Jednoduchý předehřev CO2 pro MAG svařování.

Oxid uhličitý (CO₂) je stále velmi populární ochranný plyn pro svařování metodou MAG. Přestože má řadu nectností, pro jeho rozšíření (zejména mezi amatéry a malými firmami) hovoří hlavně nízká cena a snadná dostupnost. Jednou z nepříjemných věcí při svařování v CO₂ je náchylnost oxidu uhličitého na zamrzání. Sice je možné zakoupit speciální redukční ventily vybavené elektrickým ohřívačem, ale jejich cena není zrovna nízká. Že se to ale dá řešit i v amatérských podmínkách a poměrně levně, se můžete přesvědčit v následujícím článku.

Zamrzání CO₂

Oxid uhličitý je v tlakové láhvi skladován pod tlakem v kapalném stavu. Po otevření ventilu láhve dojde k jeho odpařování a tím z ventilu získáváme potřebný plyn. Ovšem změna skupenství z kapalného na plynné probíhá za současného odběru tepla z okolí. Proto při větších odběrech, nebo při nízké okolní teplotě, snadno dojde ke známému zamrznutí ventilu.

Profesionální svařovací pracoviště jsou proto vybavena redukčními ventily s vestavěnými elektrickými ohřívači. Tyto ohřívače jsou zpravidla napájeny ze střídavého napětí 42 V, někdy též 24 V, a jejich příkon je okolo 80 W. Napájení je obvykle přímo ze svářečky, ale nikoliv ze svařovacího napětí, ale ze samostatného transformátorku, který je do svářečky vestavěn. K tomu účelu mají profesionální stroje na zadním panelu vestavěn konektor pro připojení ohřívače. Ovšem tento konektor najdeme zpravidla jen u tuzemských svářeček větších výkonů. Zahraniční stroje jím většinou vybaveny nejsou. Důvod je ten, že se v "cizině" už čisté CO2 téměř nepoužívá a je zcela nahrazeno směsnými plyny Ar+CO2, které se předehřívat nemusí.

Výstup pro napájení ohřívače nenajdeme ani u svářeček malých výkonů české i zahraniční výroby. Kromě stejného důvodu jako u velkých zahraničních strojů je dalším důvodem to, že při svařování malými průměry drátů (do 0,8 mm) není potřeba velkých odběrů (průtoků) plynu. A při malém průtoku "céóčko přeci nezamrzá". Dalším důvodem je to, že k levné svářečce si asi nikdo nekoupí drahý ventil s ohřívačem, jehož cena je dnes až polovinou ceny nejlevnějších svářeček.

Přesto se však řada majitelů těchto malých MIG/MAG svářeček se zamrzáním oxidu uhličitého potýká. A protože jen málokdo investuje do profiventilu s ohřevem, nastupují amatérská řešení. Popis svého jednoduchého řešení ohřevu oxidu uhličitého přímo v redukčním ventilu nám zaslal jeden čtenář Svarinfa.

Primitivní předehřev

Jedná se o velmi jednoduchý ohřev redukčního ventilu pro amatéry. Celý princip je založený na výkonovém rezistoru s odizolovaným, ale tepelně vodivým, kovovým pouzdrem. Pouzdro takového rezistoru má možnost pevného připevnění na rovnou plochu. Jak takový rezistor vypadá znázorňuje následující obrázek:

Výkonový rezistor 50W v Al pouzdře.

Autor doporučuje použití rezistoru o odporu 10-20 ohmů / 50W. Cena takového rezistoru se pohybuje okolo 100,- kč. Rezistor je připevněn na redukční ventil. Autor měl u své svářečky typický miniaturní redukční ventil, podobný tomuto:

Malý redukční ventil na CO₂, bez předehřevu.

Protože je potřeba připevnit rezistor na hladkou plochu a tu na těle ventilu prakticky nenajdeme, rozhodl se konstruktér přidělat rezistor na upevňovací matici:

Detail přidělání rezistoru na matici ventilu.

Rezistor je připojen na zdroj elektrického napětí a průchodem elektrického proudu se rezistor (a jeho kryt) zahřívá. Pro lepší přenos tepla je vhodné na styčnou plochu rezistor-ventil nanést teplovodivou pastu, která se používá v elektronice při montáži výkonových prvků (tranzistorů, diod, apod.) na chladiče. Vlastní upevnění rezistoru autor vyřešil plastovým stahovacím páskem (binderem), které používají elektrikáři. Jednodušeji to snad ani nejde.

Rezistor je v tomto konkrétním případě napájen přímo ze svařovacího napětí. Toto napětí se ale velmi mění v závislosti na typu svářečky a nastavených parametrech. Dále dochází k velkým změnám mezi napětím naprázdno a napětím při svařování, nemluvě o tom, že pokud nesvařujeme, není zde napětí žádné (vyjma primitivních strojů, které mají "drát trvale pod proudem"). Autor proto uvádí, že je potřeba si s tím trochu pohrát. Je nutné to prostě vyzkoušet na vaše konkrétní podmínky (kolik toho svařujete, při jaké teplotě, kolik odebíráte plynu, jakou máte svářečku, apod.) a podle toho zvolit vhodnou hodnotu odporu.

Nejlépe je to vyzkoušet během svařování, ale dá sa to vyzkoušet i bez svařování. Autor uvádí, že to zkoušel tak, že na svářečce přepínači nastavil napětí okolo 22-25V, vypnul podavač a pustil plyn. Hořákem spínal svářečku v intervalech 20 sekund zapnuto a 40 sekund vypnuto. To opakoval asi 10-krát a zjistil jak se to chová. V jeho případě vyhovuje odpor 10 ohmů, který se velmi rychle ohřeje (za 10-15 sec). Kdo svařuje více ať vyzkouší i hodnoty větší (20 ohmů), aby rezistor tolik netrpěl.

Celkový vzhled ventilu s přidělaným rezistorem.

Pochopitelně by bylo možné do svářečky namontovat i pomocný transformátorek (nejlépe 24V) pro samostatné napájení rezistoru. Podle hodnoty odporu by takové tráfko mělo být schopno dodat proud cca 1,5-3A. Ovšem požadavkem autora byla jednoduchá a levná konstrukce, a proto se rozhodl pro napájení přímo ze svařovacího napětí. Jak to celé vypadá, můžete vidět na obrázích výše.

Jen na okraj připomínáme vzorce, které budete pořebovat, pokud se pustíte do vlastních výpočtů:

R = U / I      a      P = U . I

Kde:
R = elektrický odpor (Ohm)
I = elektrický proud (A)
U = elektrické napětí (V)
P = elektrický výkon (W)