую пачку – мы рекомендуем вам ее либо израсходовать полностью, либо убрать остатки не использованных электродов из пачки в сухое теплое место. Не храните электроды на открытом пространстве, на чердаках и в подвалах. 

Полезная информация.

Толщина металла, мм.	1.1-2.0	3.0	4.0-5.0	6.0-8.0	9.0-12.0	13.0-15.0
Диаметр электрода, мм.	1.5-2.0	3.2	3.2-4.0	4.0	4.0-5.0	5.0

Прямая полярность и обратная полярность.

Если электрод на «+», а клемма на «-«, то больше плавится электрод. — это называется обратная полярность.

Если электрод на «-«, а клемма на «+», то больше плавится свариваемый металл. — это называется прямая полярность.

Постоянный ток — это DC, переменный ток — это AC.  Как правило все сварочные аппараты ручной дуговой сварки варят на DC (постоянном токе).

При сварке на прямой полярности проплавление меньше (сварка тонколистовых изделий), и соответственно при обратной полярности больше (толстостенные изделия).

Покупайте надежную технику, зарекомендовавших себя фирм, а также качественные электроды, тогда сварка будет в радость!

Подбор горелки MIG →← Обзор сварочного полуавтомата Ergomax MIG 140

как варить электродом тонкостенный профиль?

На чтение 7 мин Просмотров 4.4к. Опубликовано 14.11.2018 Обновлено 28.07.2019

тонкого металла инвертором может стать реальной проблемой не только для неопытного сварщика, но и для некоторых мастеров с приличным опытом в данной области.

При выполнении сварной операции приходится придерживаться иных правил, нежели при сварке толстостенных конструкций, что осложняет подбор режима и вида электродов. Но если не учитывать специфику сваривания тонколистового металла при работе, получить высококачественные швы не получится.

Лист металла признается тонким, если его толщину не превышает показатель 3 мм.

Большое число конструкций разного назначения изготавливается из стали с такой толщиной:

• кузова легковых автомобилей;
• емкости для хранения разного рода жидкостей;
• трубки маленького диаметра и др.

Особенности сварки тонкого металла.

Сварка тонколистового металла на крупных промышленных производствах реализуется с помощью специального оборудования, способного обеспечить сварному шву оптимальные параметры: долговечность, прочность, стойкость к механическому воздействию, коррозии. Такое оборудования стоит больших денег, поэтому не применяется в бытовых целях.

Мастера в домашних условиях могут применять полуавтоматическую сварку, но в большинстве случаев все же работа с тонкостенным изделием осуществляется ручными агрегатами.

Столь специфический по параметрам материал требует от мастера определенных навыков, иначе изготовить высококачественные швы на тонких металлических листах ручной сваркой не выйдет.

Сварка жести с незначительной толщиной в небольших ремонтных мастерских, на СТО или в домашних условиях на даче может сопровождаться рядом проблем, если не владеть определенными нюансами процесса.

Схема сварки тонкого металла.

Опишем их подробно:

1. Крайне важно выставить правильные настройки на инверторе и подобрать актуальный конкретным условиям электрод.
   Если этого не сделано, можно пропалить металл или оставить на нем непровары. Ввиду особой тонкости свариваемого материала он часто прожигается, из-за чего изделие сквозит дырами. Подобные оплошности происходят при неправильном подборе силы тока и медленном ведении электродом по поверхности.
2. Часто сварка металлических листов толщиной 2мм осложняется иной проблемой – с обратной стороны свариваемой поверхности выступают валикообразные наплывы, не смотря на то, что с лицевой части сварной шов выглядит идеально.
   Происходит это из-за того, что металл сварочной ванны тонкостенных профилей под влиянием силы тяжести давит на шов и продавливает его на тыльную сторону поверхности. Исправить ситуацию можно с помощью специальной подложки, снижения силы тока, изменения техники выполнения сварного шва.
3. При перегревании листовой стали расширяются межмолекулярные составляющие материала с толщиной 1 мм, что ведет к его деформации.
   Конструкция вытягивается в зоне перегрева, поверхность идет волнами, так как края изделия остаются холодными. В случае не ответственных изделий можно попытаться исправить форму резиновыми молотками, но в других ситуациях потребуется применить определенное чередование наложения сварного шва по всей его длине.

Если спешить при прохождении стыка, можно оставить не проваренные участки, что снижает герметичность и делает изделие непригодным для наполнения жидкостями. Не прожечь при сварке поверхность и создать действительно долговечный шов позволит правильный подбор силы тока и скорости перемещения электрода.

Если не знать, каким электродом стоит варить металл, можно испортить изделие. Ведь от правильности подбора сварной проволоки во многом зависит будущие эксплуатационные параметры металлической конструкции.

Оптимальный вариант для сварки тонкостенных металлических изделий является электрод с диаметром 2-3 мм и качественным покрытием.

На заметку! Сварочные работы выполняются на пониженных токах, поэтому электроды с диаметром 4-5 мм будут подавлять электрическую дугу и не дадут ей гореть в нормальном режиме.

https://youtu.be/Z8s_-2IDn0s

Общие принципы сваривания тонких листов металла инвертором

Способ сварки внахлест.

Сварка тонкого листового металла будет успешной, если заранее выставить точные настройки на сварном аппарате:

• при толщине металла 0,5 мм сила тока должна равняться 10А, а диаметр электрода ‒ 1 мм;
• при толщине металла 1 мм сила тока должна равняться 25-35, а диаметр электрода ‒ 1,6 мм;
• при толщине металла 1,5 мм сила тока должна равняться 45-55, а диаметр электрода ‒ 2 мм;
• при толщине металла 2 мм сила тока должна равняться 65, а диаметр электрода ‒ 2 мм;
• при толщине металла 2,5 мм сила тока должна равняться 75, а диаметр электрода ‒ 3 мм.

с маленькой толщиной тонким электродом выполняется током, сила которого ниже, чем при работе с толстыми листами металла. Это позволяет свести риск появления прожогов и подтеков к нулю.

Прекрасно зарекомендовали себя в данной сфере инверторные агрегаты, позволяющие сваривать металл переменным напряжением и с высокой частотой.

Если настройки сварочного аппарата позволяют, нужно выставить уровень стартового напряжения меньшего значения, нежели рабочий ток приблизительно на 20%. Это позволит устранить пропаленные участки при розжиге электродуги и поможет начинать сварку непосредственно в месте соединения.

Если нет возможности отрегулировать стартовый ток вручную при дуговой сварке, можно зажечь электрод на толстой поверхности, а потом перенести его на стык.

Особенностью сварки тонкого металла инвертором считают необходимость работы на малых токах, для чего настройки агрегата поддерживают рабочие значения амперметра на уровне 10-30 А.

Когда минимальное значение регулируемой величины превышает эти параметры, понизить силу тока можно с помощью дополнительного сопротивления в цепи. Для этого пружину из высокоуглеродистой стали помещают между изделием и кабелем массы.

Также в такой ситуации может помочь установка балластника для понижения тока до актуального уровня.

Если в настройках агрегата присутствует импульсный режим, можно воспользоваться этой функции. Чрезмерно тонкие листы стали нужно сваривать прерывистой дугой. Точечная сварка выполняется следующим образом: импульсный ток автоматически разрывает дугу, предоставляя металлической поверхности время, чтобы остыть.

https://youtu.be/P2CzIuF_VhQ

Техники и методики сваривания

Для сварки тонких листов из металла подойдет полуавтоматические модели сварочных аппаратов, а также ручные дуговые агрегаты. Работать полуавтоматом гораздо легче, так как часть сварочных процессов автоматизировано. Это позволяет преодолеть некоторые трудности при работе с тонколистовым металлом.

Преимуществом полуавтоматов также является отсутствие необходимости менять электроды в процессе работы, ведь проволока подается стабильно. Это ускоряет рабочий процесс, что крайне важно в условиях выполнения объемных проектов.

На заметку! В бытовых целях для необъемных операций мастера чаще используют именно ручную дуговую сварку ввиду ее дешевизны и возможности смастерить агрегат своими руками.

В процессе сваривание тонких листов металла важно не только располагать хорошим оборудованием, но и понимать, как сварить такой материал.

Схема сварки тонкого листа металла.

Существует разные техники и методы сварки, актуальные для данного случая:

1. При выполнении непрерывной сварки всего шва важно правильно подобрать ток.
   Оптимальный диапазона ‒ 40-60 А. Не менее важно не ошибиться со скоростью ведения электрода для варки тонкого металла. Если двигаться слишком быстро, корень сварного шва может не проварить. А при слишком медленном движении металлическая поверхность может покрыться дырами.
2. Прерывистую сварку также называют сваркой точками.
   Ее чаще остальных технологий используют в случае тонколистового металла. Для реализации такой технологии необходимы тонкие , одним концом которых на металле ставятся точки или проводятся короткие линии с равным шагом.

На заметку! Особенность прерывистой сварки заключается в том, что так можно варить даже очень тонкие металлические листы. Главное выставить чуть более высокий, нежели обычно, сварной ток, и добиться быстрых движений, дабы не дать остыть свариваемому материалу.

Опытные сварщики при работе с ручными агрегатами и тонкими листами металла рекомендуют придерживаться следующих правил:

1. Получить высококачественные сварные соединения можно при условии постоянного контроля параметров сварочного шва со всех сторон в процессе электродуговой сварки инвертором.
2. При работе важно держать электропроводник максимально близко к металлической поверхности до того момента, пока на ней не появится красное пятнышко.
   Она является прямым доказательством того, что под электропроводником находится металлическая капля, за счет которой происходит соединение металлических листов.

Подведем итоги

Сваривание тонкостенных металлических конструкций обладает рядом особенностей, что важно понимать неопытному сварщику: нужно знать, какими электродами стоит работать, а также понимать, как правильно варить металл инвертором.

Электроды, применяемые для сварки тонкого металла, нужно перемещать вдоль сварного шва довольно быстро, дабы не давать поверхности остыть. Но в то же время движения не должны быть чрезмерно оперативными, иначе не избежать не проваров, снижающих прочность соединения.

Как сварить тонкий металл. Как варить инвертором тонкий металл – наши советы

Электроды для сварки существенно облегчили жизнь человека, и создали массу полезных и надежных вещей методом «сваривания швов» между двумя металлическими деталями. На самом деле, электрод имеет предельно простую конструкцию — это проволока в форме стержня со специальным покрытием или без покрытия. На сегодняшний день вы сможете найти более 200 разновидностей электродов, которые различаются не только маркой и изготовителем, но и механическими свойствами шва, допустимым градусом изгиба, возможной степенью вязкости и так далее. Но самые распространенные являются такие особенности:

• Неметаллические.
• Металлические.

Это самое важное дифференцирование и уже из этой особенности выводятся следующие типы. К примеру, неметаллические сварочные стержни могут быть только неплавящимися, так как их изготавливают из графита или угля. В отличие от них, металлические электроды могут быть плавящимися и неплавящимися. Об этом более детально и в скором времени вы сможете определить самостоятельно какими электродами варят какие металлы.

О классификации металлических электродов.

Металлические электроды могут подразделяться на два вида:

• Плавящиеся.
• Неплавящиеся.

Материал для изготовления первого типа металлических электродов — это тугоплавкие вещества, такие как вольфрам, синтетический графит и электротехнический уголь. Главная область применения данных электродов — это защитная газовая сфера, плазменная резка и сварка, которые требуют огромных температур, и обычные стержни быстро приходят в негодность. Для изготовления электродов второго типа применяют сварочную проволоку трех типов: углеродистая, легированная и высоколегированная. Такие сварочные стрежни покрываются специальным защитным составом, чтобы обезопасить электрод от окисляющего влияния кислорода и обеспечивает более эффективное горение сварочной дуги.

О покрытых и непокрытых электродах.

В наше время покрытые сварочные электроды (рис.1) находятся в большем ассортименте, чем не покрытые. В первую очередь эта особенность связана с тем, что для покрытий используется бесконечное множество материалов, но разделяются всего на несколько типов:

• Рутиловое.
• Кислое.
• Основное.
• Целлюлозное.

Непокрытые сварочные стержни — это прообраз современных электродов, и его использовали в самом начале развития технологии сварочных приборов. На сегодняшний день, непокрытый электрод имеет область применения в защитной газовой среде.

Особенности покрытых электродов и область их применения.

В современном мире сварки стандартным материалом покрытий электродов является кислое вещество на основе оксидов кремния, железа и марганца. Главная особенность состоит в том, что используя электрод с оксидным покрытием можно создать горячие трещины в металле. Его область применения, по сути, универсальна, так как этот стержень годится для сварки, как при переменном, так и постоянном токе. По ГОСТу классификация этого стержня имеет наименование: марка Э38 и марка Э42.

Следующий тип стержней — это электроды марки Э42, а также Э46. Для изготовления покрытия используется рутиловый концентрат, и в результате мы получим превосходный рутиловый стержень для работы с полуспокойной и спокойной сталью. Рутиловый электрод создает более качественные швы и не создает трещин как стандартный стержень. Кроме того, используя электрод с рутиловым покрытием, вы сведете к минимуму потери металла и упростите удаление шлаков после сварки. Похожие по особенностям покрытия являются ильменитовые стержни.

А, к примеру, электроды с основным покрытием производят с помощью нанесения на поверхность стержня фтористых и карбонатных соединений. Главная область применения — это спокойные металлические конструкции, и при этом, особенностями стержней с таким покрытием является высокий уровень пластичности и также ударной вязкости. Кроме того, основной электрод имеет схожее свойство с рутиловыми стержнями: препятствует созданию горячих трещин на швах. По ГОСТу этот сварочный электрод представлен марками: Э42А, Э55, Э50А, Э60, Э46А.

Последний тип покрытых электродов — это стержни с целлюлозным веществом в состав, которого входят натуральные органические составы, среди которых важнейшим является целлюлоза. Главная область применения сварочных стержней с целлюлозным покрытием — это спокойные и полуспокойные стали. Кроме того, использование таких стержней возможно не только при условии, что конструкция будет на «земле», а также и на весу или сверху вниз, что является достоинством данных электродов. По ГОСТу эти стержни можно отыскать под таким наименованием: Э50, Э46, Э42.

Для того, чтобы точно узнать какими электродами варят какие металлы, рекомендуем перед покупкой сварочных стержней детально ознакомиться с инструкцией и описанием на упаковке, потому что стержни для сваривания цветного металла нельзя использовать для сварки чугуна или стали. Для подробной консультации обращайтесь к продавцу.

Сварка электродом тонкого металла позволяет собирать легкие конструкции с большим запасом прочности. Также таким способом можно восстанавливать автомобили и чинить многие другие тонкостенные изделия. Однако, такой процесс довольно сложен, очень непросто сделать качественный при отсутствии опыта.

В этом материале мы разберем все нюансы сварочных работ по тонколистовому металлу, какие бывают проблемы и способы их избежать.

Проблемы сварки тонкостенных изделий

Основные проблемы, которые возникают в процессе сварки электродами тонкого металла, схожи с обычным браком при некачественном соединении.

• Прожигание заготовки.
• Прилипание электрода.
• Деформация материала.

Прожигание — наиболее частое явление в работе с тонкостенными конструкциями. Это следствие неправильно выбранной силы тока. Именно избыток мощности способствует быстрому расплавлению металла и образованию отверстий.

Прилипание электрода возникает в двух случаях: при малой силе тока и близкому подношению кончика расходника к поверхности металла. Эти два негативных фактора способствуют образованию неравномерного соединения и, как следствие, падает качество сварки.

Не проваренный шов — это частая ошибка, допускаемая новичками в сварочном деле. Боясь прожечь металл, кончик электрода удаляется на большое расстояние и расплав попросту растекается по поверхности. В итоге, во время зачистки оказывается, что шов неравномерный и есть не соединенные участки.

Деформации также довольно частое явление при сваривании тонколистового металла. Это следствие воздействия высоких температур.

Как же осуществляется сварка тонкого металла и какие существуют пути решения проблемы брака?

Выбор режимов и электродов

Лучше всего для сварки тонкостенных конструкций воспользоваться инвертором. Такие аппараты имеют более тонкую настройку в отличие от трансформаторных аналогов.

Сила тока, которую используют в таких работах, напрямую зависит от толщины деталей и диаметра электрода.

Тонким металлом принято считать заготовки толщиной до 5 миллиметров. Однако проблемы со сваркой возникают с деталями до 3 мм. В таблице можно посмотреть приблизительное соответствие выбранной мощности к материалу и диаметру электрода.

Это приблизительные данные, более точную настройку аппарата можно определить опытным путем, попробовав варить металл.

Используя тонкие виды электродов, нужно учитывать, что скорость плавления у них более высокая, а значит нужно быстрее вести шов.

Главные требования к выбору расходников такие же, как и при сварке стандартных конструкций. Обмазка и состав электрода должны соответствовать свариваемому металлу.

Правильная технология

Технологически сварка тонкого металла практически не отличается от процесса соединения более толстых конструкций. Всю работу можно условно разделить на три этапа:

• Подготовка деталей.
• Сварочный процесс.
• Зачистка швов.

Основные отличия в некоторых нюансах, позволяющих качественно варить листовой металл и оцинковку.

Подготовка

Вся подготовка начинается с очистки поверхности материала от загрязнений. Важно более тщательно зачистить место, где будет установлен держатель массы аппарата.

Оцинкованный листовой металл в месте будущей сварки можно очистить болгаркой от защитного покрытия. Но можно варить и прямо по нему, цинковый слой сгорит в процессе работы.

Сварка

Алгоритм сварки по тонкому металлу следующий.

• Электрод на конце можно очистить от обмазки на длину около 5 мм, это поспособствует быстрому поджогу дуги.
• По всей длине будущего шва нужно сделать точечные прихватки материала (чтобы избежать дальнейшей деформации). Для этого делают краткосрочный поджог и приваривают края металла в виде точки или на длину в 10 мм.
• Зажигается дуга просто — это делают двумя способами. Либо постукиванием кончиком электрода по металлу, либо чирканьем. Длина дуги оптимальна в пределах 2-3 миллиметра. Обычно расстояние электрода от металла нужно выдерживать в пределах диаметра расходника!
• После этого образовывают ванну из расплавленного металла и начинают вести шов. В процессе работы сварочная ванна должна иметь вытянутую овальную форму. Это свидетельствует о получении качественного шва.
• Чтобы избежать прилипания электрода не стоит его «утыкать» в поверхность.

Очень удобно в этом плане для начинающих сварщиков пользоваться инвертором с дополнительными функциями антиприлипания и форсирования дуги. При слишком близком приближении электрода к металлу он сбрасывает напряжение. В этом случае не происходит замыкания и электрод не прилипнет. При большом растяжении дуги инвертор дает дополнительное напряжение и сварочный процесс не прерывается.

• Шов ведут, располагая держатель с электродом под углом в 60 градусов. Лучше всего выбирать положение, приближенное к прямому углу, но с сохранением обзора сварочной ванны и самого шва. При слишком остром угле получается выпуклое соединение. Это значит, что шов всплывает и не сваривает металл.
• Электрод можно вести слева направо, или на себя, вертикальные соединения делают снизу вверх. При этом во время сварки нужно делать поперечные движения зигзагами (елочкой).
• Также нужно контролировать скорость движения. Она должна быть поступательной и одинаковой.

После окончания работы нужно сбить шлак и осмотреть соединение на наличие непровара и прожогов на металлической поверхности.

Приемы сварки тонкостенных конструкций

Чтобы избежать негативных последствий в процессе сваривания, можно использовать некоторые подходящие методики.

Внахлест. Если позволяет конструкция, листы можно расположить один на другой. В этом случае главное — не прожечь поверхность, располагающуюся снизу.

Точечное соединение. Технологически такой шов выполняется в виде местечковых прихваток. Дугу поджигают, проваривают металл в нужном месте и гасят. И далее, на всем протяжении соединения с шагом в 3 диаметра электрода, все повторяют.

По электроду. Если есть опасность прожечь тонкий металл, можно очистить один электрод от обмазки и уложить его вдоль будущего шва. В процессе сварки нужно хорошо проваривать эти места. Таким же образом можно заваривать прожженные дыры.

Также для сварки тонкостенных конструкций можно установить обратную полярность. Когда кабель держателя ставят на плюс, а массу на минус. Обратная полярность снижает количество тепла на кончике электрода и это поможет избежать прожогов.

Если нужно сварить массивную деталь с тонким металлом, то дугу поджигают на толстостенной заготовке и в процессе переносят сварочный шов на стык.

Для отвода излишнего тепла под тончайшие детали можно подложить медную полосу. Медь очень теплоемкий материал и позволит избежать прожигания и протекания расплавленного металла.

А что вы думаете по поводу такого вида работ, как сварка тонколистового металла? Если у Вас в наличии большой опыт сварных соединений из тонкого материала, поделитесь им в комментариях к этой статье.

Являются одними из самых доступных. Именно их чаще всего используют в домашних целях для выполнения небольшого объема работ. Но нередко при недостаточном опыте мастера сталкиваются со множественными проблемами – начиная от прожига заготовки и заканчивая недостаточно прочным швом.

Наиболее трудоемкой является сварка тонкого металла — наши советы для начинающих помогут избежать самых распространенных ошибок.

Основные правила

Прежде всего необходимо внимательно изучить возможности конкретной модели инвертора. К ним относятся максимальный (минимальный) диаметр электрода, сила тока (для домашнего использования достаточно 160 А) и значение напряжения холостого хода (до 80 В). Исходя из этого можно определить режим работы аппарата для сварки металла конкретной толщины.

Кроме вышеописанных параметров, нужно учитывать такие факторы:

• Технические характеристики свариваемого металла. От этого будет зависеть .
• Выбор режима работы в зависимости от силы тока и направления сварки. Для каждой марки электрода эти параметры индивидуальны. Чаще всего они указываются на упаковке.
• Подготовить место для проведения работ. Лучше всего выполнять их вне помещения, так как в процессе сварки будет выделяться газ.

Особое внимание нужно уделить марке электродов. Если необходимо варить низкоуглеродистые стали или металлы со средним содержанием этого компонента – выбираются углеродистые электроды. По такому же принципу подбираются расходные материалы для создания сварных соединений легированных и высоколегированных сортов стали.

После подготовки рабочего места и металла можно начитать процесс сварки. Для создания комфортных условий рекомендуется использовать специальную . С ее помощью можно контролировать качество шва без остановки процесса.

Металл должен располагаться на удобном от работника расстоянии. При надобности листы (деталь) фиксируются с помощью струбцин. Для лучшего качества сварного соединения рекомендуется выполнять рекомендации от профессионалов.

Полярность

Электроды следует подключить к положительной клемме. Таким образом на поверхность металла не будет оказываться избыточная термическая нагрузка. Используя такое подключение, можно получить качественный широкий шов с неглубокой проплавкой.

Положение

Во время выполнения работ место сварки должно быть в зоне видимости. Независимо от направления, угол наклона электрода составляет 30-35° относительно шва. Так можно контролировать состояние металла и газовой ванны. Следует опасаться вытекания расплавленной массы из области сварки.

Сначала электрод подносится к материалу, но не касается его. По мере образования расплавленной капли можно начинать движение фиксирующей рукоятью вдоль шва. Рекомендуется сначала «набить руку» на ненужных кусках металла аналогичной толщины, а затем приступать непосредственно к основной работе. При сварке листов толщиной менее 1 мм соединение делается внахлест.

Теплоотвод

Одной из самых распространенных ошибок неопытного сварщика является перегрев стали. В особенности это актуально для тонкостенных деталей и листов. Поэтому нужно организовать максимальный отвод тепла из зоны сварки. Для этого можно использовать тонкие листы меди. Важно, чтобы они плотно прилегали к обратной стороне свариваемого металла, не образуя зазоры.

Это лишь небольшая часть профессиональных «хитростей». Для создания по-настоящему надежного и качественного шва в тонкостенном металле необходимы две составляющие – хороший инвертор и опыт. Последний приходит со временем, и чем больший объем работ выполняется – тем быстрее можно научиться делать хороший сварной шов.

Сварка тонкого металла электродом оказывается нелегким процессом, так как главной проблемой здесь выступает вероятность сделать дыру в детали, когда из-за большой силы тока металл просто выгорит. Поэтому, все процессы нужно выполнять предельно точно, качественно и аккуратно. Не стоит забывать и о скорости проведения работ, так как слишком длительное пребывание ванны на одном месте может повлечь за собой широкий пропал.

Сварка тонкого металла дуговой сваркой использует минимум дополнительных приспособлений, так что в итоге все получается достаточно дешево, но при этом надежность может уступать другим способам. В данном процессе нужно учитывать ГОСТ 2246-70. Во время процесса может возникнуть деформация заготовки, так перепады температуры оказывают большое влияние на листы, которые легко поддаются деформации.

Другие также подвергаются таким негативным факторам, но этот является наименее защищенным. Здесь необходимо применение тонких электродов, которые будут иметь соответствующую обмотку и материал, выполняющий требования технологии сваривания того или иного металла. Здесь встречаются как недостатки, так и преимущества работы с тонким материалом.

Недостатки

В качестве недостатков можно выделить такие свойства как:

• Необходимость в использовании дополнительных крепежей, чтобы детали оставались на своем месте во время процесса и не смещались;
• В оборудовании должна иметься тонкая регулировка при работе с низкими параметрами силы тока, чтобы можно было точно подобрать режим;
• Необходимо предельно точное следование заданным режимам, чтобы не испортить детали;
• Количество появления бракованных швов тут статистически выше, чем при работе с толстым металлом;
• Нужно ответственно подходить к выбору защитного покрытия электрода, чтобы увеличить безопасность при сваривании, что уже зависит от того, какие марки металла в данном случае используются;
• Для работы требуется иметь достаточный опыт в этой сфере.

Преимущества

Среди преимуществ можно выделить:

• Относительно высокую скорость проведения процесса сваривания;
• Высокую экономичность, за счет уменьшения количества расходных материалов;
• Гибка и прочие подготовительные процедуры с деформацией проходят быстрее, проще и могут осуществляться в ручном режиме;
• Здесь нужна минимальная , так как практически отсутствует потребность в обработке кромок и созданию углов на поверхности сваривания.

Основные требования

Перед тем как варить тонкий металл дуговой сваркой нужно подобрать электроды. Их размер должен соответствовать толщине свариваемых деталей. Сила тока не должна отклоняться от номинальных положений, заданных в параметрах, так как при работе с тонкими металлами даже небольшое отклонение может привести к прожиганию насквозь. Металл электрода должен соответствовать металлу заготовки и быть максимально идентичным. Покрытие должно соответствовать техническим требованиям сваривания заданного металла.

Аппарат должен обладать отличными вольтамперными характеристиками и удобной регулировкой параметров. Температура сварки металла должна достигаться постепенно, сначала путем подогрева заготовки, а потом применением электрической дуги, чтобы избежать тепловых деформаций. Поверхность деталей обязательно должна быть зачищена и обезжирена, чтобы не была воздействия кислорода на шов и околошовную область. Желательно перемещать заготовку в горизонтальное положение, так как отсутствие возможности создания достаточной глубины проваривания затрудняет построение вертикальных швов. Нужно использовать только качественные, предварительно просушенные электроды.

Основные и вспомогательные материалы

Основными материалами для сварки являются электроды. Их может быть достаточно большое количество разновидностей, в зависимости от используемого металла и его толщины. Может даже применяться сварка тонкого металла , если толщина заготовки начинается от 2,5 мм и выше. Они могут неплавкими, как угольные или вольфрамовые, так и плавкими, металл которых будет заполнять зазор между заготовками. Они подбираются по составу, чтобы металл наплавлялся с идентичной ему массой, что улучшит качество соединения.

К дополнительным материалам можно отнести газ и флюс. Флюс используется для улучшения качество сваривания металла. Он применяется не всегда, а только при требованиях технологии. Зачастую он улучшает качества сваривания тугоплавких металлов, а также помогает лучше зажигаться электрической дуге. В его состав входят различные присадки и дополнительные металлы, что для каждого сорта будет отличаться. Иногда в качестве флюса используют металлическую стружку из того же металла, что и сама заготовка. Газ может применяться для подогрева детали, так как если этого не сделать, то может возникнуть деформация металла при сварке. Также он может выступать в качестве дополнительной защиты от кислорода из атмосферы, аналогично покрытию электрода. Дело в том, что когда происходит сварка тонкого металла электродом 1.6 мм, то это может быть и в среде защитных газов, а не только ручная дуговая. На последних стадиях обработки газ также может применяться для подогрева во время длительного остуживания.

Выбор электрода

При выборе важно два параметра – это металл и покрытием, что можно входит в общее понятие марки изделия, и толщина диаметра. При идеальном варианте, металл должен полностью совпадать с тем, с которым будет происходить сваривание. К нему же уже сразу подобрана соответствующая обмазка. Количество вариантов здесь очень большое, поэтому, выбор делается индивидуально в каждом случае.

Чтобы знать, как дуговой сваркой варить тонкий металл, требуется подобрать правильный . Зачастую он должен совпадать с тем, какая толщина свариваемой детали. Только если речь идет о тугоплавких металлах, то его толщина может быть выше на 0,5 мм. Не стоит использовать и слишком тонкие, к примеру, для металла в 2,5 мм электрод с диаметром 1 мм. Это приведет к тому, что расходный материал будет слишком быстро заканчиваться и шов нужно будет часто прерываться. Материалы перед использованием нужно обязательно просушить, так как при тонком шве все дефекты становятся намного более явными и оказывают более губительное воздействие. В пределах одного шва нужно работать электродами только одной марки.

Режимы

Если вы не знаете, как правильно сваривать металл электродуговой сваркой, то следует прибегнуть к таблице режимов, что поможет точно определиться с тем, какие параметры лучше подобрать, чтобы был минимальный риск появления брака. Для определенных толщин заготовок все эти параметры уже просчитаны.

Толщина заготовки, мм	Диаметр присадочного материала, мм	Сила тока, А
0,5	1	10-20
1	1-1,6-2	30-35
1,5	2-2,5	35-45
2	2,5-3	50-65
2,5	2,5-3	65-100

Технология сварки тонколистового металла электродом

Следующий порядок действий расскажет, как заварить тонкий металл дуговой сваркой:

1. Следует провести зачистку заготовки при помощи металлической щетки. Зачистка должна проводиться до появления металлического блеска на поверхности.
2. Затем нужно обезжирить места прохождения будущего шва при помощи ацетона, или любого другого растворителя, который сможет нейтрализовать окислительную пленку.
3. Выложить флюс на кромки заготовок.
4. Если технология сварки металла требует, то желательно произвести подогрев поверхности при помощи газовой горелки. Это же может касаться и электродов, так как основные причины разбрызгивания металла при сварке кроются не только в повышенной температуре, но и в сильном ее перепаде.
5. Когда все подготовлено, то можно приступать к непосредственному свариванию. Движения должны быть достаточно быстрыми, чтобы слишком длительное нахождение сварочной ванны не привело к прожиганию детали насквозь. Но и слишком спешить не нужно, чтобы металл проварился по всему периметру. Здесь нужно охватить как можно больший периметр, так как из-за небольшой толщины погрузиться сильно вглубь невозможно. Шов должен выглядеть достаточно широкими и равномерным, а также состоять из множества мелких чешуек, следующих одна за другой.
6. После окончания работы нужно медленно остудить металл, подогревая его горелкой и постепенно понижая температуру.

Если, когда происходила сварка тонкого металла электродом 2 мм, заготовка прожглась насквозь, то следует прекратить работу, осмотреть шов и решить, можно ли его заварить или нет.»

Меры безопасности

Необходимо соблюдать стандартные меры безопасности. Все работы проводить в специальной защитной одежде, которая убережет от разбрызгивания металла. Также следует использовать специальные инструменты для переноса горячих и раскаленных деталей.

Комментариев:

• Роль опыта в сварке инвертором
• Сварка тонкого металла инвертором: советы опытных мастеров
• Подбор электродов для сварки тонкого металла
• Некоторые выводы для желающих овладеть сваркой тонкого металла

C момента появления сварочных инверторов сварка перестала быть уделом исключительно профессионалов. Старые аппараты были довольно сложны в применении как из-за своей массы (в основном из-за старых трансформаторов), так и сложности работы. Инвертор же отличается крайней простотой и легкостью, и работать с ним может даже новичок, которому достаточно ознакомиться с рядом правил и советов, посмотреть несколько видеоуроков. Но, как и в каждом деле, опыт, наработанный с инвертором, никогда не окажется напрасным.

Варка инвертором в отличие от других сварочных аппаратов отличается простотой и легкостью.

Есть определенные задачи, которые решить малоопытному сварщику совсем не просто, – к таковым относится, например, сварка инвертором тонкого металла. Делать это сложно по ряду причин, но основная из них та, что неопытному сварщику очень сложно подобрать силу тока и воздействия на металл таким образом, чтобы не прожечь его насквозь там, где необходимо соединить.

Таким образом, сварка тонкого металла требует определенных навыков и внимательности к деталям, каждая из которых может повысить шанс сделать все качественно.

Роль опыта в сварке инвертором

Сварка инвертором – это всегда балансировка между двумя крайностями: прожигом металлической детали и прилипания к ней электрода. То есть в зависимости от расстояния между электродом и свариваемой поверхностью, от силы тока, используемой при сварке, от скорости движения электрода и его плавности и зависит эффективность сварки и ее результат. Так что как бы ни облегчал жизнь сварщиков инвертор, варка тонкого металла является достаточным препятствием на пути его неопытности. Опытные сварщики помимо того, что знают множество маленьких нюансов сварки, которые помогают им делать свою работу тоньше и качественнее, еще имеют набитую руку, опыт, глазомер. А они-то и составляют не меньше половины успеха при такой работе.

Малоопытный сварщик не сможет быстро и надежно подобрать силу тока в инверторе так, чтобы, с одной стороны, не прожечь листы металла, а с другой, соединить их надежно. Сварка тонкого металла инвертором для новичков и даже опытных сварщиков является чрезмерным испытанием, и они предпочитают использовать аргонно-дуговую импульсную сварку. В этом случае риск прожига металла снижается до крайне низких величин, а шов, остающийся в месте соединения, будет гладкий и красивый. Но иногда приходится проводить сварку именно инвертором, даже тонких листов металла, а потому лучше увеличить шанс на хорошую работу, ознакомившись с рядом советом опытных сварщиков.

Вернуться к оглавлению

При работе с инвертором используется постоянный ток электронов, образующий электрическую дугу. Источник имеет как положительный, так и отрицательный заряд, и это можно использовать при сварке тонких металлических элементов. Дело в том, что если положительный заряд устанавливается на металле, который нужно варить, то именно он и будет сильнее нагреваться, а если положительный заряд имеют электроды, то тогда на них придется основная нагрузка, и именно они будут греться и сгорать. От того, куда и какой заряд вы подключите, зависит многое в вашей работе. Опытные сварщики советуют устанавливать обратную полярность с плюсом на электроды, тогда воздействие сварки будет более щадящим для металла, но сочетать это необходимо с правильным подбором силы тока. Если все сделано правильно, то за электродом будет оставаться широкая, но неглубокая полоса расплавленного металла, и риск сквозного прожига изделия будет минимизирован.

Чтобы качественно провести сварку тонкого металла, необходимо следить внимательно за электродом и образующимся швом, в этом случае у вас не только существенно повышаются шансы провести сварку надлежащим образом, но и оставить на металле чистый и ровный шов. А чтобы видимость была хорошей, необходимо держать электроды под наклоном примерно 30-35° к поверхности свариваемых элементов. Советуем вначале приблизить максимально электрод к свариваемому элементу и дождаться появления красной металлической капли, которая и соединит две части. После этого ведите электродом плавно и с той скоростью, когда капля остается одного размера и цвета и идет вслед за вами. То есть вы как бы скрепляете шов чередой таких капель, образующих непрерывную ровную линию. С первого раза у неопытного мастера такой шов вряд ли получится, но, немного попрактиковавшись, вы сможете все преодолеть и добиться своего. Главное – не сдаваться.

Проводя сварку тонких листов стали, опытные сварщики подкладывают под заготовку толстые медные листы, которые отводят излишки тепла и помогают поддерживать ровную температуру в зоне сварки. Между листами стали не должно быть зазоров, края должны прилегать плотно и ровно. Проводя электродом, не делайте поперечных к линии стыка движений, двигайтесь только вдоль стыка с ровной скоростью и следуя зоне контакта.

Некоторые мастера вставляют в стык оставшиеся полоски стали и ведут электродугой по ней, расплавляя таким образом, чтобы ее материал скреплял шов, а на сами листы действовало лишь остаточное тепло электросварки.

Листы меньше 1 мм толщиной можно скреплять не встык, а внахлест, тогда электрическая дуга, расплавляя верхний лист, скрепляет его с нижним без чрезмерного риска прожига сразу двух листов.

Вернуться к оглавлению

Подбор электродов для сварки тонкого металла

Большую роль в сварке инвертором в целом и тонких металлических элементов в частности играет выбор электродов. Помимо покрытия электроды различаются еще и толщиной диаметра, что тоже немаловажно, если вы хотите сварить изделие без повреждений и прожигов.

Возьмем, к примеру, электрод ОМА-2. Он покрыт специальным составом, который горит при токах малой силы и обеспечивает ровное и медленное горение, что увеличивает ваши шансы сплавить тонкие металлические части без особых проблем. Покрытие дает хорошую жидкую металлическую массу, которая и делает шов неглубоким и хорошо скрепляющим поверхности. Покрытие состоит на треть из титанового концентрата, почти наполовину из муки, на 15% из жидкого стекла, а также имеет такие важные добавки, как марганец, селитра и железистые соединения кремния и марганца. Такого рода составы рассчитывали и подбирали опытным путем большое количество специалистов, под конкретные задачи и условия.

Для сварки тонких листов стали хорошо подходит электрод МТ-2, этот электрод создан довольно давно, но до сих пор используется сварщиками в нашей стране.

Какими электродами варить лучше | Выбор под задачу

Сварочный электрод представляет собой стержень относительно небольшого размера, который изготавливается из различных металлов и обладает электропроводными свойствами. Его основное назначение – подача тока во время сваривания. То, насколько качественным будет шов, во многом зависит от выбранного электрода. Учитывая, что существует достаточно большое количество разновидностей, возникает вопрос «какие электроды лучше для решения определенной задачи?»

Ключевые критерии выбора

Выбирая, каким электродом варить металл, нужно учитывать такие параметры:

1. Диаметр стержня. Подбирается в зависимости от толщины свариваемой конструкции. Самые тонкие стержни имеют диаметр 1,6 мм. Они предназначаются для соединения листов не толще 2 мм, тогда как стержни диаметром 5-6 мм позволяют сваривать листы толщиной до 13 мм.

2. Сила сварочного тока. Данный параметр рассчитывается таким образом, чтобы на каждый миллиметр стержня приходилось порядка 30-40 Ампер тока. Если сваривание производится в вертикальном положении, сила тока уменьшается на 15%.

3. Марка металла. Каждая из них имеет свой уникальный химический состав и физические свойства. Так, например, для работы с жароустойчивыми сталями нужно использовать электроды, обеспечивающие температуру порядка 1100°С.

Следует учесть, что сила сварочного тока не должна быть слишком низкой, поскольку это приведет к залипанию наконечника. Если же значения будут чрезмерно высокими, дуга будет хорошо гореть, однако таким образом поверхность материала можно прожечь. В таком режиме стержни, имеющие небольшой диаметр, сгорают очень быстро, не справляясь со своей задачей.

Важно и то, из каких компонентов состоит обмазка стержня. Как правило, их 6-12. При этом каждый компонент отвечает за создание среды, необходимой для образования прочных швов со стабильными характеристиками.

Основные из них:

• слой целлюлозы – создает облако газа с восстанавливающим агентом;
• фторид кальция – делает оксиды железа более плавкими, а выделяемый газ стабилизирует процесс горения;
• карбонаты – отвечают за образование шлаков;
• ферроматериалы (Mg и Si) – раскисляют шов после сваривания;
• диоксид титана – позволяет шлаку затвердевать, что улучшает текучесть расплава;
• камедь с элементами глины – делает покрытие более прочным;
• железный порошок – улучшает качество шва путем выравнивания температуры.

Необходимо, чтобы материал электродов и тип свариваемых металлов совпадали по своим характеристикам.

Сварка углеродистых и низколегированных сталей

В данном случае основную роль играет материал покрытия электрода. Так, для сваривания кипящих марок стали (имеет низкое содержание углеродов и слабораскисленная) подходит любая обмазка. Чтобы сваривать полуспокойные стали, которые имеют большую толщину листов, требуется основное или рутиловое покрытие. При сваривании конструкций из спокойной стали при низких температурах или при динамических нагрузках, также используются электроды с основным покрытием.

Нестабильное горение дуги может ухудшить качество шва и не позволит нормально сваривать металлоконструкции с помощью переменного тока. Лучше всего дуга горит при наличии целлюлозного, кислого и рутилового покрытия. В таком случае можно пользоваться сварочными трансформаторами. Кроме того, нужно тщательно очистить свариваемые кромки от ржавчины, масла и грязи, дабы избежать образования пара.

Чем проводится сварка и наплавка чугуна

Процедура позволяет устранить дефекты в чугунных отливках, а также восстановить поврежденные и израсходовавшие эксплуатационный ресурс детали. В результате получается сталь, различные сплавы, в основе которых – медь, никель и т. д. Лучше всего с вышеописанной задачей справляются модели марок ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 и похожие. В отдельных случаях, например во время ремонта чугунных тюбингов при сильном загрязнении и высокой влажности целесообразно использовать марки ОЗЛ-25Б, ОЗЛ-27 и ОЗЛ-28.

Сварка цветных металлов

Каждый из этих металлов имеет свой порог плавления и физико-химические свойства. Так, например, интенсивная окисляемость не позволяет проводить сварку титана и его сплавов. В случае с алюминием, процесс усложняет окисная пленка, которая плавится при температуре 2060°С, а для того чтобы расплавить сам алюминий достаточно 660°С. Образовавшаяся из-за окиси пленка, может привести к нарушению целостности швов и снижению их прочности. Убирается она благодаря добавлению хлористых и фтористых солей щелочных и щелочно-земельных металлов.

Медь также имеет свои проблемы при сваривании – в шве под воздействием пузырьков газа (в особенности кислорода и водорода) образовываются поры. Во избежание этого медь должна быть хорошо раскисленной, а до начала сварки следует хорошо зачистить кромки. В свою очередь, бронза отличается высокой хрупкостью, а никель и его сплавы чувствительны к растворенным в сварочной ванне газам – азоту, кислороду и водороду. В результате этого процесса в металлоконструкции возникают горячие трещины и поры.

Резка металла

Резка металлоконструкций дугой применяется для установки и ремонта различных конструкций из металла. Она не отличается эффективностью, от нее не стоит ждать «красивого» шва, как и точного реза.

Тем не менее, такой способ резки не требует дополнительного оборудования и высококвалифицированных работников. Он легко осваивается новичком. Резка электродуговой сваркой часто применяют при обучении, в частности осваивании принципов работы с инвертором. Нередко подобный метод используют домашние мастера для недорогой резки металлов.

Сварка легированных сталей с повышенной теплоустойчивостью

Легированные теплоустойчивые стали свариваются специальными электродами, обеспечивающими определенную жаропрочность сварных соединений. Полученная конструкция должна выдерживать значительные механические нагрузки и высокие температуры.

Также минимизируется вероятность образования трещин при температурных перепадах. Так, при температурах до 475°С, используются модели из молибдена наподобие Э-09М, а при температурах до 540°С – модели с высоким содержанием хрома и молибдена (Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-09Х2М1 и Э-05Х2М). В Э-10Х5МФ высокое содержание хрома, благодаря чему ими можно сваривать конструкции из стали с соответствующим химическим составом.

Какими электродами варить высоколегированную сталь

Такие стали, содержат 13% хрома и обладают антикоррозийными свойствами. В данном случае металлический шов должен быть устойчив к воздействию атмосферных осадков в слабо агрессивных средах, жаростойким (максимальная температура 650°С) и жаропрочным (максимальная температура 550°С).

Такими свойствами обладают модели типа Э-12Х13 марок ЛМЗ-1, АНВ-1 и т. п. Если же в стали пониженное содержание углерода и имеется легирование никелем предпочтение лучше отдать изделиям под индексом Э-06Х13Н. Если же нужно сварить листы стали, содержащие 25% хрома, лучше всего подойдут варианты типа Э-08Х24Н6ТАФМ, делающие готовый шов пластичным, ударопрочным и коррозиестойким.

Сварки разнородных сталей и сплавов

Речь идет о сталях и сплавах, которые имеют уникальные физико-механические качества, химический состав, а также способность к свариваемости. Такие стали могут быть углеродистыми и легированными, высокопрочными, теплоустойчивыми, а также высоколегированными.

Сваривание сталей и сплавов с разнородной структурой также имеет ряд характерных особенностей. Чтобы избежать образования трещин, участков с неоднородной структурной в месте оплавления, а также чрезмерного роста остаточных напряжений используются модели наподобие АНЖР-1, ОЗЛ-27, НИАТ-5, ЭА-395/9, ОЗЛ-25Б, ИМЕТ-10 и ЦТ-28, обладающие специальными свойствами.

Совместимость со сварочным аппаратом

Выбирая, какими электродами варить сталь, необходимо учитывать не только тип материала, для которого они предназначены, но и особенности сварочного аппарата.

Конечно же, в теории и на практике владелец электродугового аппарата может использовать любой электрод. Однако на деле встречаются аппараты, которые лучше подходят для использования со стрежнями определенного вида обмазки (например, IN226 CEL – отлично подходит для электродов с целлюлозным покрытием).

Помимо этого, у сварочных аппаратов есть ограничение по силе тока. Этот диапазон накладывает собственные рамки на использование электродов по диаметру. Как определить подходят ли расходные материалы? Достаточно взглянуть на таблицу ниже:

Теперь вы ближе познакомились с электродуговой сваркой и некоторыми нюансами выбора сварочных электродов. Советуем вам ознакомиться и с другими статьями раздела, чтобы почерпнуть полезные знания о сварочных процессах, материалах и важных нюансах для повышения качества сварочных работ.

Получите 10 самых читаемых статей + подарок!   

*

Подписаться

Общие сведения об усовершенствованном инверторе и управлении осциллограммой

В традиционном источнике питания используется трансформатор для преобразования первичной мощности высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током, используемую для сварки. Инверторный источник питания принимает входную мощность, фильтрует ее до постоянного тока и, используя быстрые твердотельные переключатели, увеличивает ее частоту до 20 000–100 000 Гц, а затем преобразует ее в полезную сварочную мощность с расширенным уровнем управления дугой.

Инверторная технология дает возможность высокоскоростной импульсной передачи в режиме постоянного тока.В режиме переменного тока инвертор предлагает формирование формы сигнала с большим контролем для достижения оптимальных результатов. Мы рассмотрим некоторые преимущества этих дополнительных возможностей и способы их использования.

Импульсный постоянный ток

Импульсный режим означает переключение с максимальной силы тока на более низкую фоновую силу тока. Этот процесс полезен для черных металлов, когда необходимо минимизировать подвод тепла при сварке или необходимо точно и периодически контролировать проплавление. При сварке в нерабочем положении импульсный режим может предотвратить провисание или провисание металла шва.Кроме того, тонкие металлы можно сваривать с меньшими искажениями.

Инверторы с расширенными функциями управления позволяют пользователям настраивать дугу в соответствии со своими потребностями.

«На тонкой нержавеющей стали часто используется импульс как способ усилить дугу. Вместо того чтобы иметь тенденцию к расширению, импульсный режим фокусирует дугу », — говорит Боб Хэй, специалист по прецизионной сварке Боба Хэя, который специализируется на сварке для авиационной и оборонной промышленности.

Высокоскоростной импульсный режим также может привести к увеличению скорости движения. Когда H.L. Lyons, производитель дверей для холодильников из Луисвилля, штат Кен, перешел с традиционной технологии TIG на инверторную, они вдвое сократили время сварки, на треть сократили время окончательной обработки и позволили каждому сварщику обработать почти вдвое больше продукции за смену.

Традиционная технология обычно допускает от 1 до 10 пакетов в секунду. Обычный диапазон для инвертора составляет 100-500 PPS, что обеспечивает повышенное проникновение, стабильность дуги и скорость перемещения.Более совершенные инверторные источники питания, такие как Miller Dynasty 350 и 700, могут пульсировать со скоростью 5 000 импульсов в секунду, что еще больше повышает стабильность, увеличивает скорость движения и является полезным в автоматизированных приложениях.

Некоторые инверторные источники питания позволяют пользователю устанавливать процент времени, затрачиваемого на пиковую и фоновую силу тока, для дальнейшего контроля тепловложения и улучшения внешнего вида сварного шва. Увеличение пикового времени увеличивает текучесть лужи и помогает более точно регулировать проникновение. Хорошей отправной точкой является установка пикового времени на 50-60 процентов каждого цикла.Затем его можно настроить в соответствии с вашим конкретным приложением.

Некоторые инверторы позволяют установить фоновую силу тока, которая влияет на подвод тепла к детали и помогает определить размер сварочной ванны и дуги, особенно во время фоновой части импульсного цикла при низких настройках PPS. При низких частотах импульсов фоновая сила тока должна быть достаточно высокой, чтобы лужа не затвердевала; он должен уменьшиться в диаметре, но не затвердеть. Для нержавеющей и углеродистой стали хорошей отправной точкой является 20–30 процентов максимальной силы тока.

«Я попробовал треугольную волну и нашел настройку, которая просто способна феноменально сваривать тонкий материал», — сказал Нил Веско из Vesco Metal Craft, работающий над квадроциклом для регби.

Выход переменного тока — сварка алюминия и магния

Достижения в области электроники позволили разработать прямоугольную волну, которая решила саму проблему гашения синусоидальной дуги.Развитие инверторной технологии еще больше расширило возможности управления переменным током, доведя прямоугольную волну до почти мгновенного перехода между полярностями, устраняя необходимость в стабилизации высокочастотной дуги при сварке переменным током и позволяя точно контролировать баланс переменного тока, выходную частоту и независимое управление амплитудой EN и EP. .

Выходная частота переменного тока

Традиционная технология ограничивает частоту переменного тока 50 или 60 Гц, так же, как однофазное входное питание. Однако инверторная технология позволяет регулировать выходную частоту от 20 до 400 Гц.Повышение частоты переменного тока обеспечивает более сфокусированную дугу с улучшенным контролем направления и более узким валиком и зоной очистки. Более низкая частота смягчает дугу и приводит к более широкой сварочной ванне и валику.

Конус дуги при 400 Гц намного плотнее и более сфокусирован в точном месте, на которое указывает электрод, чем конус дуги, работающий при 60 Гц. В результате значительно улучшается стабильность дуги и увеличивается проплавление, что идеально для угловых швов и других соединений, требующих глубокого и точного проплавления.

Контроль баланса переменного тока

AC Balance Control регулирует баланс между проникновением (EN) и очищающим действием (EP). Инверторные сварочные аппараты TIG позволяют оператору устанавливать величину EN от 30 до 99 процентов для большего контроля и точной настройки очистки.

Слишком сильная очистка может привести к образованию шариков вольфрамового наконечника.

Чем больше чистка, тем лучше.Для получения хорошего сварного шва вам понадобится всего 0,1 дюйма. протравленная зона вокруг сварного шва, хотя различные конфигурации соединения могут иметь разные требования. Использование наименьшего количества очищающего действия (установка баланса на самом высоком практическом значении EN) помогает поддерживать точку вольфрама, снижает образование комков и обеспечивает более глубокое и узкое проникновение.

Недостаточная очистка приводит к образованию грязной сварочной ванны. Если лужа выглядит так, как будто на ней плавают хлопья черного перца, добавьте дополнительное очищающее действие, чтобы «сдуть» оксиды и другие загрязнения.Слишком сильное очищающее действие может привести к защемлению вольфрамового наконечника и уменьшению проникновения. Хорошая отправная точка — 75% EN. Настройте его оттуда.

Контроль амплитуды

Независимый контроль амплитуды, доступный только на некоторых инверторах, позволяет независимо устанавливать значения силы тока EN и EP. Независимое управление частями EN и EP цикла переменного тока позволяет оператору направлять больше или меньше энергии на обрабатываемую деталь, а также отводить тепло от вольфрама.

Например, при сварке толстого куска алюминия оператор может приложить 250 ампер EN к работе и только 60 ампер EP к вольфраму.Это обеспечивает более высокую скорость перемещения, более быструю подачу присадочных стержней, более глубокое проникновение и возможность устранения предварительного нагрева. Некоторые компании сокращают время производства до двух третей, используя эту технологию.

Независимое увеличение EN-силы тока при сохранении или уменьшении EP-силы тока также сужает конус дуги, позволяет оператору использовать электрод меньшего диаметра для более узких сварных швов и может позволить использовать прямой аргон вместо аргона / гелия.

Формы сигналов

Некоторые инверторы также позволяют управлять самой формой сигнала в соответствии с конкретными требованиями или предпочтениями оператора.Некоторые из форм сигнала включают:

• Усовершенствованная прямоугольная волна, обеспечивающая быстрые переходы для получения гибкой, динамичной и сфокусированной дуги для лучшего контроля направления.
• Мягкая прямоугольная волна, обеспечивающая более плавную и мягкую дугу с более плавной лужей, чем прямоугольная волна.
• Синусоидальная волна, которая дает ощущение мягкой дуги, как у обычного источника питания, при этом используются квадратные переходы, чтобы исключить необходимость в непрерывной ВЧ.
• Треугольная волна, которая сочетает в себе эффект максимальной силы тока и снижает общее тепловложение.Приводит к быстрому образованию луж и, из-за пониженного тепловложения, уменьшению деформации сварного шва, особенно на тонких материалах.

Достижение максимальной производительности часто зависит от способности инвертора создавать профиль сварного шва и характеристик, которые соответствуют потребностям применения, без чрезмерной сварки, недосварки, чрезмерного шлифования после сварки или ремонта сварных швов. В критических или высокопроизводительных приложениях это преимущество обеспечивают только усовершенствованные средства управления переменным током.

Две дуги, одна на 150 Гц, а другая на 40 Гц.Обратите внимание на более тонкий сварной шов на более высокой частоте и более широкий на более низкой частоте.

«С Dynasty [инверторным источником питания AC / DC TIG от Miller Electric] вы можете сваривать намного быстрее», — говорит Дерек Грундлер, руководитель производства A1A Dock Products, Голливуд, Флорида. «И когда вы зажигаете дугу, она образует лужу как минимум в два раза быстрее, чем при обычной сварке TIG».

Grundler обнаружил, что инверторный источник TIG увеличил производство на 18 процентов, обеспечил срок окупаемости в две недели на машину и улучшил однородность сварного шва.Нил Веско из Vesco Metal Craft, ведущего производителя инвалидных колясок для регби, обнаружил, что производство увеличилось примерно на 30% за счет перехода на инверторный источник питания TIG, особенно с треугольной волной. подходит для тонкого алюминия. И Грундлер, и Веско также отметили улучшение внешнего вида бусинок.

«У нас есть только белая линия размером 1/8 дюйма (протравленная зона) вокруг сварного шва», — говорит Грундлер. Описание того, как новая система устранила требования к очистке после сварки и защитила алюминиевое покрытие.«При использовании обычного TIG, что бы вы ни делали, вы получите белую линию размером 1/4 дюйма вокруг сварного шва».

Как сваривать чугун

Сварка чугуна в домашних условиях возможна — при определенных условиях

Эффективная сварка чугунных деталей на заводе может сэкономить время и деньги, но здесь есть проблемы. Нарушение сварки часто может привести к растрескиванию или другому повреждению. Если задействованы критически важные детали, может быть целесообразно обратиться к опытным сварщикам на сварочное оборудование, чтобы обеспечить успешный результат.

Если сварка выполняется на заводе, очень важно изучить шаги, необходимые для эффективного изготовления сварной детали. Прежде чем приступить к работе, необходимо сделать четыре основных шага:

1. Определить сплав
2. Тщательно очистить отливку
3. Выберите температуру предварительного нагрева
4. Выберите подходящую технику сварки

Перед любым сварочным проектом обязательно очистите отливку, предварительно нагрейте сплав и выберите подходящую технику сварки.

Определите сплав

Чугуны — это семейство железоуглеродистых сплавов. Их высокое содержание углерода (обычно 2–4%) придает чугуну характерную твердость. Однако эта твердость достигается за счет пластичности. Он менее податлив по сравнению со сталью или кованым чугуном. Циклы нагрева и охлаждения во время сварки вызывают расширение и сжатие металла, вызывая растягивающее напряжение. Чугун не растягивается и не деформируется при нагревании или напряжении — вместо этого он трескается, что делает его чрезвычайно трудным для сварки.Эту характеристику можно улучшить, добавляя различные сплавы.

Некоторые сплавы чугуна легче сваривать, чем другие:

• Серый чугун
  Серый чугун — наиболее распространенная форма чугуна. Углерод осаждается в виде чешуек графита во время производства в кристаллическую микроструктуру перлита или феррита. Он более пластичен и поддается сварке, чем белый чугун. Тем не менее, это по-прежнему представляет проблему для потенциальных сварщиков, поскольку чешуйки графита в сером чугуне могут попадать в сварочную ванну, вызывая охрупчивание металла шва.

• Белый чугун
  Белый чугун сохраняет углерод в виде карбида железа, не выделяя его в виде графита. Кристаллическая микроструктура цементита очень твердая и хрупкая. Белый чугун обычно считается несвариваемым.
• Ковкий, шаровидный или ковкий чугун Чугун
  Все эти чугуны менее хрупкие из-за различий в микроструктуре, обусловленных производством. Все три имеют сфероидальную углеродную микроструктуру, созданную их уникальными производственными процессами.

Лучший способ определить, какой у вас чугун: белый или серый, — это проверить исходную спецификацию. Спектрохимический анализ может предоставить эту спецификацию постфактум. Когда эти точные способы невозможны, есть несколько способов проверить в магазине.

Серый чугун будет иметь серый цвет вдоль точки излома из-за графита в его микроструктуре. Белое железо более белое по трещине из-за цементита. К сожалению, испытание на разрушение полезно только в том случае, если сварщик знает, что материал серый или белый.Это старые, более традиционные формы чугуна. Они также чаще встречаются в определенных классах товаров. Однако ковкий чугун, относительный новичок, также имеет довольно белый цвет по линии излома и гораздо более поддается сварке.

Искровое испытание может также использовать опытный металлург для определения типа чугуна.

Очистить отливку

Независимо от сплава, все отливки должны быть должным образом подготовлены перед сваркой. При подготовке отливки к сварке важно удалить все поверхностные материалы.Отливка должна быть полностью чистой в области сварного шва. Удалите краску, жир, масло и другие посторонние материалы из зоны сварки. Лучше всего на короткое время осторожно и медленно подавать тепло в зону сварки, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварки основного металла.

Простым методом проверки готовности поверхности чугуна является нанесение сварочного шва на металл — он будет пористым, если присутствуют какие-либо примеси. Этот проход можно отшлифовать и повторить процесс несколько раз, пока пористость не исчезнет.

Предварительный нагрев

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением. Контроль температуры — единственный наиболее важный фактор во избежание трещин.

Сварка чугуна требует трех этапов:

• Предварительный нагрев
• Низкое тепловложение
• Медленное охлаждение

Основной причиной регулирования температуры является тепловое расширение. Когда металл нагревается, он расширяется. Никакого напряжения не возникает, когда весь объект нагревается и расширяется с одинаковой скоростью, но напряжение будет расти, когда тепло локализуется в небольшой зоне теплового воздействия (HZ).

Локальный нагрев вызывает ограниченное расширение — HZ удерживается более холодным металлом вокруг него. Степень возникающего напряжения зависит от температурного градиента между HZ и отливкой. В стали и других пластичных металлах напряжение, возникающее в результате ограниченного расширения и сжатия, снимается за счет растяжения. К сожалению, это может вызвать растрескивание в период усадки, поскольку чугуны имеют относительно низкую пластичность. Предварительный нагрев уменьшает температурный градиент между литым телом и HZ, тем самым сводя к минимуму растягивающее напряжение, вызванное сваркой.Как правило, методы сварки при более высоких температурах требуют предварительного нагрева при более высоких температурах. Когда адекватный предварительный нагрев невозможен, лучшей стратегией является минимизация тепловложения — выберите процесс низкотемпературной сварки и сварочные стержни или проволоку с низкой температурой плавления.

Скорость охлаждения — еще один фактор, напрямую влияющий на напряжения, возникающие в сварном шве. Быстрое охлаждение вызывает усадку, что приводит к образованию хрупких сварных швов с легкими трещинами. Напротив, низкое охлаждение снижает напряжение затвердевания и сжатия.

https://www.reliance-foundry.com/wp-content/uploads/pre-heat-welding.mov

Предварительный нагрев перед сваркой

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением, но этого можно избежать с помощью предварительного нагрева. Посмотрите видео, чтобы увидеть, как нагревают металл перед сваркой.

Сварочная техника

Методы сварки следует выбирать в зависимости от их пригодности для свариваемого чугуна. Наиболее распространенными процессами сварки являются сварка палкой, кислородно-ацетиленовая сварка и пайка.

Сварка палкой

Ручная сварка, также известная как дуговая сварка в среде защитного металла или MMA, предполагает использование плавящегося электрода, покрытого флюсом. Могут использоваться различные типы электродов в зависимости от области применения, требуемого соответствия цвета и объема механической обработки, которую необходимо выполнить после сварки.

Существует три основных типа присадок, которые хорошо подходят для сварки чугуном стержнем:

• Электроды с чугунным покрытием
• Электроды из медного сплава
• Электроды из никелевого сплава

Электроды из никелевого сплава являются наиболее популярными для сварки чугуна.По данным New Hampshire Materials Laboratory Inc., никель-железный шов прочнее с более низким коэффициентом теплового расширения, что снижает сварочные напряжения и повышает устойчивость к растрескиванию.

Электрическая дуга между электродом и зоной сварки плавит металлы и вызывает плавление. Дуга должна быть направлена ​​на сварочную ванну, а не на основной металл, так как это минимизирует разбавление. Рекомендуется использовать самую низкую настройку тока, утвержденную производителем, чтобы минимизировать тепловую нагрузку.Предварительно нагрейте детали как минимум до 250 ° F перед сваркой чугунными или медными электродами. Никелевые электроды можно использовать без предварительного нагрева.

При сварке палкой используются разные типы электродов в зависимости от области применения, соответствия цвета и количества механической обработки, необходимой после сварки.

Кислородно-ацетиленовая сварка

При кислородно-ацетиленовой сварке также используются электроды, но вместо дуги, генерируемой током, энергию для сварки обеспечивает кислородно-ацетиленовая горелка. Чугунные и медно-цинковые электроды подходят для кислородно-ацетиленовой сварки чугуна.

Следует проявлять осторожность, чтобы не окислить чугун во время сварки ацетиленом, так как это приводит к потере кремния и образованию белого чугуна в сварном шве. Сварочный пруток следует плавить в расплавленной сварочной ванне, а не непосредственно в пламени, чтобы минимизировать температурные градиенты.

Сварка припоем

Сварка пайкой — это распространенный метод соединения чугунных деталей из-за минимального воздействия на сам основной металл. Сварочный пруток обеспечивает присадку, которая прилипает к поверхности чугуна.Из-за более низкой точки плавления наполнителя по сравнению с чугуном, наполнитель не разбавляется чугуном, а прилипает к поверхности.

Чистота поверхности имеет решающее значение для этой техники сварки, поскольку соединение зависит от качества присадки, смачивающей поверхность основного металла. Согласно Machine Design, использование флюса для предотвращения образования оксидов во время пайки является обычным явлением. Это жидкость, которая способствует смачиванию, позволяя наполнителю течь по соединяемым металлическим деталям.Он также очищает детали от оксидов, чтобы наполнитель более плотно прилегал к металлическим деталям. Кроме того, флюсы используются при сварке для очистки металлических поверхностей.

Следует тщательно выбирать методы сварки в зависимости от свариваемого сплава чугуна.

Чистовая

Растрескивание обычно возникает во время фазы термического сжатия — растягивающее напряжение нарастает по мере охлаждения и сжатия сварного шва. Если напряжение достигает критической точки, сварной шов трескается.

Вероятность растрескивания можно уменьшить, приложив сжимающее напряжение для противодействия растягивающему напряжению во время охлаждения.Сварщики используют метод, называемый упрочнением (умеренные удары ударным молотком) по деформируемому сварному шву, пока сварной шов еще мягкий. Упрочнение снижает риск образования трещин в сварном шве и HZ, но его следует предпринимать только при работе с относительно пластичным металлом сварного шва.

Последний этап сварки — контроль охлаждения. В этом процессе используются изоляционные материалы, чтобы максимально замедлить охлаждение, или периодическое нагревание сварного шва для замедления процесса естественного охлаждения.

Сварка собственными силами

Если поручить сварку чугуна профессионалу, это может гарантировать качество сварного шва, ремонт сварного шва можно выполнить на месте с тщательной подготовкой.Следуйте инструкциям по определению сплава, подготовке материала и выбору наиболее подходящей техники сварки.

Источники

Как приготовить плоский стейк на плите

Стейк из плоского утюга получил свое название от того факта, что он имеет форму традиционного утюга. Этот тонкий кусок говядины получается из лопатки коровы, одной из двух частей мяса, отрезаемых от лопатки. Другой кусок мяса, который отрезается оттуда, — это стейк с верхней лопатки.

Стейк из плоского железа — это стейк с мраморной отделкой и богатым ароматом, и в довершение всего, это очень нежный кусок мяса. При извлечении этого куска жесткая соединительная ткань была разрезана, так что прогрызть не придется.

Хочу поделиться с вами, как приготовить плоский стейк. Поскольку это тонкий, ароматный и нежный ломтик, он идеально подходит для обжаривания на сковороде или любого метода приготовления, в котором используется сковорода и плита.

Готовится быстро и равномерно, что отлично подходит, когда нужно просто приготовить простое блюдо.Вы можете больше сосредоточиться на других частях еды или на приправе блюда, а не на том, чтобы мясо готовилось идеально.

Конечно, с таким тонким ломтиком есть опасность, что он будет готовиться слишком долго, что сделает его сухим, твердым и лишенным вкуса. Чем больше вы его готовите, тем больше аромата вы теряете, так что следите за этим. Не пережарьте его, а вместо этого сделайте ошибку в том, чтобы немного недоварить, чтобы сохранить его фирменную нежность и вкус.

Как приготовить стейк из утюга

Начните с выбора хорошего куска мяса.Убедитесь, что он свежий и еще есть срок хранения. Чем свежее говядина, тем лучше она будет на вкус, но при этом сохранит вкус лучше, чем стейк, срок годности которого скоро истечет.

Убедитесь, что у вас есть сковорода, достаточно большая, чтобы вместить стейк. Некоторые куски плоского стейка крупнее других, и для их приготовления потребуется много места. Вы можете разрезать стейк на более мелкие кусочки, если хотите, и его часто нарезают тонкими ломтиками, которые готовятся очень быстро.

Как приготовить стейк на плите? Я бы сказал, что нужно быть готовым к дыму, который будет образовываться, когда вы готовите его на плите. Он выделяет много дыма, поэтому, когда готовите, включайте вентилятор. В противном случае этот дым мог бы очень быстро заполнить вашу кухню.

Такой стейк хорошо готовится с добавлением масла. Некоторые стейки достаточно сочные, и в этом нет необходимости, но я бы посоветовал использовать немного масла, чтобы приготовить этот стейк.

Это помогает ему сохранять сочность и не высыхать, а также помогает придать стейку слегка хрустящий внешний слой, что действительно прекрасно для создания ощущений текстуры во рту, делая блюдо более сложным.

Как долго готовить стейк для утюга? Вы должны начать с правильного уровня нагрева для этого стейка, который должен быть средне-сильным. Это означает, что он будет готовиться быстро, и сильный огонь подходит для этого и по-прежнему обеспечивает полностью прожаренный стейк из-за того, насколько он тонкий.

Любой метод приготовления говяжьего стейка с плоским железом будет коротким. Это совсем не займет много времени, готовится примерно по четыре-пять минут с каждой стороны.

Продолжить приготовление может быть проблематично, в результате чего у стейка высохнет шелуха, которая станет жесткой и не очень приятной для еды.Давайте не будем этого делать, поэтому внимательно следите за уровнем тепла и временем приготовления.

Лучше не готовить достаточно, чем готовить слишком много. В конце концов, вы всегда можете приготовить еще больше, если оно не прожарено. Это был бы мой главный совет о том, как приготовить плоский стейк на плите.

Как приготовить плоский стейк в духовке

Я определенно хочу поделиться с вами способом выпечки в духовке. Мне нравится запекать стейк в духовке, потому что он помогает сохранить в стейке питательные вещества, поэтому он может быть более здоровым, чем если бы вы готовили его в небольшом количестве масла.

Это также помогает избежать обугливания и обеспечивает более равномерное приготовление мяса. Мне нравится, что выпечка простая и понятная. Вы просто кладете стейк на противень и даете ему приготовиться.

Вам не нужно следить за ним, подталкивать или переворачивать, поэтому это определенно менее сложно, чем приготовить стейк из говяжьего чугуна на плите.

Давайте поговорим о способе приготовления этого куска говядины в духовке. Итак, как приготовить стейк из утюга в духовке? Вам просто нужно разогреть духовку до 350 градусов по Фаренгейту и запекать стейк в течение 25 минут, пока он не будет готов полностью.

Вы можете полить его соусом или сначала замочить в маринаде, если хотите. Глазируйте, приправляйте или протирайте — все это помогает придать ему дополнительный аромат.

Существует множество способов украсить и приправить плоский стейк для приготовления в духовке, и вы с меньшей вероятностью потеряете какой-либо соус или приправу при выпечке в духовке по сравнению с методом жарки на сковороде.

Как приготовить плоский стейк на гриле

Вы можете приготовить плоский стейк на гриле так же легко, как и другими способами.Преимущество приготовления на гриле состоит в том, что вы получаете слегка почерневший стейк, а также приятный вкус и запах гриля.

Вы можете легко приготовить его вместе с другими продуктами на гриле, запекая вместе со стейком овощи или рыбу. Гриль дает больше места для работы, чем сковорода, так что вы можете приготовить все сразу и у вас будет много места.

Как приготовить плоский стейк на мангале? Просто разогрейте гриль перед тем, как выложить на него стейк, потому что долго готовить его не нужно.Лучше всего, если весь стейк будет готовиться при высокой температуре, а готовится быстро.

Какая температура и время приготовления подходят для приготовления стейка на гриле? Вы можете приготовить его на сильном огне и варить около пяти минут. Затем переверните и готовьте с другой стороны.

Flat Iron Steak — как его безупречно приготовить

Важный совет, которым я хочу поделиться с вами о том, как приготовить плоский стейк на плите или гриле, заключается в том, что вы не должны прикасаться к нему во время приготовления.Вы должны перемещать его только тогда, когда вам нужно перевернуть.

В противном случае просто оставьте это в покое. Любой опытный шеф-повар скажет вам, что как приготовить стейк из говяжьей лепешки, не теряя вкуса и не становясь слишком жестким, — это оставить его на сковороде или на гриле. Просто положите кусок говядины туда, где он вам нужен, и оставьте его, пока вам не понадобится перевернуть его.

Ошибка номер один, которую делают неопытные повара с этим стейком, заключается в том, что они толкают его и переворачивают взад и вперед во время приготовления.Это плохо для стейка и действительно заставляет его потерять часть своего блеска, когда он, наконец, будет готов.

Часто задаваемые вопросы о преобразователе ржавчины

Что такое конвертер ржавчины? Rust Converter, грунтовка на водной основе, содержит два активных ингредиента: дубильную кислоту и органический полимер. Первый ингредиент, дубильная кислота, реагирует с оксидом железа (ржавчиной) и химически превращает его в таннат железа, стабильный материал темного цвета. Танины — это группа растворимых в воде и спирте натуральных продуктов, получаемых из фруктов, деревьев и трав.Второй активный ингредиент, 2-бутоксиэтанол, представляет собой органический полимер, который обеспечивает защитный грунтовочный слой. Общая химическая реакция превращает ржавчину в прочное защитное полимерное покрытие черного цвета, которое служит отличной грунтовкой как для масляных, так и для эпоксидных красок.

Чем Конвертер ржавчины отличается от средства для удаления ржавчины? Преобразователь ржавчины не удаляет ржавчину, а химически смешивается с ржавчиной с образованием черного инертного вещества, которое можно закрашивать, скрывая наличие ржавчины и предотвращая ее дальнейшую коррозию.

На каких объектах я могу использовать Rust Converter? Преобразователь ржавчины можно использовать на любом ржавом железном или стальном предмете. Его можно использовать на транспортных средствах, прицепах, заборах и воротах, железных перилах и лестницах, листовом металле, чугуне, внешних резервуарах, оборудовании для газонов, деках косилок, сельскохозяйственном оборудовании, тракторах и многих других. Он не подойдет для алюминия, меди, нержавеющей стали или гальванизированного металла. Как правило, Rust Converter — хорошее решение для устранения ржавчины на предметах, которые вы хотели бы покрасить.

Как подготовить поверхность к нанесению? Хорошая подготовка поверхности позволит Преобразователю ржавчины работать эффективно и приведет к высококачественному конечному результату. Удалите крупные частицы ржавчины и накипи щеткой с жесткой щетиной, молотком или наждачной бумагой. Цель этого шага — удалить отслаивающуюся или отслаивающуюся ржавчину, поскольку она не обеспечивает устойчивой поверхности. Дело не в том, чтобы удалить всю ржавчину (это лишает возможности Rust Converter), поскольку Rust Converter химически связывается с ржавчиной и герметизирует ее.Преобразователь ржавчины не может проникать в жир или масло, поэтому сначала очистите и обезжирите поверхность, а затем дайте ей высохнуть. Этот шаг гарантирует, что другие поверхностные загрязнения не будут мешать реакции преобразователя ржавчины на ржавую поверхность. Если поверхность подвергается воздействию соленой воды для удаления солей против обледенения, тщательно промойте поверхность водой и дайте ей высохнуть перед нанесением Rust Converter.

Как применяется Rust Converter? Для достижения наилучших результатов нанесите Rust Converter с помощью кисти или валика.Используйте кисть для небольших применений и валик для больших поверхностей. Его также можно распылять, но мы рекомендуем использовать безвоздушный распылитель.

Можно ли использовать садовый опрыскиватель для нанесения Rust Converter? Нет. Преобразователь ржавчины не работает в опрыскивателях с садовыми насосами. Он слишком толстый даже для распыляемого формата для этих устройств. Любой распылитель, который заявляет, что будет распылять краску на водной основе, будет хорошим выбором.

Могу ли я нанести Rust Converter на нержавевшие или окрашенные поверхности? Да, Rust Converter прилипает к нержавевшим или окрашенным поверхностям, но не обеспечивает дополнительной защиты от ржавчины при использовании на этих поверхностях.

Следует ли разбавлять Конвертер ржавчины? Конвертер ржавчины не следует разбавлять, и его следует наносить по мере выхода из бутылки, после того, как его тщательно встряхивают или перемешивают.

Сколько металла покрывает один галлон? Один галлон покрывает до 500 квадратных футов ржавого металла. Пористые, текстурированные и неровные поверхности потребуют более высокой нормы расхода.

Могу ли я нанести грунтовочный слой на преобразователь ржавчины? Да, грунтовка на масляной основе может быть нанесена поверх преобразователя Rust, но это не обязательно.

Нужно ли красить Конвертер ржавчины? Хотя это не обязательно, но если ваша поверхность подвергается воздействию внешних элементов, мы настоятельно рекомендуем нанести два слоя качественной масляной краски поверх преобразователя Rust Converter. Он определенно продлит защитные свойства поверхности от неблагоприятных погодных условий, включая дождь, соляной туман и прямые солнечные лучи.

Какой краской мне следует покрыть Преобразователь ржавчины? Используйте масляные или эпоксидные краски, чтобы закрасить Конвертер ржавчины, не используйте латексные или водные краски.

Сколько слоев Преобразователя ржавчины мне следует нанести? Для многих применений требуется один слой. Мы предлагаем нанести второй слой, чтобы обеспечить полное покрытие и преобразование.

Сколько времени нужно Конвертеру ржавчины, чтобы высохнуть? Преобразователь ржавчины высыхает на ощупь примерно за 20 минут. Нанесение второго покрытия обеспечит надлежащее преобразование ржавчины. Если возможно, подождите 24 часа, прежде чем наносить второй слой Rust Converter для отверждения. Если вы наносите верхний слой на масляной основе, подождите 48 часов после последнего слоя, чтобы убедиться, что он успел высохнуть.

Как мне очистить оборудование для нанесения после нанесения Rust Converter? Просто используйте мыло и воду для очистки!

Могу ли я использовать Преобразователь ржавчины на гриле, чугунной дровяной печи, двигателе, котле или любой другой нагреваемой поверхности? Нет, Rust Converter не является термостойким, и его нельзя использовать на нагреваемых поверхностях.

Можно ли использовать преобразователь ржавчины для обработки гальванизированной стали? Эффективен только на сильно заржавевших участках, где присутствует оксид железа (ржавчина), и не будет эффективно связываться с оцинкованными участками.

Можно ли использовать Преобразователь ржавчины внутри резервуара? Нет, мы не рекомендуем использовать преобразователь ржавчины внутри резервуара, но он обычно используется снаружи больших резервуаров.

Каков срок годности конвертера ржавчины? Преобразователь ржавчины имеет срок хранения 9 месяцев. Мы часто обновляем наши запасы, чтобы гарантировать, что самые свежие партии будут доставлены нашим клиентам.

При какой температуре можно наносить Конвертер Rust? Наносите продукт при температуре от 50 до 100 градусов по Фаренгейту.Лучше избегать применения Rust Converter под прямыми солнечными лучами или в очень влажных условиях. Не применять, если температура поверхности ниже 50 градусов F.

Могу ли я использовать остатки преобразователя ржавчины после того, как вылил его из бутылки? Нет, после того, как он был открыт и использован, его нельзя возвращать в бутылку с какой-либо неиспользованной жидкостью.

Какое защитное снаряжение требуется? Рекомендуется носить защитные очки или защитные очки вместе с химически стойкими перчатками, так как это может вызвать раздражение глаз или кожи.Он мягкий, но, как и все химические вещества (включая краску), мы рекомендуем соблюдать осторожность.

Как мне утилизировать неиспользованный конвертер Rust Converter? Обратитесь в местное регулирующее агентство, чтобы определить правильный метод утилизации.

Вреден ли Rust Converter при проглатывании? Да, Rust Converter содержит дубильную кислоту, и в случае проглатывания следует немедленно обратиться за медицинской помощью.

Вредны ли пары от преобразователя ржавчины? Пары, выделяемые Rust Converter, похожи на латексные краски и не являются вредными, но рекомендуется наносить их только в хорошо проветриваемых помещениях.

Одобрен ли преобразователь ржавчины FDA или USDA? Нет, Конвертер ржавчины не следует помещать в контакт с продуктами питания или питьевой водой.

Как нужно хранить Rust Converter? Rust Converter лучше всего хранить вдали от прямых солнечных лучей при комнатной температуре. Не допускайте замерзания и избегайте температур выше 100 градусов F.

Могу ли я нанести порошковое покрытие на преобразователь ржавчины? Мы не тестировали преобразователь ржавчины с порошковым покрытием.По нашей информации, порошковое покрытие обычно не наносят поверх грунтовочного покрытия, а вместо этого наносят на чистый металл. Мы не знаем, насколько эффективно порошковое покрытие будет прилипать к продукту преобразователя ржавчины, и оно может начать отслаиваться. Мы не рекомендуем наносить порошковое покрытие на преобразователь ржавчины.

Купить преобразователь ржавчины

Страницы Брюса Тикла: Обзор никель-железной батареи

Недавно я переоборудовал наш дом на никель-железные батареи.Я доволен ими, но мне потребовалось время, чтобы научиться, как заставить их работать хорошо.

Вот наши никель-железные домашние аккумуляторы, на нашей веранде

Введение

Этот пост посвящен использованию никель-железных батарей в бытовом солнечном источнике питания. Я начинаю с некоторой теории о батареях и о том, почему никель-железо может быть хорошим в некоторых ситуациях, а затем описываю свой практический опыт зависимости от них в нашем доме.
Никель-железные батареи (часто называемые NiFe-батареями — с использованием химических обозначений никеля и железа) редко встречаются в домах, не подключенных к электросети (по крайней мере, в Австралии). У меня куча друзей и родственников, живущих в автономном режиме, и до недавнего времени каждый из них и мы использовали свинцово-кислотные батареи.
Мне было трудно найти полезную практическую информацию о никель-железных батареях, когда я собирался их приобрести. На самом деле мне было трудно найти хорошую информацию о всех типах батарей — перезаряжаемые батареи кажутся загадкой, уязвимой для всех видов недоразумений.
Этот пост — моя небольшая попытка вместе собрать полезную информацию. Прежде чем я опишу свой практический опыт использования никель-железной батареи, я вкратце изложу свое понимание обычных типов автономных солнечных батарей для дома и их сравнение.

Батареи: большая стоимость энергии

Хранение энергии в батареях требует много энергии. Большая часть этой энергии «воплощается» в батареях в тысячах процессов, необходимых для их работы: добыча, очистка и обработка металлов, производство пластмасс из нефти, удовлетворение экономических потребностей множества разных людей, которые проектируют, производят, продают и т. Д. транспортировать или устанавливать.Лучший способ измерить эту энергию и связанные с ней выбросы CO2 — это деньги, которые мы тратим на батареи (см. Мой блог о том, как деньги — это энергия).
Сколько энергии — или денег — использует домашняя солнечная батарея, очень варьируется. Маленькая (недорогая) батарея, которая работает долгое время, потребляет меньше денег и энергии в год, чем большая батарея, которая умирает молодым.
Стоимость батареи сильно зависит от того, как вы используете солнечную энергию. Если вы в основном используете электричество, когда светит солнце, вы можете обойтись небольшой батареей с неглубокой разрядкой, которой хватит на долгое время.Если вы хотите готовить на электричестве ночью после пасмурного дня, вам понадобится большая батарея, которая сильно разряжается и может не работать так долго.
Чтобы оценить стоимость хранения батареи, рассмотрите традиционную свинцово-кислотную солнечную батарею, такую ​​же, как у меня в некоторых из моих автономных солнечных систем: 12 вольт (В), 1000 ампер-часов (Ач), стоимость около 4000 долларов и на срок около 10 лет. Обратите внимание, что сюда не входят затраты на их транспортировку или установку, а также на строительство подходящего корпуса, которые являются реальными затратами на электроэнергию и деньги.
Ежедневный цикл разряда свинцово-кислотных аккумуляторов должен составлять только около 10% от полного, чтобы обеспечить долгий срок службы, поэтому каждый день эта батарея может комфортно цикл 100 Ач при напряжении 12 В, что составляет 1,2 киловатт-часа (кВтч). Если делать это каждый день в течение 10 лет, получается 3650 циклов, что в сумме составляет 4380 кВтч. 4000 долларов, разделенные на 4380 кВт · ч, дают почти 1 доллар за кВт · ч энергии, сохраненной в течение нескольких часов.
Производство этой энергии из солнечных фотоэлектрических панелей намного дешевле, чем ее хранение. Если вы установите 1 кВт панелей за 2000 долларов, которые производят, возможно, 4 кВт / ч в день и служат в течение 20 лет, их энергия стоит около 10 центов / кВт-ч — 1/10 стоимости хранения этой энергии в батареях (я понимаю, что игнорирую различные реальные затраты. типа регуляторов и инверторов — вот принцип пытаюсь разобраться).
Подведем итог: хранение энергии в батареях стоит намного дороже, чем ее генерация. Если вы можете уменьшить размер своей батареи и увеличить срок ее службы — в основном за счет меньшего расхода энергии и ее использования, когда она вырабатывается вашей фотоэлектрической системой, — вы значительно снизите затраты на энергию и деньги для вашей домашней энергосистемы.

Почему никелевое железо?

Большую часть своей жизни я прожил здесь, на горе Славный, вне сети, в зависимости от фотоэлектрической (PV) электроэнергии и аккумуляторов для электроснабжения.Моя семья и я научились жить с ограничениями внесетевой фотоэлектрической энергии, ограничивая наше ежедневное потребление за счет бережливости и эффективности, используя энергию, когда светит солнце, и тщательно ограничивая потребление электроэнергии в пасмурную погоду.
Почти все это время мы полагались на свинцово-кислотные аккумуляторы для хранения электроэнергии: начиная со старого автомобильного аккумулятора из вывоза мусора на обочине дороги, затем от старых аккумуляторов Telecom и, наконец, от нескольких комплектов больших совершенно новых аккумуляторов стоимостью 1000 долларов США. долларов.Я освоился с загадками свинцово-кислотных аккумуляторов: необходимость их циклически включать сверху (держать их почти полностью заряженными), важность наличия достаточного фотоэлектрического тока, чтобы обеспечивать им хорошее, пузырящееся выравнивание и дестратификацию каждые несколько секунд. недель, и скрытые опасности сульфатации, если они будут разряжаться слишком медленно и слишком долго. Свинцово-кислотные батареи похожи на цепи из бензопилы: они никогда не бывают такими хорошими, как новые, и время постепенно их растрачивает. Если вы получите из них 10 лет, вы должны быть благодарны — 15 лет — это исключение, 5 лет — обычное дело.
В рамках наших постоянных усилий по созданию жизнеспособного дома я сейчас пробую железо-никелевые батареи. Это происходит по двум основным причинам: долговечность и способность к глубокому циклу (что в некотором роде одно и то же). По общему мнению, никель-железные батареи имеют длительный срок службы — предположительно несколько десятилетий. С этим тесно связана способность никель-железного элемента глубоко разряжаться и оставаться в разряженном состоянии на долгое время, не вызывая долговременных повреждений. Это отличается от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые повреждаются в результате глубокого разряда и времени, проведенного в разряженном состоянии.

Емкость в ампер-часах

Емкость аккумулятора в Ампер-часах (Ач) является одной из самых важных характеристик, но Ач означает очень разные вещи в разных типах аккумуляторов. Способность выдерживать глубокую разрядку без повреждений оказывает огромное влияние на значение емкости аккумулятора в ампер-часах.
Для ясности: Ач — это мера запаса энергии батареи, рассчитываемая путем измерения тока в амперах (A) от батареи, в течение которого в часах (ч) она может обеспечивать ток, пока не будет считаться разряженной.Количество ампер, умноженное на количество часов, дает ампер-часы (Ач) — например, если вы потребляете 10А в течение 5 часов, вы использовали 50Ач. Батареи
продаются с номиналом А · ч: например, наши последние свинцово-кислотные домашние батареи были емкостью 1300 А · ч, что означает, что теоретически вы можете разрядить их при 13 А в течение 100 часов, и тогда они будут разряжены (но вы никогда этого не сделаете!). Важно знать, что вы получаете больше Ач от батареи, если вы ее медленно разряжаете (запись в Википедии о закон Пойкерта описывает эту взаимосвязь и объясняет, как большая часть энергии фактически не теряется, если батарее дается время для ее восстановления. сам).Батареям присваивается рейтинг в ампер-часах на основе разряда в течение определенного количества часов, например мои старые батареи были рассчитаны на 1300 Ач при разряде более 100 часов, но только примерно вдвое меньше, если вы разрядили их за 10 часов. Это сокращенно означает, что батарея имеет рейтинг C100 1300 Ач и рейтинг C10 650 Ач.

Свинцово-кислотный: опасность сульфатации!

Если вы хотите, чтобы они прослужили долгое время, свинцово-кислотные батареи должны быть заряжены более чем на 90% при ежедневной езде на велосипеде и никогда не разряжаться ниже 70% при длительной облачности (70% заряда часто описывается как 70% SOC — состояние заряда).Это связано с тем, что свинцово-кислотные батареи постепенно сульфатируются в зависимости от того, как долго и глубоко они разряжены — нерастворимые кристаллы сульфата свинца растут на свинцовых пластинах и останавливают реакцию заряда-разряда.
Когда из-за сильной облачности у наших свинцово-кислотных домашних аккумуляторов SOC упадет ниже 80%, мы начнем беспокоиться. Мы планируем запустить резервный генератор и зарядить батареи. Мы не выполняли резервное копирование, потому что свет вот-вот должен был погаснуть — наши свинцово-кислотные батареи все еще были на 70% или 80% SOC, и их было достаточно для работы нашего дома в течение нескольких дней.Мы выполняли резервное копирование, потому что беспокоились о сокращении срока службы батареи из-за сульфатации.
Итак, на самом деле, когда вы покупаете 1000 Ач свинцово-кислотных аккумуляторов, вы получаете, возможно, максимум 250 Ач полезной емкости, если вы хотите получить от них долгую жизнь, и менее 250 Ач, если вы разряжаетесь при больших токах. Это не означает, что свинцово-кислотные батареи плохие — они популярны потому, что они относительно дешевы, легко вырабатывают высокие токи и прослужат разумное время при хорошем уходе.

Глубокая выгрузка

У большинства других химических батарей нет проблемы повреждения в результате глубокого разряда, как у свинцово-кислотных батарей (хотя у всех есть свои проблемы). Например, литиевые батареи могут многократно выдавать свою полную емкость Ач, хотя я понимаю, что они могут быть более долговечными, если использовать меньшую емкость, например от 10% до 90% заполнено. Я уверен, что никель-железные батареи не пострадают ни от глубокого разряда, ни от длительного пребывания в разряженном состоянии.На практике это означает, что 200 Ач никель-железных (или литиевых) аккумуляторов будут обеспечивать такую ​​же ежедневную циклическую работу, что и 800 Ач или более свинцово-кислотных аккумуляторов. Никель-железные солнечные батареи также обычно получают рейтинг в ампер-часах на основе 5-часового разряда, в то время как свинцово-кислотные солнечные батареи, как правило, рассчитываются на 100-часовой разряд. Это искусственно завышает номинальную емкость свинцово-кислотной батареи в Ач.
В целом, это означает, что вы не можете с пользой сравнивать батареи напрямую по стоимости за Ач, потому что некоторые батареи можно глубоко циклически перезаряжать, а другие — нет, батарея обеспечивает разный Ач в зависимости от того, какой ток вы от нее потребляете, а батареи имеют очень разный срок службы. ожидания, которые сильно влияют на стоимость обслуживания в год.

Когда уйдет солнце

Мне очень нравятся батареи, которые могут сидеть в глубоко разряженном состоянии без повреждений. Когда наша гора уйдет в облака на несколько недель, было бы здорово, если бы нам не нужно было беспокоиться о том, что батареи будут повреждены из-за выхода из строя. Мы можем остановить все большие нагрузки и просто включить холодильник, свет и некоторую электронику. Мы можем оставить батарею почти разряженной, сделать резервную зарядку, если она действительно разряжена, и подождать, пока солнце снова полностью зарядит батареи.Это обещание никель-железных аккумуляторов — не нужно беспокоиться о сульфатации!

Выравнивание, зарядка баланса и регулирование

Любая обычная бытовая солнечная система питания использует какой-то регулятор (также называемый контроллером заряда) между солнечными панелями и батареей, чтобы контролировать, как заряжается батарея. В основном регулятор защищает батарею от чрезмерной зарядки, но некоторые регуляторы также предоставляют пользователям некоторую информацию о состоянии заряда батареи.В зависимости от типа батареи это регулирование заряда является более или менее сложным, в основном касающимся проблемы поддержания того же уровня заряда каждой ячейки, что и ее сестры в батарее.
Для пояснения: «батарея» — это группа «ячеек», соединенных вместе, обычно последовательно. Однако английский язык теперь имеет тенденцию использовать слово батарея для описания отдельной ячейки: например, одиночная батарея AAA для фонарика — действительно одноэлементная; Автомобильный аккумулятор на 12 В состоит из 6 элементов по 2 В, соединенных последовательно.
Каждая ячейка в батарее индивидуальна, каждая имеет небольшие отличия. По мере того, как батарея со временем циклически меняется, небольшие различия между ячейками могут накапливаться, что приводит к большим различиям в состоянии заряда. Один или два элемента в батарее могут отставать от других, постепенно разряжаясь, пока их сестры полны. В свинцово-кислотных аккумуляторах это может привести к постепенному сульфированию одного или двух элементов и их смерти в молодом возрасте, что приведет к разрушению всей батареи. Чтобы предотвратить эту проблему, время от времени необходимо доводить все ячейки до полного заполнения одновременно.Это называется «выравниванием», и для этого требуются разные химические составы батарей. Я расскажу, как уравновешивают разные типы домашних аккумуляторов, чтобы мы могли сравнить никель-железные аккумуляторы с другими типами.

Уравнительные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

Залитые свинцово-кислотные батареи (традиционные элементы с жидким кислотным электролитом, который плещется в корпусе элемента) легко выровнять. Каждые несколько недель на аккумулятор подается более высокое, чем обычно, напряжение на несколько часов, когда оно уже полностью заряжено.Это проталкивает более высокий, чем обычно (для полной батареи) ток через все элементы в серии: фактически батарея перезаряжается. Когда затопленный свинцово-кислотный элемент заполнен — ​​реакция свинца и серной кислоты завершена — электрическая энергия, проталкиваемая через него, больше не может храниться в виде химической энергии. Энергия должна куда-то тратиться, а в затопленной ячейке энергия расходуется на расщепление молекул воды на водород и газообразный кислород, который пузырится вверх через электролит и выходит через вентиляционное отверстие ячейки.Подобное выделение газа происходит в меньшей степени, даже когда свинцово-кислотные элементы не заполнены: чем они наполнены, тем меньше энергии заряда сохраняется и тем больше энергии расходуется на выделение газа. В этом газе содержится много энергии, которая может высвободиться при взрыве, если подать ему искру — вот почему вы держите искры и пламя подальше от свинцово-кислотных (или никель-железных) аккумуляторов.
В то время как зарядный ток проходит через все последовательно соединенные ячейки, полные ячейки теряют энергию электрического зарядного тока в виде газа, и любые ячейки, которые не полностью заполнены, могут продолжать накапливать химическую энергию — заряжаться — используя такой же ток.Таким образом, все элементы в батарее могут постепенно уравновешиваться — наполняться — одновременно, даже если они могли быть запущены при разном уровне заряда.
Пока происходит этот уравнительный заряд, поток пузырьков газа, поднимающийся между свинцовыми пластинами в затопленном свинцово-кислотном элементе, имеет еще одну важную цель: взбалтывать электролит. Серная кислота в этих батареях тяжелее воды, в которой она растворена, и со временем кислота может осесть на дно, делая электролит более кислым на дне элемента и более водянистым наверху — это называется « стратификация ».Это плохо для клеток: слишком сильная кислота внизу может повредить свинец; и плохо для хранения энергии: слабая кислота наверху не так сильно реагирует со свинцом, поэтому не хранит так много энергии. Тестирование электролита в свинцово-кислотном элементе с помощью ареометра (который измеряет плотность кислоты и, следовательно, SOC) иногда может показывать электролит низкой плотности (например, разряженный аккумулятор), когда батареи полностью заряжены, просто из-за расслоения: батареи полны, но кислота просела на дно.
Чтобы избежать расслоения, солнечная энергетическая система должна обеспечивать достаточный ток для адекватного перемешивания электролита. По моему опыту, для батареи потребуются фотоэлектрические панели, которые могут выдавать ток заряда в амперах, составляющий примерно 1/20 от номинала батареи в Ач. Это означает, что аккумулятору на 1000 Ач требуется заряд фотоэлектрической батареи не менее 50 А, когда светит полуденное солнце и регулятор уравновешивает, чтобы поддерживать перемешивание электролита. Это также означает, что больше не всегда лучше с залитыми батареями: если ваша батарея слишком большая для вашей фотоэлектрической батареи, вы не сможете поддерживать перемешивание электролита, и ваша батарея может умереть молодой.

Ключевые моменты для заливных свинцово-кислотных аккумуляторов

Вот несколько ключевых моментов для залитых свинцово-кислотных элементов:

• Залитые свинцово-кислотные батареи необходимо периодически выравнивать, чтобы они оставались одинаково заряженными, удерживая их на сверхвысоком напряжении в течение нескольких часов. Обычно это выполняется автоматически регулятором, который часто можно запрограммировать в соответствии с конкретным типом батареи.
• Залитые свинцово-кислотные батареи хорошо теряют энергию в виде газа, когда они чрезмерно заряжены.При производстве этого газа расходуется вода, поэтому необходимо подзарядить батареи. Регулятор ограничивает напряжение заряда, чтобы батареи не нужно было заряжать слишком часто.
• Поскольку они могут очень легко терять энергию, залитую свинцово-кислотную батарею можно уравновесить, просто пропустив дополнительный ток через все элементы, пока какие-либо отстающие элементы не догонят своих сестер.
• Свинцово-кислотным элементам требуется достаточный зарядный ток, чтобы они хорошо пузырились и поддерживала хорошее перемешивание кислоты. Для этого им нужно достаточно фотоэлектрических панелей, заряжающих их.

Герметичные свинцово-кислотные батареи

Герметичные свинцово-кислотные (SLA) батареи, часто называемые свинцово-кислотными батареями с регулируемым клапаном (VRLA), распространены в домах. Многие установщики солнечной энергии вне сети рекомендуют герметичные свинцово-кислотные батареи, потому что герметичные батареи не нуждаются в регулярном доливе деминерализованной воды, а установщики устали от клиентов, которые не обслуживают свои батареи.
Когда элементы SLA работают нормально, водород и газообразный кислород, образующиеся на их пластинах, повторно объединяются, чтобы произвести воду и тепло внутри элемента.Эта система может обрабатывать только определенное количество газа, поэтому очень важно не перезарядить герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы и не перегружать аккумулятор газом. Ячейки SLA также не имеют проблемы расслоения кислоты, потому что их кислота удерживается в геле или стеклянном мате, поэтому им не нужно перемешивать электролит с пузырьками газа, как в затопленной ячейке. Очень важно тщательно регулировать зарядку герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, поддерживать правильное напряжение и ограничивать производство газа. Герметичные свинцово-кислотные элементы не выдерживают перезарядки, теряя энергию в виде сбрасываемого водорода и кислорода.В гелевой ячейке избыточное газообразование может привести к тому, что гель, содержащий кислоту, навсегда потеряет контакт с участками свинцовых пластин.
Герметичные свинцово-кислотные батареи нуждаются в выравнивании, периодически удерживая их при более высоком напряжении дольше, чем их нормальный цикл зарядки, но они делают это с более низким напряжением, чем залитые батареи, тщательно контролируемые регулятором.

Ключевые моменты SLA

Ключевые особенности герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов:

• SLA-аккумуляторы не могут терять энергию из-за выпуска газа.
Батареи
• SLA (особенно гелевые) могут быть легко повреждены, если они заряжены при слишком высоком напряжении, поэтому они нуждаются в строгом контроле зарядного напряжения с помощью своего регулятора.
Батареи
• SLA могут терять часть энергии из-за внутреннего газообразования и рекомбинации. При этом выделяется тепло, которое необходимо ограничивать.
• Поскольку батареи SLA могут терять часть энергии внутри, их можно уравновесить, осторожно заряжая их все до тех пор, пока все отстающие элементы не наверстают упущенное.
Батареи
• SLA не нуждаются в дозаправке.
  

Литиевые батареи

Люблю литиевые батарейки. Они отлично подходят для наших электровелосипедов: они компактны и легки (по сравнению с другими типами аккумуляторов), обеспечивают высокий ток, а некоторые типы служат долго. Они не повреждаются из-за низкого SOC — пока они не слишком плоские. Они превращают электровелосипеды в чудесные транспортные средства, которыми они и являются.

Вот велосипедная литий-железо-фосфатная батарея на 36 В: 12 x 3.Ячейки 3 В последовательно, с BMS наверху, с тонкими проводами, идущими вниз, чтобы следить за каждой ячейкой. Также требуется специальное зарядное устройство, обеспечивающее необходимый ток и ограничивающее нужное напряжение.

Однако литиевые батареи сложны. Это потому, что литиевые элементы очень привередливы в том, как они заряжаются. Они повреждаются при зарядке до слишком высокого напряжения или разрядке до слишком низкого напряжения. Литиевые батареи нуждаются в балансировке ячеек, как и батареи других типов, но этого нельзя сделать, перезарядив все элементы последовательно, как свинцово-кислотные батареи, потому что это может привести к появлению на некоторых элементах опасного напряжения.Литиевые элементы не могут тратить лишнюю энергию на перезарядку газом — как затопленный свинцово-кислотный элемент — или нагреванием — как герметичный свинцово-кислотный или никель-металлгидридный элемент. Чрезмерная зарядка повреждает их, поэтому вы не можете этого сделать.
Чтобы удерживать литиевые батареи в безопасных пределах, они управляются и балансируются с помощью электронной схемы, часто называемой системой управления батареями (BMS), которая подключена к батарее. BMS контролирует зарядку и разрядку батареи, отключает выход батареи, если напряжение становится слишком низким, или отключает заряд, если напряжение становится слишком высоким.BMS также постоянно измеряет напряжение каждой ячейки, поэтому она может полностью отключить выход батареи, если напряжение одной ячейки станет слишком низким. Чтобы уравновесить — или сбалансировать — элементы, BMS имеет схемы, которые медленно разряжают самые заполненные элементы во время зарядки, поэтому менее заполненные элементы могут наверстать упущенное. Это происходит каждый раз при полной зарядке аккумулятора, поэтому требуются лишь незначительные корректировки.
Литиевая батарея очень сильно зависит от встроенной BMS, а также от солнечного регулятора заряда, как и любого другого типа батареи.Это сложное электронное устройство, а также химический накопитель энергии. В случае отказа электроники в BMS из-за отказа компонентов, грозового перенапряжения и т. Д. Для того, чтобы аккумулятор снова обеспечил питание, потребуются детали и навыки для его ремонта.

Литиевые ключевые точки

Ключевыми моментами для литиевых батарей являются:

• Литиевые батареи легко повреждаются из-за слишком высокого напряжения, потому что они не могут терять энергию в виде газа и не очень сильно из-за тепла.
• Из-за этого литиевые батареи нельзя выровнять, заряжая весь комплект и ожидая, пока отстающие элементы наверстают упущенное.
• Каждая ячейка требует индивидуального управления напряжением с помощью BMS, которая дает отдельным отстающим ячейкам дополнительное время зарядки и ток.
  

Зарядка и выравнивание никель-железных аккумуляторов

Каждая из описанных выше батарей — свинцово-кислотная, герметизированная свинцово-кислотная и литиевая — более сложна по конструкции и требует более тщательного и сложного регулирования, чем батареи предыдущего типа.По сравнению со всеми ними, у никель-железных аккумуляторов самые простые потребности в зарядке.
Никель-железные элементы залиты электролитом (например, свинцово-кислотным), поэтому они могут легко потерять излишки энергии в виде водорода и газообразного кислорода. Они настолько терпимы к отравлению газами, что их вряд ли нужно регулировать. Основная цель наличия регулятора на батарее Nife — не защитить батарею, а уменьшить количество необходимой воды и избежать слишком высоких напряжений в системе для нагрузок (особенно инвертора).
Этот допуск к перезарядке означает, что их можно уравновесить, просто зарядив всю батарею и позволив отстающим элементам наверстать упущенное.
Никель-железные элементы не повреждаются из-за низкого SOC, поэтому отстающие элементы не пострадают. Тем не менее, элементы не претерпевают значительных изменений в задержке из-за чрезмерной зарядки никель-железных батарей, как правило, в любой солнечный день.

Ключевые точки никель-железо

Подведем итог:

• Никель-железные батареи легко теряют энергию как газ
• Выравнивание обычно не проблема, когда аккумуляторы Nife заряжены обильно
• Никель-железные батареи допускают зарядку без регулятора (если токи не слишком высокие), но регулятор снижает потребность в добавлении воды и позволяет избежать слишком высоких напряжений для нагрузок.

Напряжение аккумулятора

Аккумуляторы разного химического состава производят разное напряжение.Свинцово-кислотные элементы всех типов производят около 2 В. Литиевые элементы в солнечных системах дома (обычно литий-фосфат железа) производят около 3,3 В, но химический состав литиевых элементов 18650 (например, фонари и многие велосипедные батареи) дает около 3,7 В. Никель-железные элементы вырабатывают около 1,2 В каждый, поэтому их нужно много.

Помните, что напряжение перезаряжаемого элемента сильно меняется, поскольку он выполняет свою работу каждый день: оно повышается, когда элементы заряжаются, повышается еще больше, когда они наполняются, и падает при разрядке.

Плотность энергии

Различные типы батарей требуют большего или меньшего объема, чтобы удерживать определенное количество энергии. Литиевые батареи имеют очень высокую плотность энергии, будучи очень маленькими для того количества энергии, которое они удерживают (а также очень легкими). Вот почему они так хороши в электрических велосипедах. Свинцово-кислотные батареи занимают больше места на единицу энергии, а никель-железные батареи имеют низкую плотность энергии и занимают много места. Плотность энергии не является серьезной проблемой для дома, предназначенного для автономного использования (вы просто проектируете место для батарей), но она может быть актуальной при модернизации.

КПД автономных аккумуляторов

В никель-железных батареях много газа, даже больше, чем в свинцово-кислотных. Это указывает на потенциально низкую эффективность этих батарей — в них уходит много электрического заряда, который теряется в виде газа и не возвращается в виде электричества. Эта неэффективность может быть проблемой в некоторых ситуациях, когда энергоснабжение очень ограничено или дорого, но я не думаю, что это большая проблема для большинства автономных домов.
Эффективность заряда батареи обычно не является серьезной проблемой для автономных бытовых солнечных энергосистем.Обычные автономные солнечные системы чрезвычайно расточительны по отношению к потенциальной выработке энергии их фотоэлектрических панелей. Это связано с тем, что мощность панели установлена ​​для дома, чтобы выжить в обычное время с меньшим количеством солнечного света, например, в пасмурную погоду. Это означает, что в солнечные дни типичный автономный дом наполняет свои батареи до полудня, а фотоэлектрические панели в основном отключаются (регулятором) до конца дня, за исключением нагрузок, которые напрямую используют электроэнергию. Более эффективные аккумуляторы, такие как герметичные свинцово-кислотные или литиевые, имеют тенденцию уменьшать (сужать) свой зарядный ток в начале дня, поэтому энергия, которую они не теряют в своих элементах из-за выделения газа, вместо этого тратится на вращение регулятора выключить питание фотоэлектрических панелей.
Еще один способ взглянуть на эффективность автономной работы: если вы добавите дополнительную фотоэлектрическую панель, чтобы помочь решить проблему нехватки электроэнергии в течение нескольких годовых пасмурных недель, мощность этой панели будет потрачена впустую в солнечную оставшуюся часть года.
Я понимаю, что эффективность батареи иногда может быть очень полезной: в пасмурную погоду, когда батареи разряжены и в течение нескольких дней мало солнечного света, эффективные батареи могут помочь вам максимально использовать то, что вы можете собрать.
Я утверждаю, что нам следует с осторожностью подходить к достижению технической эффективности при производстве и использовании энергии.Необходимо рассматривать более эффективные панели, батареи или нагрузки в целом. Настоящий вопрос для меня заключается в том, какие технологии и какое поведение приводят к наименьшим общим долгосрочным денежным затратам и затратам на электроэнергию? Это лучший показатель ущерба окружающей среде и того, сколько усилий в нашей жизни нужно будет потратить на зарабатывание денег.

Что делать, если регулятор сломается?

Кажется, я трачу половину своей жизни на исправление неисправных вещей: я знаю, что так обстоят дела, поэтому я планирую, что все сломается и потребует ремонта.У меня в этом доме не было солнечных регуляторов в течение десятилетий, но я знаю, что это может измениться сегодня или, что более вероятно, во время следующей грозы. Поэтому я думаю, что стоит заранее подумать о том, как ваша солнечная батарея справится с неисправным регулятором.
Литиевая батарея, наиболее уязвимая для поломки. Литиевая батарея использует солнечный регулятор для управления напряжением от фотоэлектрических панелей, а затем имеет свою внутреннюю BMS для регулирования заряда каждой ячейки — есть много уязвимых компонентов, которые могут выйти из строя.В некоторой степени регулятор PV и BMS поддерживают друг друга: если один из них выйдет из строя, другой будет в значительной степени защищать литиевые элементы, пока система не будет отремонтирована. Однако отказ либо фотоэлектрического регулятора, либо любой части BMS, вероятно, выведет батарею из строя до тех пор, пока не будет сделан довольно серьезный ремонт.
Следующей наиболее уязвимой батареей будет герметичная свинцово-кислотная батарея. Без полностью работающего регулятора заряд фотоэлектрической батареи может легко убить SLA — особенно гелевую батарею — за один солнечный день (я не пробовал этого — дайте мне знать, если вы докажете, что я ошибаюсь).
Свинцово-кислотный аккумулятор, залитый водой, достаточно устойчив. Фотоэлектрическую батарею скромного размера можно было бы использовать для зарядки залитой батареи без регулятора, если бы некоторое внимание было уделено напряжению и фотоэлектрическая панель отключилась в разумное время. Чрезмерная зарядка обычно просто приводит к дополнительной потере воды.
Никель-железо легко побеждает в гонке устойчивости регуляторов. Нерегулируемые в солнечный день аккумуляторы Nife могут создавать раздражающее высокое напряжение и сильно пузыриться, но (если их не готовит очень большая фотоэлектрическая батарея) они не причинят никакого вреда.Я считаю, что некоторые люди специально запускают их без регуляторов.

Прочность

Я не могу делать своих собственных заявлений о долговечности никель-железных аккумуляторов, потому что мой личный опыт очень короток, но заявления производителей и общепринятые мнения довольно последовательны: они легко служат десятилетиями, 30 или 40 годами. Это имеет огромное значение для стоимости энергии, материалов и денег в год или на поставленную энергию.

Замена электролита

Никель-железные батареи нуждаются в капитальном обслуживании каждые 7-10 лет: замене электролита.Я никогда этого не делал.
Их электролит — гидроксид калия, сильная щелочь. Однако атмосфера, в которой мы живем, делает воду кислой: двуокись углерода из воздуха растворяется в воде, образуя углекислоту. Вот почему дождевая вода является довольно кислой и образует сталагтиты в известняковых пещерах, и именно поэтому увеличение содержания CO2 в атмосфере делает морскую воду более кислой и наносит ущерб морским обитателям, обитающим в панцире. Электролит аккумулятора поглощает CO2 из воздуха и постепенно нейтрализуется — становится менее щелочным.Когда из-за этого батарея теряет свое «моджо», вам нужно вылить электролит и добавить новую порцию. Это была бы серьезная работа, я думаю, она займет день или два. Хорошо то, что гидроксид калия не токсичен, и его можно безопасно разводить на земле и в растениях.

Мой опыт никель-железных аккумуляторов

Достаточно теории о солнечных батареях для дома. Теперь о моем реальном опыте работы с железом и никелем.

Вся солнечная энергия для нашего дома идет от этих панелей на сарае — около 1.5кВт старых панелей на 12В, в основном Kyocera. Вы можете видеть, что в этом сарае хранится много энергии из древесины.

Покупка и доставка

Я купил свою никель-железную батарею 24 В, 200 Ач у Дэвида Бартлетта на сайте www.ironcorebatteries.com.au в августе 2019 года. Они стоили 5214 долларов, доставлены на станцию ​​грузовых автомобилей в Брисбене и прибывают менее чем через неделю после того, как я завершил оплату. 20 ячеек были упакованы в фанерный ящик размером примерно 1 x 0,5 x 0,5 м и весом около 240 кг, который был перевезен вилочным погрузчиком на машину моего друга.
Ячейки были индивидуально упакованы в пластиковые пакеты, каждый из которых был заполнен электролитом, но проливов не было. Иногда элементы NiFe доставляются в сухом виде, и установщик должен смешать электролит гидроксида калия и заполнить элементы — это занимает день или два. В комплект также входят 20 соединительных ремней из никелированной стали, а также пластиковые крышки для ремней (для уменьшите риск случайного короткого замыкания, например, уронив гаечный ключ на верхнюю часть батарей). Каждая ячейка весила всего около 12 кг, поэтому их легко было вынуть из ящика и перенести на место.

Установка

Чтобы уместиться в доступном мне пространстве, я расположил ячейки 20 x 1,2 В в 3 ряда. Я смог использовать тот же аккумуляторный блок, который мы использовали почти 20 лет, это был третий набор аккумуляторов для жизни в нем (а до этого у меня было несколько наборов предыдущих аккумуляторов — почему я думаю о сроке службы аккумулятора) ?).

Никель-железные элементы 20 x 200 Ач 1,2 В в 3 ряда. В этом ящике раньше находились наши домашние свинцово-кислотные аккумуляторы: 6 ячеек по 1300 Ач 2 В, которые занимали примерно такой же объем.

В комплект поставки входили соединительные перемычки, которые соединяли соседние элементы, но ряды на разных полках необходимо было соединить с помощью толстых проводов, чтобы пропускать большие токи разряда без большого падения напряжения. В качестве проводников между рядами я использовал куски медной трубы диаметром 1/2 дюйма, плоской штампованной и с отверстиями на каждом конце. Я подсчитал, что поперечное сечение трубы составляет около 30 мм2, что дает плотность тока чуть более 1 А / мм2, когда от батарей потребляется 40 А (1 кВт) (10 А / мм2 считается максимальной плотностью тока).Если бы я использовал 80А для нагрузки 2кВт в солнечный день, я мог бы рассчитывать на 40А от батарей и 40А от фотоэлектрических панелей.

Вот медная полоса, сделанная из плоской медной трубы 1/2 дюйма, между двумя звеньями, соединяющая 2 ряда ячеек

Батареи Ironcore 200Ah имеют диаметр 20 мм, никелированные, стальные с резьбой шпильки в качестве их положительных и отрицательных полюсов, поэтому вам понадобятся соединители с отверстиями диаметром 20 мм. Это большое отверстие, выходящее за рамки обычных возможностей сверлильных станков в мастерских на заднем дворе (обычно я не сверляю металл больше 13 мм, мой патрон сверлильного станка подходит для до 16 мм, и я не знаю, будет ли мой сверлильный станок работать достаточно медленно для 20 мм, если бы у меня было сверло на 20 мм, подходящее для него).Я сделал несколько дополнительных соединителей, пробив отверстия в плоской медной трубе диаметром 1 дюйм и растопив отверстия до нужного размера — кузнечный процесс.

Поведение новых NiFe аккумуляторов

На практике никель-железные батареи сильно отличаются от свинцово-кислотных батарей, к которым я привык, по двум основным параметрам: они имеют широкий диапазон напряжений и ограниченную способность проводить ток. Я подозреваю, что обе эти характеристики обусловлены тем, что химическая реакция никель-железо протекает медленнее, чем другие химические реакции.

Диапазон напряжения

Первое очевидное различие между Nife и свинцово-кислотными аккумуляторами — это широкий диапазон напряжения между полным и разряженным аккумулятором, а также между зарядкой и разрядкой. Напряжение аккумулятора в нашей системе колеблется от 19 В до почти 34 В (диапазон свинцово-кислотных может составлять от 24 В до 30 В), иногда покрывая это в течение коротких периодов времени — например, Если я включу электрический кувшин мощностью 700 Вт утром, когда батарея сильно разряжена, напряжение может упасть с 29 В до 19 В. Нормальный день может колебаться от 25 до 33.8V.

Ранние испытания

Мне потребовалось время, чтобы научиться использовать нашу новую железо-никелевую батарею, особенно учитывая отсутствие хорошей информации о том, как настроить для них регулятор.
В течение первых нескольких месяцев я ограничивал максимальное напряжение до 31,5 В, потому что это было максимальное напряжение, которое может выдержать наш холодильник и морозильник постоянного тока (с компрессорами Danfoss 12–24 В). В то время как засуха 2019 года продолжалась с бесконечным синим небом, это работало нормально, но когда наступил сезон дождей 2020 года, и мы полетели в облака, батарея не могла поддерживать работу в течение первого солнечного дня — она ​​упала ниже 19 В при небольшом напряжении. нагрузки и стал слишком низким для работы холодильника постоянного тока.Я быстро понял, что, должно быть, работал от батареи при слишком низком напряжении, поэтому то, что я считал полной батареей, на самом деле было почти разряжено.
Один из ключей к разгадке того, что я дал батарее слишком низкое напряжение зарядки, заключался в том, что элементы теряли так мало воды. Я не доливал их с момента выпуска, почти 6 месяцев, потому что уровень электролита снижался очень медленно.
Другой ключ к разгадке — непереносимость аккумулятором высоких токов разряда. Утром, до того, как солнечные лучи коснулись панелей, электрический кувшин мощностью 700 Вт (это действительно маломощный кувшин) опустил батарею ниже 19 В и отключил низкое напряжение инвертора — с улучшающим настроение звуковым сигналом.
Clue 3 — это низкие токи зарядки, которые я заметил от источника питания PV. Батарея могла быть довольно плоской, но могла потреблять только 10 А от панелей, которые могли подавать 40 А (это было потому, что я установил слишком низкое напряжение заряда на регуляторе).
Как только я понял, как настроить регулятор на достаточно высокое напряжение зарядки (см. Ниже), наша никель-железная батарея была преобразована. Теперь это сгусток энергии: напряжение редко опускается ниже 24 В ночью, обычно остается выше 25 В даже при низком SOC. Самый низкий показатель SOC, который я видел с момента повышения напряжения заряда, составил 17% (согласно регулятору).При этом SOC батарея по-прежнему держит все в порядке (хотя мы очень бережливы с электроэнергией в пасмурную погоду, когда SOC становится настолько низким), а низкий SOC вообще не причиняет вреда батарее. Утренний электрический кувшин — это вообще не проблема (но мы пользуемся им только в том случае, если ожидаем солнечный день!).
При более высоких настройках напряжения в элементах выделяется больше газа, и мне нужно заряжать их чаще — раз в месяц или 2 раза. Это не проблема — если вы не можете забыть долить домашний аккумулятор, вы, вероятно, забудете заливать бензином машину или поливать салат.

Настройки регулятора

Я использую регулятор Plasmatronics PL60, который мы использовали в течение 12 лет для наших свинцово-кислотных аккумуляторов. Мне очень нравятся эти PL-регуляторы: хорошего качества, сделанные в Австралии, программируемые, они подсчитывают Ah и оценивают SOC, чтобы вы имели некоторое представление о том, насколько разряжена ваша батарея в пасмурную погоду — многие регуляторы этого не делают.

Вот наша Plasmatronics PL60 — после почти 20 лет работы в режиме 24/7.Слева от него автоматические выключатели постоянного и переменного тока.

Когда я понял, что мои проблемы с Nife связаны с низким зарядным напряжением, я обнаружил, что не могу настроить PL60 на высокое напряжение, которое мне было нужно. Я позвонил в Plasmatronics (австралийского производства, люди, знающие свой продукт!), Которые, хотя и не имели никакого опыта работы с батареями Nife, предложили обходной путь. По их совету я вошел в меню настроек регулятора и использовал настройку температурной компенсации, чтобы добавить около 2 В ко всем настройкам, заставив регулятор думать, что батареи очень холодные и нуждаются в более высоких напряжениях зарядки (это то, что нужно свинцово-кислотным батареям в холодную погоду. климат).
Если вы используете стабилизатор PL, я сделал следующее:
SET -> REG -> TCMP -> измените настройку с 0 на 6. Это добавляет около 2 В к настройкам напряжения заряда.
SET -> REG -> BMAX — > установите максимальное напряжение повышения на 31,8, что дает реальное напряжение повышения 33,8
SET -> REG -> EMAX -> установите напряжение выравнивания на 31,8 — дает 33,8 В
SET -> REG -> ABSV -> установите напряжение поглощения на 31,0 — подача 33,0В.
SET -> REG -> ATIM -> установите время поглощения на 4 часа.
SET -> REG -> FLTV -> установить напряжение поплавка на 28,0 В, что дает 30,0 В.
Некоторые настройки могут быть уменьшены, если слишком большая потеря воды из-за выделения газа — я думаю, это вероятно в солнечное время года. Кроме того, может потребоваться уменьшить настройки, если напряжение иногда на мгновение превышает максимум инвертора — это случилось со мной.
Максимальное напряжение зарядки составляет около 33,8 В — чуть меньше 1,7 В на элемент. Я установил этот максимум, чтобы избежать отключения инвертора из-за высокого напряжения постоянного тока — максимальный входной сигнал постоянного тока для нашего инвертора составляет 34 В, и он отключается и подает сигнал тревоги, если он достигает 34 В (здесь Selectronics SE22 с 20-летним сервисом).Я думаю, что инвертору, работающему на никель-железной батарее 24 В, потребуется высокое постоянное напряжение не менее 34 В.

Вариант с 19 ячейками

Я читал, что некоторые люди используют 19 ячеек вместо стандартных 20 ячеек для системы 24 В. Это снижает общее напряжение примерно на 1,2 В ночью (когда батарея разряжается) и до 1,7 В днем, когда фотоэлектрическая батарея заряжается.
Эта стратегия решила бы многие проблемы, которые у меня были с регуляторами (получение достаточно высокого напряжения для правильной зарядки аккумулятора) и холодильниками (слишком высокое напряжение для компрессора).Я еще не пробовал, потому что не хочу терять 1,2 В в пасмурную погоду, когда напряжение батареи падает, что, как следствие, приводит к более раннему отключению инвертора из-за низкого напряжения. Можно с полным основанием сказать, что большинство проблем, которые у меня были с железно-никелевым аккумулятором, были из-за того, что я придерживался 20 элементов. Я запомню вариант с 19 ячейками.
Если у вас нет регулятора или инвертора, способного выдерживать высокое напряжение 20-элементной батареи Nife, то разумным решением будет сбросить элемент, чего я не пробовал.

Зачем косить сено, когда светит солнце

Использование энергии в солнечную погоду и отказ в ее использовании в темноте или облачности — основа использования солнечной энергии. Это может показаться очевидным, как приготовить банановый хлеб, когда у вас спелый пучок. Однако дешевая энергия, основанная на ископаемом топливе, сделала нас слепыми к изменчивости большинства природных ресурсов и, возможно, отчасти вправе иметь столько энергии, сколько мы хотим, когда захотим.
Как я описал в начале этого поста, хранение солнечной энергии стоит примерно в 10 раз дороже, чем ее производство.Вы можете себе представить, что один киловатт-час солнечной электроэнергии, хранящийся в батарее и используемый ночью, стоит примерно в 11 раз (стоимость производства плюс стоимость хранения), чем киловатт-час, использованный днем. Даже если какая-нибудь революционная аккумуляторная батарея будет стоить в 10 раз меньше, чем сейчас, — столько же, сколько и фотоэлектрическая генерация, — ночное электричество все равно будет в два раза дороже дневного.
Конечно, автономное электроснабжение намного сложнее, чем это. Если у вас солнечная неделя, каждый день ваш регулятор может тратить впустую почти всю продукцию ваших панелей, потому что ваша батарея полностью заряжена, а вы выполнили все свои большие электрические работы за день.Эта потраченная впустую солнечная энергия имеет нулевую ценность (но стоит денег). С другой стороны, если вы находитесь в середине дождливого месяца, ваша батарея почти разряжена, у вас есть морозильная камера, полная говядины, ваш генератор сломался, и вы настаиваете на уборке ковра пылесосом, эта небольшая мощность может стоил вам целого состояния.
Подобные ограничения влияют на энергосистемы любого масштаба. Вот увлекательная история о том, что случилось с Тасманией в 2016 году, когда у них была гидроэнергетическая засуха и они потеряли резервное питание.Я отмечаю, что перед лицом этого кризиса правительство Тасмании не повысило цены на электроэнергию для снижения спроса и держало в секрете стоимость резервных дизель-генераторов — возможно, они видели политический императив не бросать вызов чувству людей. к дешевой энергии.
Если наша цель — снизить стоимость нашей внесетевой солнечной энергии или если мы хотим сократить выбросы углерода, мы должны максимально увеличить прямое использование фотоэлектрической энергии во время ее производства и минимизировать нашу зависимость от аккумуляторов.То же самое: сокращая наши долгосрочные затраты, мы сокращаем долгосрочные выбросы углерода и обычно получаем более устойчивую систему.

Как управлять спросом

Успешная жизнь с использованием солнечной энергии похожа на выращивание огорода. Вам нужно работать в рамках философии, создавать системы и развивать свои навыки. В солнечный день садовник может поливать листья салата и затенять рассаду, в то время как пользователь солнечной энергии может запускать стиральную машину, накачивать воду и заваривать чай из электрического кувшина.Я думаю, что нет никакого способа научиться осознавать источник энергии и соотносить с ней задачи.
В качестве примера давайте посмотрим, как мы готовим дома. Если на наши фотоэлектрические панели попадает солнце и наши батареи достаточно заряжены, мы готовим на портативной настольной индукционной плите и кипятим наш электрический кувшин Birko мощностью 700 Вт. Если облачно и нам нужно приготовить немного пищи, мы разожжем огонь на древесных углях. Если мы хотим приготовить немного эспрессо-кофе или повторно нагреть чашку чая, мы можем использовать газовое кольцо для сжиженного нефтяного газа (нашей заправке для сжиженного нефтяного газа 9 кг уже более 5 лет).Чтобы приготовить еду в дневное время или ужинать каждый вечер, мы зажигаем нашу большую плиту медленного горения Rayburn — дрова. Мы не проектировали нашу фотоэлектрическую систему для электрического приготовления пищи, но мы можем готовить большую часть дневных блюд, используя солнечное электричество, которое в противном случае было бы потрачено впустую. Эта электрическая плита экономит время и экономит древесный уголь или древесное топливо. Сжиженный нефтяной газ — это очень дешевая роскошь, потому что мы не используем его для серьезного приготовления пищи.
В солнечную погоду мы качаем воду, рубим дрова электрической бензопилой, пылесосим, ​​запускаем стиральную машину, используем электрические пилы и рубанки в мастерской и т. Д.. Наши нагрузки должны оставаться в пределах мощности инвертора: существует ограничение на нашу максимальную мощность (в ваттах), а также на запас энергии (в киловатт-часах). В наши дни мы можем использовать до 4 кВтч.
В пасмурную погоду снижаем нагрузки. Никакого электрического приготовления пищи, только необходимое насосное оборудование, минимальное количество машин в мастерской. В эти дни мы можем оставаться ниже 1 кВтч.
Несколько раз в год мы расширяли тяжелые облака без солнечного излучения. Если холодильник и морозильник отключаются из-за низкого напряжения, мы отключим их на ночь — даже в пасмурный день обычно достаточно солнечной энергии, чтобы заставить их работать.Мы оставим инвертор выключенным большую часть дня, включив его на ограниченное время, чтобы зарядить компьютеры, помолить кофе или ненадолго запустить мельницу.

Дневной драйв

Пока я искал в Интернете информацию о никель-железных батареях, я нашел мафию под названием «Фермы живой энергии» (LEF). LEF доводит принцип минимизации зависимости от батарей до логического завершения: многие из их домашних и сельскохозяйственных машин управляются микросетью, которая использует питание панели постоянного тока, напрямую к нагрузкам, без аккумуляторов.Они называют это «приводом дневного света», потому что работа может выполняться только при солнечном свете на фотоэлектрических панелях. У них около 1400 Вт панелей (возможно, 6 x 230 Вт), соединенных последовательно, которые приводят в действие двигатели постоянного тока 180 В (номинал), которые они установили на ряде машин. Их система исключительно устойчива и недорога, но для ее настройки потребуется немало технических усилий.
Вот краткое описание и видео.

Резервная зарядка

Иногда нам требуется резервная зарядка наших аккумуляторов, когда недостаточно солнечного света для поддержания работы минимальных нагрузок (основная нагрузка — холодильники).Батареи NiFe затрудняют резервную зарядку, потому что им требуется такое высокое напряжение для зарядки с разумной скоростью.

Обычные зарядные устройства, такие как наше старое зарядное устройство Woods, не вырабатывают достаточно высокого напряжения для зарядки нашей NiFe-батареи при работе от бензинового генератора. Однако Woods может заряжать половину ячеек за раз.

Сначала мы использовали наше старое зарядное устройство Christie, устройство прямой зарядки с маленьким мотором Honda и большим автомобильным генератором переменного тока, предназначенное для выработки постоянного тока прямо в батарее 12 В.В случае никель-железного аккумулятора мы используем зарядное устройство Christie для последовательной зарядки 7 или 8 элементов NiFe, а затем перемещаем зажимы для зарядки еще 7 или 8 элементов. В сумме не более 20 ячеек, поэтому некоторые элементы заряжаются намного больше, чем другие, но они прекрасно справляются с этим: они легко уравновешивают свой уровень заряда в солнечную погоду; но это беспорядочный способ зарядки.

С тех пор я модифицировал наше зарядное устройство Christie для обеспечения более высокого зарядного напряжения и теперь могу заряжать 10 ячеек (половину батареи) с полным контролем зарядного тока (генератор на 12 В не может обеспечить достаточное напряжение для комплекта 24 В).Полчаса зарядки каждой половины аккумулятора обычно избавляют нас от проблем в пасмурный день. Я планирую использовать ту же модификацию на генераторе 24 В, чтобы я мог зарядить полную батарею.

Нагрузки постоянного тока

Мне нравится включать наши светильники, холодильник, морозильную камеру и некоторые другие мелочи в цепи постоянного тока, прямо от батареи. Я знаю, что современный способ — это пропустить все при 230 В через инвертор, но я думаю, что также более эффективно, безопасно и устойчиво иметь цепи постоянного тока.
Наличие цепей постоянного тока эффективно. Когда мы ложимся спать ночью, мы выключаем инвертор (он находится в нашей спальне, так что это легко). Это экономит около 25 Ач энергии за ночь (более 0,5 кВтч), которая в противном случае использовалась бы для работы инвертора и питания различных мелочей, которые оставлены подключенными, например беспроводных телефонов и т. Д. Холодильник и морозильная камера все еще могут работать от своей цепи постоянного тока, и огни постоянного тока все еще могут быть включены. 25Ah может быть банальным в солнечную погоду, но когда мы проводим в облаках в течение месяца, это имеет огромное значение для нашего энергетического баланса.
Использование цепей постоянного тока также более устойчиво. Как я постоянно говорю: все ломается; и это включает инверторы. Хороший инвертор стоит несколько тысяч долларов, большинство из нас не хранят запасной в сарае, и могут потребоваться дни или месяцы, чтобы получить новый (возможно, больше, если вирус отключил Китай) и получить установщик. посетить. С лампами постоянного тока и холодильником вышедший из строя инвертор не оставит нас в темноте с гниющими продуктами, хотя, конечно, другие сбои могут поставить нас в такую ​​ситуацию.

Фонари постоянного тока

25 лет назад в домах, не подключенных к электросети, было нормально иметь фонари постоянного тока, работающие непосредственно от домашней батареи. Сейчас это необычно, потому что фотоэлектрические панели намного дешевле, а люди намного богаче — свет обычно работает на переменном токе от инвертора. Поэтому становится все труднее найти для дома качественные светильники постоянного тока.
В последнее время закупаем светодиодные лампы с широким диапазоном напряжений: продавец заявляет 24-36В, но у нас не было проблем, когда напряжение домашней батареи упало до 19В.Мы покупали на сайте www.12vmonster.com. Лампы довольно дорогие (более 20 австралийских долларов каждая), но у нас не было сбоев. В жилых помещениях мы в основном используем лампочки мощностью 15 Вт.

Вот светодиодный светильник мощностью 15 Вт, который освещает наш обеденный стол — от 12vmonster

На ebay есть много «светодиодных кукурузных ламп» по низким ценам, но они неоднократно оказывались очень хорошими. недолго.

Эти «кукурузные луковицы» с ebay служат недолго — иногда всего несколько минут

Еще одна вещь, которую мы сделали для светильников, — это сделать светильники, используя дешевый маленький постоянный ток постоянного напряжения. (CC CV) блоки питания от ebay.Они стоят всего 2–3 доллара каждый, принимают входное напряжение до 35 В и могут быть отрегулированы для получения выходного напряжения от 1 В до 30 В. Я использую их для запуска некоторых из наших старых ламп 12 В, и они также очень хороши для работы со светодиодами.

Холодильник с морозильной камерой постоянного тока

Мы используем холодильник постоянного тока и морозильник постоянного тока. Они очень эффективны. Они также позволяют нам оставлять наш инвертор выключенным на ночь или когда мы уезжаем из дома на несколько дней, и в случае поломки инвертора они могли продолжать работать.О хитростях их работы от никель-железной батареи я напишу отдельный пост.

Резюме

Если вы планируете автономную систему электроснабжения:

• Развивайте навыки: узнавайте о своем солнечном источнике и о том, насколько заряжены ваши батареи
• иногда солнечно, иногда нет: подберите нагрузку к источнику энергии
• установка и замена батарей — основные текущие расходы
• ожидать, что все когда-нибудь сломается
• Лампы постоянного тока и холодильники могут сделать вашу систему более устойчивой к поломкам и пасмурной погоде
• Ваши ожидания — самый большой вызов автономной жизни!

Вот несколько ключевых моментов, если вы рассматриваете аккумулятор Nife:

• вам нужно будет установить необычно высокие настройки регулятора — убедитесь, что ваш регулятор может работать достаточно высоко
• Ваш инвертор должен будет работать при более высоком, чем обычно, напряжении
• или вам нужно будет уменьшить до 19 ячеек (в системе 24 В)
• необходимо долить дистиллированную / деминерализованную воду
• Вам необходимо планировать замену электролита каждые 7-10 лет.
• самое лучшее, что вам не нужно беспокоиться о том, чтобы не повредить их глубокими разрядами

Никель-железные батареи сильно отличаются от обычных автономных солнечных батарей.Они не подойдут тем, кто не занимается своими домашними системами, но я считаю, что научиться понимать системы, от которых зависят вы (и ваши соседи), и заботиться о них, является ключевой стратегией для достижения успеха в этом мире.
Я очень доволен нашими новыми никель-железными батареями. Я ожидаю, что они будут надежными и долговечными, если я буду поддерживать в них дистиллированную воду и могу при необходимости заменить электролит. Я думаю, что они станут активом для недорогой и устойчивой семьи.

Дополнительная информация и ссылки

Эдисон аккумулятор

Этот сайт: www.На сайте nickel-iron-battery.com есть некоторая информация о никель-железных батареях, в том числе историческая брошюра от компании Edison Storage Battery Company, которую можно скачать прямо по этой ссылке: www.nickel-iron-battery.com/edison_brochure.pdf

Блин матрица

Мой друг Майк Стасс был первым (и я думаю, единственным) человеком, которого я знаю лично, кто купил никель-железный аккумулятор для своего дома. Его сообщения в блоге о его опыте заслуживают внимания:
https: // damntmatrix.wordpress.com/2016/05/28/patience-is-a-virtue-they-say/
https://damntmatrix.wordpress.com/tag/nickel-iron/

Ферма живой энергии

Эти люди используют радикальные, но хорошо испытанные и проверенные системы для управления энергией, включая NiFe-батареи и их очень интересный «дневной свет»: http://livingenergyfarm.org/

Тепловой насос для плавательного бассейна с полным инвертором

означает новейшую оптимизированную технологию, характерную для тепловых насосов для бассейнов PHNIX.

Тепловой насос, работающий на базе уникальной инверторной технологии PHNIX, поддерживает максимальную стабильность и значительно снижает потребление энергии во время работы.

Кроме того, тепловой насос с технологией может создать необычайно тихую среду для плавания для пользователей благодаря сверхнизкому уровню шума.

Кроме того, в тепловом насосе с питанием от него используются самые передовые разработки как по внутренней структуре, так и по внешнему виду, что позволяет блоку работать с высокой эффективностью, гибко устанавливать и одновременно идеально вписываться в среду вашего плавания.

Применение усовершенствованного компрессора и инвертора технологическая синергия является важным элементом для подразделения, чтобы быть лучший результат, который может повысить энергоэффективность и обеспечивают домовладельцам большую экономию средств. С полным инверторной технологии, КПД i-ExpertLine Wood до 16.0. При температуре окружающей среды от -15 ° C до 43 ° C установка работает эффективно для отопления и охлаждения.

i-ExpertLine Wood отличается от традиционного режима работы с ветром. имеет совершенно новую конструкцию, в которой отработанный воздух выходит слева и справа сторона шкафа.Такой дизайн не только увеличивает площадь излучения тепла, но также обеспечивает более гибкие условия установки.

i-ExpertLine Wood позволяет подключать приложения через Bluetooth, Wi-Fi и 4G, пользователи могут знать о статус устройства и контролировать его в любое время и в любом месте.

Поверхность без шурупов покрыта специальной текстурой, которая выражает экологический смысл вашего заднего сада.

Чем ниже уровень звука в децибелах, тем тише будет тепловой насос плавательного бассейна во время работы.i-ExpertLine Wood сохраняет свой рабочий шум на 30% ниже, чем у обычных инверторных тепловых насосов, который составляет всего 40 дБ (А), поэтому пользователи всегда могут наслаждаться комфортным плаванием, не отвлекаясь от шума.

Подходит для углеродистой стали, железа и алюминия Плазменный резак IGBT, 12 мм Clean Cut Cuwiny CUT50D 50 А, 110 В / 220 В, воздушный инвертор, двойное напряжение, установка для плазменной резки с двойным напряжением CUT50D-US Нержавеющая сталь Медь Плазменные резаки 14 мм Макс. Разделение Сварочное оборудование one-acleaning.com

Плазменный резак

, Cuwiny CUT50D, 50 А, 110 В / 220 В, двухвольтный воздушный инвертор, плазменная машина для резки, IGBT, 12 мм Clean Cut, 14 мм максимальный разрыв, подходит для углеродистой стали, нержавеющей стали, меди, железа и алюминия (CUT50D-US) Улучшение.Плазменный резак Cuwiny CUT50D, 50 А, 110 В / 220 В, двухвольтный воздушный инвертор, плазменная машина для резки, IGBT, 12 мм чистый срез, 14 мм максимальный разрыв, подходит для углеродистой стали, нержавеющей стали, меди, железа и алюминия (CUT50D-US): инструменты и товары для дома . ★ ВОЗДУШНЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ РЕЗАК: ПОДХОДЯЩАЯ РЕЗКА для нержавеющей стали, легированной стали, низкоуглеродистой стали, меди, алюминия и т. Д. Для резки используется безопасный и недорогой безопасный и неопасный сжатый воздух. Мы предлагаем 30-дневную 100% гарантию или гарантию возврата денег. и ограниченная гарантия сроком на 1 год.(Акция о новом продукте, только на этой неделе. Обзоры и отзывы, свяжитесь с нами для получения 20% скидки.)。 ★ ВЫХОД И ХАРАКТЕРИСТИКИ: выход постоянного тока 10-50 А, идеальный чистый разрез 1/2 дюйма и максимальный выход 3/5 дюйма ниже 220 / 240В. Выход постоянного тока 10-35 А, идеальный чистый разрез 1/3 дюйма и максимальный разрез 2/5 дюйма при напряжении 110/120 В. 。 ★ ДВОЙНОЙ ВХОД НАПРЯЖЕНИЯ: автоматический режим двойного напряжения / двойной частоты (110/120 В, 220/240 В, 50/60 Гц). Давление воздуха 0,4-0,7 МПа. Рабочий цикл: 60%. Максимальный ток: 50 ампер. Усовершенствованная инверторная плазменная технология IGBT. 。 ★ РЕГУЛЯТОР ВОЗДУХА: Наши плазменные резаки оснащены улучшенным регулятором воздуха и оснащены пластиковой лентой, которая является лучшим регулятором воздуха на рынке.Они решают очень серьезную проблему других продуктов на рынке: регулятор не может получать давление воздуха. 。 ★ ПОЛНЫЙ КОМПЛЕКТ Машина x1 шт; Резак качественный ПТ-31 с кабелем х1шт; Зажим заземления с кабелем — 1 шт .; Регулятор воздуха x1pc; Воздушный шланг x 1 шт .; Специальное руководство x 1 шт. —- Расходные материалы для горелки в пакете: Наконечник по 10 шт .; Электрод х 10 шт; Завихритель х 1 шт; Керамическая чашка x 1 шт; Вращающийся винт x2 шт .; Сырая полоса x1 шт .; Сопло газовое медное х2 шт; Локтевой сустав x1шт; Хомут для шланга х 4шт. 。 Cuwiny CUT-0D — это новая конструкция с измерителем и регулировкой, прикрепленными к передней части машины, а фильтр расположен внутри машины.Устройство можно использовать для резки нержавеющей стали, алюминия, меди, латуни, чугуна, углеродистой стали и других металлов, не только скорость резания, пропил, формирование узких надрезов, зона термического влияния мала, но и заготовка не проста деформироваться. Он прост в эксплуатации, а также имеет значительный энергосберегающий эффект. Устройство применимо ко всем видам оборудования, производству, установке и обслуживанию металлических конструкций, для резки средних и тонких листов, сверления, Wabu, резки открытых канавок, промышленных приложений с ЧПУ, небольших магазинов для любителей и т. Д.。。 Сверхпрочная режущая способность。 Максимальная толщина резки: 14 мм. Толстый металлический лист можно разрезать легко и быстро. Подходит для резки различных видов металлов, таких как нержавеющая сталь, медь, железо, алюминий и т. Д. Производительность резки увеличивается в 2,0 раза по скорости резки по сравнению с газовым резаком.。 Cuwiny Параметры плазменного резака: Плазменный резак 0 А, 110/0 В, двойное напряжение。 Процессы: компактный металлорежущий станок для инверторной резки переменного тока。 Входное напряжение: 110/0 В。 Диапазон тока: 20A-0A。 Класс изоляции: F。 Вход генератора:9 кВА при 0 В; 4,4 кВА при 110 В。 Номинальный рабочий цикл: 0% при 0 А, 100% при 40 А。 Макс. Толщина резки: 1 мм с разрывом из мягкой стали。 Давление воздуха: 0,4-0,7 МПа。 Вес: 0,1 фунта。。 В пакет включено: машина x1 шт; Резак качественный ПТ-31 с кабелем х1шт; Зажим заземления с кабелем — 1 шт .; Регулятор воздуха x1pc; Воздушный шланг x 1 шт .; Специальное руководство x 1 шт. Расходные материалы для горелки в пакете: /。 Наконечник x 10 шт.; Электрод x 10 шт.; Завихритель x 1 шт.; Керамическая чашка x 1 шт. ; Локтевой сустав x1pc; Хомут для шланга х 4шт.。。。。

Подходит для углеродистой стали, железа и алюминия Плазменный резак IGBT, 12 мм, Clean Cut Cuwiny CUT50D, 50 А, 110 В / 220 В, двухвольтный воздушный инвертор, плазменный станок для плазменной резки CUT50D-US, нержавеющая сталь, медь, 14 мм, макс.

Белое освещение Progress P5705-30 Светильник из поликарбоната, устанавливаемый на стены только в помещении или на открытом воздухе, без выцветания, шнур из хлопка макраме 6 мм, веревка для массового завязывания узлов, журнальный столик Гостиная Naiflowers Настольная лампа USB Настольная лампа USB Гибкая светодиодная настольная лампа Настольная лампа Лампа для учебы Прикроватная лампа Свет для спальни, Цвет: золото, Размер: 20см Люстра Nordic Post-Modern Minimalist Chandelier Restaurant Творческая спальня Прикроватная тумбочка Градиентный золотой подвесной светильник.Dophee 5Pcs 80 # Grit 40x25x6mm Шлифовальные шлифовальные круги из оксида алюминия для вращающихся инструментов, тестер Whirlwind, CERRO 147-4203B Cerrowire 147-4203B 6-3 NM-B Многожильный с заземлением 600V Внутренний медный строительный провод 50-футовая катушка черного цвета.

No related posts.