В результате должен получиться шов с характеристиками:

• Предел прочности при растяжении — до 530 МПа.
• Относительное удлинение — до 24%.

• Предел текучести — 420 МПа.

Рекомендуемый ток для сварки:

Допускается сварка на постоянном токе обратной полярности.

МР-3С

Универсальные рутиловые электроды отличаются тем, что хорошо переносят металл даже на ржавые, сырые и грязные поверхности. Часто используются для работы с трубопроводами, ответственными строительными конструкциями.

Регламентирующий стандарт — ГОСТ-9466. Особенности готового шва:

• Очень вязок.
• Устойчив к образованию трещин.

• Толстый слой шлака надёжно прикрывает зону сварки.

Расчётные параметры швов после сварки:

• Предел прочности при растяжении — до 480 МПа.
• Относительное удлинение — до 25%.

• Предел текучести — 410 МПа.

Рекомендуемый ток для сварки разными диаметрами:

Работать МР-3С можно и на переменном, и на постоянном токе.

Lb-52U

Универсальные электроды японского производства компании Kobelco. Отличаются тем, что прошли международную сертификацию и аттестацию НАКС. Соответствуют ГОСТ 9467-75.

Потребительские особенности:

• Шлак надёжно защищает зону сварки, легко отбивается.
• Дуга хорошо горит даже при перепадах напряжения в сети.

• Вероятность образования трещин внутри швов — минимальна.
• Во время сварки наблюдается минимальное разбрызгивание металла.

Шов получается вязким и пластичным.

Характеристики:

• Предел прочности при растяжении — 530-546 МПа.
• Относительное удлинение — до 31-35%.

• Предел текучести — 441-455 МПа.

Рекомендуемый сварочный ток:

• Допускается работа на постоянном и переменном токе всеми способами, кроме сварки в вертикальном положении сверху вниз.
• Требуется прокалить электроды до сварки — 140 градусов — в течение 60 минут.

АНО-4

Какие электроды лучше выбрать для сварки инверторным аппаратом: марки, выбор диаметра и силы тока

Многие начинающие сварщики задаются вопросом, какие электроды лучше для инвертора. В этой статье мы ответим на данный вопрос, а также приведем наиболее популярные марки сварочных электродов, использующиеся при работе на инверторном аппарате. Бонусом будут идти рекомендации по выбору электродов для начинающих сварщиков.

Содержание

Кратко об инверторах

Сегодня существует достаточно большое количество инверторных сварочных аппаратов. Большинство производителей предлагают промышленные и бытовые инверторы в различных ценовых категориях. Промышленные инверторы отличаются большей мощностью и повышенным «ПВ».

Также одним из основных отличий служит максимальный выдаваемый сварочный ток. Как правило, у профессиональных аппаратов максимальные значения тока выше.

Еще одним отличием может служить возможность подключения не только к бытовой сети 220 V, но и к 380 Вольтовой промышленной сети.

На что обратить внимание при выборе электродов для инвертора

Существует ряд параметров, которые необходимо учесть при выборе сварочных материалов. Рассмотрим основные факторы, чтобы лучше понимать, что влияет на выбор электродов для сварки инвертором и какие лучше подходят для тех или иных работ.

Назначение электродов

По своему назначению сварочные электроды разделяются на несколько групп. Такое разделение обусловлено типом металла подлежащего соединению и его техническими характеристиками. Назначение изделий также закреплено в ГОСТ 9466-75.

1. Сварка углеродистых и низколегированных сталей;
2. Сварка легированных теплоустойчивых сталей;
3. Сварка высоколегированных сталей с особыми свойствами;
4. Электродуговая наплавка поверхностных слоев с особыми свойствами;
5. Сварка и наплавка чугуна;
6. Сварка и наплавка меди и сплавов.

Таким образом, электрод для инвертора лучше выбирать, ориентируясь сперва на его назначение. Это позволит избежать ошибки, например, сварки «нержавеющих» сталей электродами для «черных» металлов.

После чего можно определить необходимый тип расходника (например, для низколегированных сталей это может быть Э46 или Э50А).

Когда определено назначение электрода, можно переходить к выбору конкретной марки, подходящей по характеристикам, а также выбрать диаметр изделия.

Тип покрытия

Существует несколько типов покрытия сварочных электродов, наиболее популярными из которых являются рутиловое и основное. Эти типы покрытия имеют кардинальные различия, которые проявляются при их применении.

Основное покрытие

Изделия с основным покрытием имеют ряд преимуществ. Они обеспечивают высококачественный шов, стойкий к межкристаллитной коррозии и знакопеременным нагрузкам. Допускают выполнение работ и эксплуатацию готовой конструкции в условиях низких температур.

Однако для их успешного применения необходимы определенные навыки. Также такие изделия обязательно подлежат прокаливанию перед использованием. А металл подлежащий соединению должен быть очищен от грязи и ржавчины.

Работают такие электроды только на постоянном токе обратной полярности.

Рутиловое покрытие

Изделия с таким типом покрытия достаточно универсальны и подходят для сварки инвертором новичкам. Они обеспечивают качественное соединение при сварке даже по окисленному или загрязненному металлу. Однако при возможности зачистить участок сварки лучше это сделать.

Работают эти расходники как на постоянном, так и на переменном токе. За счет состава обмазки они достаточно легко поджигаются повторно, а в процессе работы образуется относительно мало шлака. При этом отделение шлака не требует значительного механического воздействия.

Выбор типа покрытия основывается на требованиях, предъявляемых к сварному соединению. Среди них могут быть временное сопротивление разрыву, предел текучести, ударная вязкость и другие. На требования, обозначенные выше, может влиять тип свариваемого металла, его химический состав и прочие характеристики.

Диаметр электрода

Выбор диаметра зависит от толщины свариваемого металла. Для большей наглядности эта зависимость показана в таблице ниже.

Для соединения металлов толщиной менее 1,5 мм ручная дуговая сварка инвертором, как правило, не применяется. Также следует учитывать, что от толщины стали и диаметра электрода, а также от пространственного положения сварки зависит настройка силы сварочного тока. Так что если планируете варить толстый металл, берите инвертор с высокими значениями максимального тока.

Популярные марки электродов для инверторной сварки

Существует несколько наиболее распространенных и популярных марок электродов используемых при сварке инвертором.

Популярные электроды с рутиловым покрытием типа Э46

Наиболее распространенными электродами из этой группы являются изделия следующих марок: GOODEL-OK46, МР-3, МР-3С, ОЗС-12 и АНО-21. Несмотря на то, что эти марки относятся к одной группе и имеют схожие характеристики, они имеют ряд особенностей, которые определяют их применение. Например, МР-3 лучше переваривают ржавчину, а АНО-21 используются преимущественно для потолочных швов. В остальном эти расходники являются взаимозаменяемыми. Такими электродами удобнее всего работать начинающим сварщикам.

Популярные электроды с основным покрытием типа Э50А

В этой группе популярными можно назвать изделия марок УОНИ-13/55, GOODEL-OK48, а также LB-52 и его высококачественный аналог GOODEL-52U. Также как у материалов из предыдущей группы у них есть ряд отличий. УОНИ-13/55 чаще используются для соединения конструкционных сталей при строительстве мостов и ответственных конструкций. GOODEL-OK48 предпочтительней использовать при работе с толстолистовым металлом. А GOODEL-52U являются профессиональными электродами для сварки нефтепроводных труб и трубных элементов. Все эти марки обладают высокими техническими характеристиками и стойкостью к низким температурам.

Электроды для сварки нержавейки инвертором

Для соединения высоколегированных сталей (нержавейки) используются марки: НЖ-13, ОЗЛ-8, ОЗЛ-6, ЦЛ-11, ЦТ-15, ЭА-400/10, ЭА-395/9. Здесь выбор должен основываться на характеристиках и химическом составе свариваемого металла.

Электроды для сварки чугуна

Для работы с чугуном можно использовать изделия марок: МНЧ-2, ОЗЧ-2, ЦЧ-4. При этом МНЧ-2 применяются для сварки, наплавки и заварки дефектов чугунного литья деталей из серого, ковкого и высокопрочного чугуна. ЦЧ-4 для холодной сварки конструкций из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и серого чугуна с пластинчатым графитом. А ОЗЧ-2 для соединения и наплавки серого и ковкого чугуна и заварки дефектов чугунного литья.

Электроды для сварки меди

Для работы с медью применяют расходники марок: Комсомолец-100 и ОЗБ-2М. При этом изделия Комсомолец-100 предназначены для сварки и наплавки изделий из меди технических марок, а также разнородных соединений меди со сталью. А ОЗБ-2М для сварки и наплавки оловянно-фосфористых и художественных бронз, наплавки на сталь и бронзу и для заварки дефектов бронзового литья, а также латуни.

Электроды для резки

Для резки листового проката, и арматуры хорошо подойдут изделия марки ОЗР-1. Они пригодны для удаления дефектных мест сварных швов, или их участков, прихваток, заклепок и многого другого. Следует учитывать, что резка производится на повышенных значениях тока в пределах от 260 до 680 Ампер, в зависимости от диаметра электрода и толщины металла.

Что влияет на качество сварки инвертором

Мы уже рассказали, какие электроды лучше для сварки инвертором и готовы перейти к факторам, влияющим на качество сварного шва.

1. Навыки и опыт сварщика. Именно это является определяющим фактором. Опытный и грамотный сварщик всегда может выполнить качественную сварку с соблюдением всех технологий. Заметьте, что мы написали именно «навыки и опыт», так как существуют виды производств, в которых сварщики выполняют однообразные работы. Например, сварщик, выполняющий на производстве только горизонтальный шов, с большой долей вероятности не сможет выполнить качественный вертикал сверху вниз. Мы ни в коем случае не хотим обидеть сварщиков, но такие случаи встречались на практике. Не зря же существует специальная аттестация сварщиков в НАКС, прохождение которой открывает доступ к выполнению определенных видов работ.
2. Качество материалов. Это второй определяющий фактор. Электроды для сварки инвертором должны быть качественными. Также они должны правильно храниться, а перед применением прокаливаться согласно рекомендациям, указанным на упаковке.
3. Качество оборудования. Инвертор должен быть качественным, способным обеспечивать стабильную работу. Частой проблемой при не качественном оборудовании являются скачки напряжения, невозможность стабилизировать дугу, а также залипание электрода.

Мы перечислили три основных фактора, влияющих на качество сварного соединения. Туда же можно отнести и правильность подбора диаметра изделия, его марки, установки силы тока, условия в которых проводятся работы и многое другое.

Какие электроды лучше для инвертора РЕСАНТА

Достаточно часто начинающие сварщики задают вопрос, какие электроды лучше для инвертора РЕСАНТА 220 или РЕСАНТА 190. Этот вопрос обусловлен популярностью сварочного оборудования от этого производителя.

На официальном сайте компании приведены данные исследований Российской Ассоциации Торговых компаний и Производителей Электроинструмента за 2014-2017 гг.

, согласно которым в 2017 году доля сварочных инверторов РЕСАНТА на рынке России составила 51%.

Рекомендации начинающим сварщикам

Как и обещали в начале статьи, приведем несколько рекомендаций начинающим сварщикам.

1. Начинать практику лучше с рутиловых электродов. За счет состава покрытия ими легче работать. Такие расходники обладают более легким поджигом (в том числе и повторным), а также позволяют варить на средней дуге. Это в свою очередь дает возможность лучше видеть и контролировать сварочную ванну. Также плюсом таких изделий можно назвать легкое отделение шлака.
2. Правильно установленная полярность и сила тока – залог успеха. Если необходимо провести работы на постоянном токе прямой полярности, то свариваемое изделие подключается к зажиму «+», а электрод к «–». Соответственно при обратной полярности подключение осуществляется наоборот заготовка подсоединяется к клемме «–», а держак к «+». Силу тока лучше устанавливать в пределах указанных производителем, регулируя ее в процессе сварки.
3. Перед тем как приступить к работе следует потренироваться на обрезках, схожих по характеристикам с металлом заготовки. Это позволит настроить силу тока и привыкнуть к металлу.
4. Соблюдение техники безопасности является важным условием проведение сварочных работ. Не приступайте к сварке, не обезопасив себя и окружающих от возможных ожогов, поражений током и «зайцев». Используйте защитную одежду и перчатки, а также специальную маску или очки. Убедитесь в правильном подключении сварочного аппарата. Не допускайте нахождения в месте сварки легковоспламеняющихся объектов. Также не допускайте в место проведения работ посторонних людей (без специальной защиты) или животных (могут получить ожог глаз глядя на сварочную дугу).
5. Регулярно улучшайте свои навыки. Изучайте новые материалы, пробуйте различные положения сварки и расходники. Проходите курсы повышения квалификации. Практикуйтесь, и результат не заставит себя ждать.

Заключение

В этой статье мы кратко рассмотрели информацию об инверторах. Рассказали о типах покрытия и назначении сварочных материалов. Ответили на вопрос, какие электроды лучше для сварки инвертором. Привели популярные марки сварочных материалов и дали несколько советов начинающим сварщикам.

Источник: https://goodel.ru/stati/kakie-elektrody-dlya-svarki-invertorom-luchshe

Лучшие электроды для инверторной сварки

Удобство использования инвертора сделало сварку доступной многим мастерам. Это сварочное оборудование имеет систему управления, выпрямитель, фильтр, преобразователь, поставляющие ток требуемой силы.

Инвертор дает постоянный ток, полярность которого можно менять при сварке. Гарантией качественного шва является правильно выбранный режим работы агрегата и подходящие электроды для инвертора. Продукции существует великое множество.

Характеристики, размеры разнообразны. Чтобы удачно купить электроды для сварки инвертором, определить какие из них лучше подходят к каждому конкретному случаю, необходимо вникнув в суть процесса.

Принципы классификации

Существует несколько типов классификаций электродов для сварки инвертором. Главный признак, который следует взять за основу, – это способность плавиться. Стержни, не расплавляющиеся при сварке, используют для работы в атмосфере защитного газа, например аргона.

Плавящиеся стержни применяют при ручной дуговой сварке инвертором, которая на практике в домашних условиях проводится чаще всего. Расплавляется не металлическая сердцевина, а нанесенное сверху покрытие. Компоненты наружного слоя улучшают свойства дуги, формируют защитное облако над рабочей зоной.

При выборе конкретной марки для инвертора принимают во внимание объем работ, требования к качеству шва и советы профессионалов. Можно заглянуть в специализированные журналы, чтобы узнать рейтинги марок.

Но для домашнего использования вполне достаточно внимательно ознакомится с описанием на упаковке, чтобы понимать, для сварки каким током и каких материалов предназначен электрод. Приобретать изделия лучше всего у проверенного поставщика. Для обучения сварке инвертором специалисты советуют рутиловые или основные марки.

Покрытие

Решающее значение при выборе электродов для инвертора имеет режим проведения сварки и химический состав расходного материала:

• электроды с покрытием щелочных (основных) компонентов применяют, если надо варить инвертором при постоянном токе обратной полярности. Ими варят высоколегированные стали;
• рутиловые покрытия можно применять при сварке переменным и постоянным током как прямой, так и обратной полярности. Диоксиды титана (рутил) обеспечивают легкий розжиг дуги, при работе не происходит разбрызгивание металлов. Это лучший вариант, который можно выбрать;
• для постоянного тока (то есть инвертора) подходит целлюлозная обмазка, которая создает хорошую защитную газовую среду;
• рутилово-кислотная обмазка подходит, чтобы сварить металл переменным током или инвертором (полярность любая). Розжиг дуги происходит даже при низком напряжении. Важно учесть, что при работе с кислыми составами выделяются опасные пары. Сварку нужно проводить при хорошей принудительной вентиляции.

Сплавы, из которых сделаны детали, обуславливает тип сердечника. Составы должны соответствовать друг другу.

Выбор электродов регламентируется ГОСТом. Стандартом оговорен не только состав стрежней, покрытий, но и внешний вид, исключающий наличие вздутий, пористых участков, наплывов.

Стержень

Электроды для инверторной сварки делают из материалов трех видов: высоколегированной проволоки, обычного легированного или углеродистого сырья.

Начинающий мастер может сориентироваться в продукции по маркировки. Чем больше в ней присутствует букв и цифр, тем выше степень легирования. Каждая буква обозначает какую-то добавку, а рядом стоящая цифра указывает на ее процентное содержание.

Например, изделие из углеродистой стали имеет обозначение Св-10Г2, а из высоколегированной — Св-30Х15Н35В3Б3Т. Разница очевидна.

Популярные марки

За годы интенсивной работы с инверторами в кругах специалистов-сварщиков и домашних умельцев сформировался рейтинг популярности электродов.

Марка АНО считается самой универсальной. Электроды этой группы позволяют делать любые сварочные соединения: угловые, стыковые, внахлест. Этой электродной продукцией можно варить детали толщиной не более 5 мм в любых положениях, даже в вертикальном направлении сверху вниз.

Нет необходимости в тщательной зачистке поверхностей от продуктов окисления. Такими электродами можно проводить корневую сварку толстых деталей. Если присутствует рутиловое, целлюлозное покрытие, то допускается подключение любой полярности инвертора.

Продукция лини МР представлена двумя категориями. МР-3 эффективно работает с деталями с разной степенью загрязненности. Электроды, покрытые рутиловым слоем, используются при постоянном и переменном токах, при любом варианте подключения инвертора.

Подобрать положение для работы нужно, учитывая диаметр электрода. Продукция МР-3С удобна для сварки в различных положениях. Этими электродами можно соединять детали с остатками влаги.

Категория УОНИ представлена электродами для сваривания деталей из углеродистых и низколегированных стальных сплавов. Полученные швы пластичны, обладают большой ударной вязкостью, прочно соединяют конструкции особого назначения.

Электроды, покрытые основным слоем, могут применяться при постоянном токе, обратной полярности подключения.

Хорошие рабочие качества проявляют электроды с маркировкой ОК 63.34. Ими можно сваривать термически прочные стали, сплавы, устойчивые к коррозии. Можно проводить сварку по вертикали конструкций небольшой толщины, выполнять соединения встык и внахлест.

Для сварки конструкций, требующих высокой прочности и надежности шва применяют электроды марки ОЗС-12. Они работают на постоянном токе инвертора прямой полярности, а также на переменном.

Стоит также упомянуть марки ESAB, Lincoln, Electric, Ресанта, Kobelco, предлагающие продукцию высокого качества с рутиловым, основным и комбинированным покрытием. Ценовой диапазон здесь разный, и какой вариант лучший, каждый покупатель решает для себя самостоятельно.

Выбор диаметра

Выбирая изделие, следует обратить внимание на его диаметр. Чем тоньше конструкция, тем меньше возможный диаметр электрода. Для сварки профилей достаточно изделий с диаметром до 2 мм.

Кстати, с тонкой продукцией нужно научиться работать. Такие электроды быстро плавятся, расходуются. Для работы с ними должны быть специальные навыки.

В зависимости от диаметра электрода определяют силу тока для сварки инвертором. Часто сверху на упаковке указывают рекомендуемые значения. В целом закономерность такова – чем больше диаметр электродного изделия, тем выше необходимое значение силы тока.

Несоответствие толщины материала, диаметра электрода и силы тока может ухудшить качество сварного соединения, привести к образованию в нем пор.

Преимущества

Приведенный рейтинг популярности составлен не случайно, а благодаря заметным преимуществам перечисленной продукции. Сварка с ее участием проводится инвертором наиболее легко.

Сложности образования шва могут возникнуть только из-за неправильного выбора марки для конкретного металла или сплава. При грамотном проведении работ образуются качественные соединения любой формы и расположения.

Плавящиеся электроды указанных марок образуют шлак, который после выполнения своих защитных функций легко отделяется. Его не нужно долго и мучительно оббивать. Качество шва будет видно сразу.

Представленные виды электродов позволяют работать даже с деталями, имеющими остатки ржавчины. Иногда эта особенность бывает очень важна. При работе в экстремальных условиях может не быть времени и возможности для тщательной очистки поверхностей.

Источник: https://svaring.com/welding/prinadlezhnosti/elektrody-dlja-svarki-invertorom-kakie-luchshe

Правила выбора электродов для работы инвертором

Инверторы значительно расширили возможности сварщика. Такие аппараты, в зависимости от функций, могут варить различные марки сталей и нержавейку, а также практически любой цветной металл. Но такой универсализм возможен только с использованием дополнительных материалов, в том числе и расходников.

Какие электроды выбрать для сварки инвертором в различных режимах и что нужно учитывать, подбирая те или иные расходные материалы для работы с таким оборудованием? Обо всем вы узнаете далее в нашей статье.

Основные типы электродов

Эти материалы принято делить на два основных типа: плавящиеся и неплавящиеся.

Первый вариант используется для большинства видов сварочных работ по соединению различных марок стали и некоторых цветных металлов и сплавов. Их принцип состоит в расплавлении стержня и обмазки вместе с материалом деталей во время сварки, чем и обеспечивается скрепление их между собой.

Неплавящийся тип электрода применяют при работе с аргонодуговым сварочным аппаратом. Основная задача такого стержня — направить дугу на металл и, путем плавки, сформировать соединение. Весь процесс при этом происходит, как правило, в защитной атмосфере из газа.

В свою очередь эти два основных типа расходников имеют большую классификацию, которая диктуется их назначением.

Подбор электродов нужного диаметра

Плавящиеся стержни для сварки инвертором нужно выбирать соответствующего диаметра, в зависимости от толщины свариваемого металла.

Конечно, при небольших объемах работ и создания неответственных конструкций, можно использовать различные номера электродов для инвертора.

Потребуется только подобрать соответствующие настройки прибора (например, снизит силу тока). Но, в большинстве случаев, лучше всего выбрать нужный диаметр. Как это сделать?

• Приблизительные параметры подборки диаметра электрода к толщине металла можно посмотреть в таблицах в интернете.
• Электроды с номерами от шести и выше в большинстве случаев потребуют более высокой мощности, которую обычные бытовые инверторы, как правило, не обеспечивают.
• В среднем максимальная сила тока распространенных сварочных аппаратов инверторного типа находиться в пределах 220-250 Ампер.

Зачем подбирать стержень по диаметру? Главное в сварочном соединении — обеспечить качественный шов. Он зависит от степени проварки (то есть насколько глубоко и широко расплавился металл заготовок).

1. Малые диаметры расходников не смогут обеспечить достаточное количество расплавленного металла, а слишком толстые могут попросту прожечь заготовку.
2. Также слишком тонкие стержни не добавят в шов достаточное количество присадок, необходимых для образования прочного соединения, а их избыток, наоборот, может привести к нарушению химического состава и, как следствие, структуры крепления.
3. Однако, кроме диаметра, нужно подобрать расходник соответствующий свариваемому металлу.

Виды электродов по назначению

Электроды для сварочных работ инвертором выбирают в зависимости от материала, с которым приходится работать. Поэтому производятся расходники со своими назначениями.

Какие электроды лучше для инвертора при работе с разными материалами?

• Электроды для сварки стали с углеродистым и нелегированным составом.
• Расходники для сварочных работ по термостойкой стали.
• Для сварки стали с легирующими добавками (подходят для нержавейки).
• Алюминиевые расходники для «крылатого» металла и сплавов с различным составом.
• Для сваривания меди и ее производных.
• Сварочные стержни для сварки по чугуну.
• Специальные расходники для ремонта и наплавки (используют для заварки трещин и прочих дефектов).
• Электроды предназначенные варить трудносвариваемые и неопределенные марки стали.

Отличаются такие расходники по металлу стержня и его составу, а также с различной обмазкой.

При электродуговой сварке инвертором стоит внимательно подходит к выбору электрода. Нельзя варить алюминий или медь расходниками, которые «специализируются» на стальных конструкциях. Это не даст положительного результата, а изделие будет испорчено.

Обмазки (покрытия) в свою очередь делятся на несколько классов.

• Основного.
• Рутилового.
• Целлюлозного.
• Кислого.

Разница в использовании их при различных режимах инвертора.

Электроды основного и целлюлозного класса обмазки выбирают при работе в режиме постоянного тока (пример — сварка нержавейки). Рутиловые расходники применяют как при постоянном, так и обратном токе.

Они отлично поджигаются и имеют низкую степень разбрызгивания в процессе варки. Кислые обмазки, как и рутиловые, используются при работе с инверторным аппаратом с низким напряжением холостого хода.

Выбирая электроды в зависимости от покрытия также нужно руководствоваться маркой и видом металла.

Следует знать, что выбирая электроды для работы инвертором, нужно обращать внимание на их покрытие. Обмазка должна быть сухой, без следов сырости и плесени, а также целой.

Сварочные расходные материалы очень чувствительны к влажности. Их продают в герметичных упаковках, после раскрытия, которой они быстро отсыревают (в период 8-24 часов). Для их сушки используют метод прокалывания. Если использовать сырые электроды для сварки, то они будут прилипать к поверхности. Что значительно затруднит зажигание дуги и нормальный сварочный процесс.

Популярные марки

Если с назначением и классификацией основных типов расходников все понятно, то какими электродами лучше варить инвертором, учитывая, что сегодня в предложении сотни различных их марок и производителей? И как определить требуемые стержни по маркировкам?

УОНИ 13/55

Для сварки углеродистой и малолегированной стали отлично подходят электроды с маркировкой УОНИ 13/55. Их производят с основным покрытием, что означает применение на инверторе с постоянным током.

Эта марка расходных материалов позволяет создавать прочные сварные швы, устойчивые к различным механическим нагрузкам.

Режимы инвертора с использованием электродов УОНИ следующий.

1. Постоянный ток.
2. Обратная полярность (кабель держателя ставят на плюс, а массу — на минус).
3. Холостой ход минимум 65 В.

Однако есть и недостатки в такой марки. Во-первых, высокие требования к подготовке свариваемых поверхностей, а во-вторых — аппарат должен обладать высоким напряжением холостого режима (от 65 вольт).

МР-3

Это электроды с рутиловыми обмазками. Как было сказано выше, они подходят для инверторов как с переменным, так и постоянным током. Применяются при сваривании углеродистой и низколегированной стали.

Преимуществом таких электродов является стабильность дуги даже при недостаточных настройках инвертора. Также, в отличие от предыдущей марки, эти расходники прекрасно варят металл неподготовленным.

Ржавчина или влага не помешают создать качественный шов.

Режим инвертора при работе с МР-3 выставляют на обратную полярность.

ОЗА-1, ОЗАНА, ОЗАНА-2, ОЗР, ОЗР-2

• Эти различные марки расходных сварочных материалов используются при сваривании алюминия или сплавов.
• При работе с «крылатым» металлом полярность выставляют прямую (то есть кабель держателя ставят на минус, а массу на плюс).
• В большинстве случаев алюминий варят аргонодуговым способом, но, при отсутствии такого оборудования, с электродами этих марок получится сделать качественное соединение.

ОК 63.34

Такая марка производиться специально для сваривания нержавеющих сталей. Другие типы электродов при сварке инверторного типа не подходят, так как не получиться хорошо положить шов должного качества.

Ими осуществляют как горизонтальные, так и вертикальные виды соединений.

Режим инвертора может быть любой полярности, с постоянным или переменным током.

АНО 21

Эти электроды выбирают для сваривания инвертором тонкостенных конструкций из углеродистой стали. Подходят для варки труб или профиля. Настройки могут быть любой полярности, с переменным или постоянным током.

Импортные расходники

Также в продаже могут встречаться зарубежные марки электродов, у которых свое маркирование.

Наиболее распространенными расходниками является продукция шведской компании ЭСАБ. Все обозначения на их электродах начинается с букв ОК. Какие из них можно выбрать для работы с инвертором в домашней мастерской?

• ОК 46.00 — это аналог электрода МР-3, им можно варить на переменном и постоянном токе различные марки углеродистой и низколегированной стали.
• ОК 48.00 — используют для сваривания важных и несущих конструкций на постоянном токе.
• ОК 61.30 и ОК 63.20 — применяются для сваривания различных типов нержавеющей стали.
• ОК 92.60 — марка электродов, которая используется для сварочных работ по чугуну. Также такие стержни можно использовать для соединения стали с чугунными деталями.
• ОК 96.20 — аналоги электродов ОЗА-1, ОЗАНА, ОЗАНА-2 для работы с алюминием.

Учитывая все факторы, приведенные в этом материале, можно выделить основные пункты, по которым выбирают электроды для инвертора. Изначально их подбирают исходя из материалов, которые будут варить, далее нужно определить требуемое покрытие для режима сварки и только потом определяют нужный диаметр.

Также не стоит покупать электроды сомнительного происхождения, лучше всего брать известных производителей, хоть они и обойдутся дороже по стоимости. Качественный расходник обеспечивает половину прочного соединения.

А какие электроды используете Вы при работе с инверторным аппаратом? Поделитесь своим опытом по выбору расходников в блоке обсуждения к этой статье, Ваш опыт и мнение не заменит ни один теоретический материал.

Источник: https://WikiMetall.ru/oborudovanie/kakie-elektrodyi-vyibrat-dlya-svarki-invertorom.html

Как настроить сварочный ток и выбрать диаметр электрода?

Сварочный ток — очень важный параметр, от которого во много зависит качество готового сварного соединения. Начинающим сварщикам порой трудно разобраться в разнообразии настроек, предлагаемых ГОСТами. Ведь чтобы правильно выставить силу сварочного тока учитывается всё, и даже такие неочевидные для новичка особенности, как толщина металла.

В этой статье мы расскажем, как подобрать параметр сварочного тока исходя из диаметра электрода. При написании этого материала мы руководствовались собственным опытом и нормативным документами. Раньше начинающие сварщики были вынуждены сами высчитывать все настройки с помощью формул. Сейчас можно воспользоваться готовыми рекомендуемыми настройками.

Отдельно хотим отметить, что в этой статье мы будем рассказывать про настройку тока для дуговой сварки с применением инвертора, как самого распространенного и простого типа сварочного оборудования.

Общая информация

Сила тока при сварке электродом должна подбираться исходя из многих параметров. Мы подробно рассказывали о режимах сварки в этой статье, обязательно ознакомьтесь с ней, чтобы понимать суть. В целом, режим сварки состоит не только из силы тока и диаметра электрода.

Также учитывается марка электрода, положение при сварке, род сварочного тока и его полярность, а также слои будущего шва. При этом важно понимать, какой конечный результат вы хотите получить. Т.е., какое качество шва, его размер и прочие характеристики для вас принципиальны.

Исходя из этого уже настраивать режим сварки, и силу тока в частности.

Маркировка электродов 

Все эта кажется несколько запутанным, но мы поможем вам правильно подобрать сварочный ток. Здесь всегда действует «железное» правило: чтобы определить оптимальную силу тока нужно прежде всего посмотреть на диаметр электрода, которым вы собираетесь варить.

Естественно, это не единственный вариант, но он является основой, базой для дальнейших настроек. Подбор электродов, в свою очередь, тоже очень важный этап. Диаметр подбирают исходя из толщины металла. Чем толщина больше, тем больше и диаметр. Параллельно нужно смотреть, для какого пространственного положения предназначены выбранные вами электроды. Идеальный вариант — сварка электродами в том положении, для которого они предназначены. Но все мы понимаем, что ни каждый сварщик (особенно домашний) может позволить себе покупать разные электроды для выполнения различных швов.

Эту проблему можно легко решить. Например, вы приобрели электроды, предназначенные для сварки в нижнем пространственном положении, но вам нужно сварить вертикальный шов. Для этого уменьшите амперы на 10-15%. Этот метод работает и при сварке потолочных швов, уменьшите амперы на 25-30%. Но учтите, что при сварке потолочных швов диаметр электрода не должен превышать 4 миллиметров.

Благодаря таким настройкам металл будет плавиться медленнее и соответственно не будет сильно стекать вниз. Как вы понимаете, сварочный ток и диаметр электрода всегда взаимосвязаны.

Настройка силы тока в зависимости от электрода

Теперь перейдем непосредственно к электродам и настройкам силы тока. Как мы писали выше, диаметр электрода подбирается исходя из толщины металла. Если вам нужно сварить деталь толщиной от 3 до 5 миллиметров, то используйте электроды диаметром 3-4 миллиметра. Если толщина до 8 миллиметров, то электрода диаметром 5 миллиметров вам будет достаточно.

А что насчет силы тока? Здесь все просто.

При сварке металла электродом 3 мм сила сварочного тока должна быть от 65 до 100 Ампер. Вас может удивить такая большая разница в цифрах, но не стоит беспокоиться. Вы будете сами выбирать удобное значение в зависимости от металла и его характеристик. Новичкам рекомендуем устанавливать 80 Ампер, это наиболее универсальное значение.

Сила сварочного тока при сварке электродом 4 мм может составлять от 120 до 200 Ампер. Такой диаметр электрода наиболее популярен, поскольку позволяет варить самые разнообразные швы. Он широко используется в промышленной и домашней сварке. Поэтому крайне важно научиться настраивать сварочный ток именно в этом диапазоне.

Если планируете использовать электрод диаметром 5 миллиметров, то здесь понадобятся довольно большие значения сварочного тока. Минимум 160 Ампер. Рекомендуемое значение — 200 Ампер. Чтобы работа была непрерывной, а дуга горела стабильно, рекомендуем использовать полупрофессиональный трансформатор.

А что, если вы собираетесь работать с электродами большой толщины? Скажем, 8 миллиметров. Здесь вам не обойтись без профессионального мощного оборудования. Минимальное значение тока должно составлять 250 Ампер. Но, скорее всего, в своей работе вам придется использовать куда большие значения, вплоть до 350 Ампер.

Отдельно хотим сказать про компактные инверторные сварочные аппараты, которые сейчас продаются в каждом специализированном магазине. Их полюбили многие домашние сварщики, за их простоту, компактность и надежность.

Но есть и недостаток: зачастую такие аппараты способны работать только с проволокой малого диаметра, до 2 миллиметров. Для таких аппаратов сила тока в 40-50 Ампер будет достаточной.

Мы рекомендуем приобретать модели таких аппаратов, которые способны плавно регулировать ток. Тогда погрешность будет минимальной.

Не устанавливайте силу тока наугад или опираясь на неаргументированные советы других сварщиков. Этому вопросу нужно уделять должное внимание, иначе вам металл либо не будет плавиться на нужную глубину, либо будет прожигаться.

В любом случае, качество швов от такой работы не назовешь хорошим или даже сносным. Ваш главный советник — ГОСТы и прочие нормативные документы, в которых четко прописаны все настройки.

Изучайте их, только так вы сможете получить правильную информацию.

Ниже вы можете видеть таблицы, которые помогут вам настроить силу сварочного тока в зависимости от диаметра применяемого электрода. Установите на сварочном аппаратенастройки из первой таблицы, если планируете варить стыковые швы.

Настройки из второй таблицы, которую вы можете видеть ниже, более универсальные. С них можно начинать свои первые попытки настроить сварочный аппарат. Такая таблица сварочных токов обязательно пригодится вам, так что запишите ее или запомните.

Вместо заключения

Выбор сварочного тока — один из ключевых этапов настройки аппарата. Но не стоит беспокоиться о возможных ошибках. При сварке инвертором многие параметры настраиваются интуитивно, а в современных сварочниках и вовсе режим сварки можно устанавливать в автоматизированном режиме (например, во многих моделях инверторов есть возможность автоматической настройки напряжения дуга).

Чтобы избежать ошибок имейте под рукой простые таблицы, которые вы уже видели в нашей статье. А еще лучше просто запомнить все возможные комбинации настроек. Поверьте, это не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

Со временем вы обретете свой личный опыт и начнете настраивать инвертор исходя из его погрешностей. Вы также будете знать особенности металлов, с которыми будете работать, а это упрощает настройку сварочного аппарата.

Поделитесь в х своим опытом настройки сварочного тока в зависимости от диаметра электрода.

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/obuchenie-svarke/kak-nastroit-svarochnyj-tok-i-vybrat-diametr-elektroda.html

Сварочные электроды для инвертора как выбрать — Станки, сварка, металлообработка

Процесс сварки довольно небезопасный, поэтому важно пользоваться качественным и проверенным оборудованием. Сварочный инвертор — современный и, возможно, один из лучших типов сварочных аппаратов. Простота работы с ними является одним из главных плюсов бытовых инверторов, получивших обоснованную и заслуженную любовь мастеров.

Для правильного выбора надо уметь читать принятые маркировки, именно они расскажут покупателю, какой тип работ производит данный аппарат:

• Маркировка ММА означает, что аппарат работает на электродах в режиме дуговой сварки.
• Маркировки MIG или MAG обозначает инвертор-полуавтомат, где вместо электродов используется проволока. Для режима сварки в полуавтоматическом режиме потребуется углекислый газ в баллонах.
• Маркировкой TIG у аппаратов для аргоновой сварки, применяемых в основном в условиях изготовления сложных изделия из металлов на предприятиях.
• Маркировка CUT говорит о том, что аппараты могут производить плазменную резку металла

Инверторы ММА — это отличное и практически единственное решение, когда речь идёт о выборе сварочных аппаратов для дома, дачи, небольших периодических работ.

Модели инверторов известных производителей, такие как Ресанта 190 — довольно бюджетные, надежные и несложные в использовании сварочные аппараты, легки в работе даже для новичков, позволяют быстро получать качественные швы.

Другие маркировки предполагают, что аппараты используются в более серьёзных промышленных целях.

Особенностью инверторных сварочных аппаратов является формирование переменного напряжения тока. Они используются для дуговой сварки методом плавления. Ток к сварному шву подается через металлические стержни так называемые электроды.

Классификация электродов

Выбор электродов, представленных в магазинах, очень широкий, начиная производителем и заканчивая ценами. Рассмотрим, чем они отличаются.

Электроды делятся на:

• плавящиеся, используемые при дуговой сварке;
• неплавящиеся, подходящие для аргоновой сварки.

Различают электроды по:

• составу покрытия или обмазке;
• материалу свариваемой массы;
• диаметру.

При сварке сердечник начинает плавиться, что сопровождается горением и плавлением обмазки, которая переходит в газообразное состояние. Этот газ не допускает попадание кислорода, а расплавившаяся часть растекается по металлу, дополняя защиту.

Именно поэтому нельзя допускать появление сколов на покрытии. В процессе сварки нарушенная оболочка приведет к неоднородному прогреву, что плохо скажется на качестве шва.

Различают 4 типа обмазки:

• основной;
• кислый;
• рутиловый;
• целлюлозный.

Чаще используются электроды с покрытиями первых двух типов.

Из основных обычно выбирают УОНИ 13/55. Сварные швы получаются высокого качества, отличной ударной вязкости, пластичные и прочные. При монтаже ответственных конструкций с суровыми условиями эксплуатации это оптимальные электроды для инверторной сварки.

Внимание! Если покрытие недостаточно сухое, стыки деталей имеют следы ржавчины, недостаточно обезжирены или есть какие-либо загрязнения, то сварной шов может получиться пористым. Работать следует только при постоянном токе, полярность должна быть обратной.

Рассмотрим второй вид обмазки электродов для инверторной сварки рутилового типа. Традиционные МР-3 производителя Ресанта применяют для соединения из низкоуглеродистой стали.

Они отличаются устойчивым горением дуги, при этом ток может быть как постоянным, так и переменным. При сварке материал не разбрызгивается, а швы могут быть и горизонтальные, и вертикальные. Шлак легко отделяется.

Ржавчина и грязь не являются помехой при сварке и на качество шва не влияют.

Известные марки

Какими электродами лучше всего варить инвертором? Сухими, без повреждений. Хранить их надо в сухом месте, не допуская деформации стержней, при использовании это позволит избежать прилипания электрода к металлу во время работы.

Наибольшее распространение получили следующие марки инверторных электродов:

• МР-3, УОНИ 13/55, ОЗС-4 соединяют углеродистые низколегированные стали, используются для сварки ответственных конструкций;
• ЦЛ-11 выбирают для сварки нержавейки и высоколегированной стали;
• ОЗАНА-1 — для соединения алюминиевых марок А0, А3; а ОЗАНА-2 — для сплавов АЛ4, АЛ9, АЛ11;
• Комсомолец-100 — для приварки меди и соединения меди и стали;
• ОЗЧ -2 применяют для сплавов чугуна.

Многие инверторы работают на постоянном токе. Возможны 2 варианта подключения полярности: прямая и обратная.

При прямой полярности к плюсу инвертора присоединяют массу, к минусу держатель. Такой способ подключения увеличивает температуру металла, он рекомендован для сварки массивных деталей и в случае необходимости выделения большого количества тепла и высоких температур при процессе .

Тонкий металл и сталь высоколегированную лучше приваривать при обратной полярности, чтобы не прожечь материал.

Определение нужного диаметра

Опытные сварщики считают, что при сварке инвертором нет особой разницы между электродами.

Мнение основано на личном опыте узкоспециализированных специалистов, выполняющих работы определенного вида, к примеру, сварка однотипных труб или профилей.

В их работе с использованием инвертора к шву не предъявляются серьезные требований по геометрии и эстетике, поэтому можно использовать электроды диаметром до 2 мм включительно.

Толстостенные детали требуют дольше времени для проварки, поэтому электроды для их сварки нужны большего диаметра. Сварочные электроды маленького диаметра быстро сгорают, чаще ими делаются прихватки.

Для выполнения трудных работ по длинным трассам хорошо зарекомендовали себя толстые электроды, монтаж легких конструкций с незначительными по длине швами можно выполнять стержнями диаметром до 2 мм.

Именно такие электроды используются, в частности, при использовании бытовых сварочных аппаратов для инверторной сварки Ресанта 190, к примеру, при монтаже каркасов ворот и калиток, изготовлении заборов из металлических труб и профлиста.

Диаметр подбирается от толщины металла заготовок, но при тонком листе металла в пределах до 1,5 мм лучше используйте полуавтоматическую или аргонодуговую сварку.

Выбор необходимой силы тока

Обычно на упаковке изделия это пишут, но, если она утеряна, можно ориентироваться следующим образом: сварочный ток выставляется от 20 А до 30 А на 1 мм диаметра электрода. Если диаметр 3 мм, величина тока будет колебаться в пределах 80−110 А

Но требует также учитывать режим укладки шва, как он укладывается, непрерывно или с отрывом. В первом случае берите при расчетах показатель 20 А, при втором 30. Кроме этой рекомендации, учитывайте следующий список критериев сварочного режима:

1. Текучесть свариваемого металла.
2. Скорость сварщика при прокладке шва.
3. Положение электрода при сваривании, так как в потолочном положении ток уменьшают.

Оптимальный режим придет с практикой и опытом. Обращайте внимание на сварочную ванну, она показатель качества выбранного режима. Правильный шов будет равномерным, если в ванной наплыв из металла: значит, или дуга короткая, или скорость сварки была медленной. В случае когда в ванной образовалось седло, шов варился быстро, или дуга отказалась длиннее требуемой.

Правильно подобранные качественные электроды позволят сварить любой металл на высоком профессиональном уровне даже начинающим владельцами недорогих бытовых инверторов.

Источник: https://tokar.guru/svarka/elektrody/kakie-elektrody-luchshe-vybrat-dlya-svarki-invertorom.html

Какие электроды лучше выбрать для инвертора? стержней

Вы стали счастливым обладателем инвертора и заинтересовались вопросом: какие лучше использовать электроды для сварки инвертором.

На рынке электроды для инвертора представлены в большом разнообразии, как выбрать подходящие и будем рассматривать.

Устройство электрода

Это металлический сердечник с особым покрытием (обмазкой). В процессе сварки сердечник плавится, а обмазка защищает шов от воздействия кислорода.

Обмазка имеет 4 типа покрытия:

• основной;
• рутиловый;
• кислый;
• целлюлозный.

1. Основное и целлюлозное покрытие используется для сварки на постоянном токе.
2. Рутиловая обмазка годится для постоянного и переменного тока. Отличается легким поджигом и низким разбрызгиванием.
3. Кислое покрытие вредит здоровью сварщика, рекомендуется работать в проветриваемом помещении.
4. Электроды с рутиловым и кислым покрытием используются аппаратами-инверторами с низким напряжением холостого хода.

Получили признание металлические стержни с основным (УОНИ 13/55) и рутиловым (МР-3) покрытием. Приобретение этих моделей для домашнего мастера — лучший вариант.

Сварочные электроды для работы подбираются сухие и без повреждений. Для сушки используются специальные печи. В бытовых условиях применяют духовку кухонной плиты или хранят пачку электродов для сварки инвертором в теплом, сухом месте. При использовании сухих стержней, у вас не появится вопрос: почему прилипает электрод при сварке инвертором.

Состав сердечника, при выборе электрода должен быть схожим со свариваемым металлом.

Виды электродов

Производятся специальные изделия для углеродистых, легированных, высоко-легированных, нержавеющих, жаростойких сталей. И для работ с алюминием и чугуном.

Какие электроды лучше для применения в домашних условиях? Это:

• УОНИ 13/55;
• МР-3;
• ОК 63.34 электроды для сварки нержавейки;
• ОЗА-1, ОЗАНА, ОЗАНА-2, ОЗР, ОЗР-2 электроды для сварки алюминия инвертором;
• Комсомолец-100 для меди.

1) УОНИ 13/55 с основным покрытием для соединения углеродистых и низколегированных сталей, ответственных конструкций. Швы получаются пластичными и стойкими к ударным нагрузкам, не боятся низких температур.

УОНИ 13/55 требовательны к чистоте кромок заготовок. При плохой зачистке появляются сварочные поры.

Электроды УОНИ предназначены для сварки постоянным током на обратной полярности.

2) МР-3 с рутиловой обмазкой для работ с углеродистыми и низколегированными сталями.

3) ОК 63.34 с рутиловым покрытием выбирают для сварки нержавейки инвертором.

Домашний сварщик получит мелкочешуйчатый шов с плавным переходом к свариваемому металлу. Малый объем шлака, демонстрирует плюсы электрода.

4) ОЗАНА. Популярные стержни 2 видов.

ОЗАНА-1 применяется для наплавки и соединения алюминиевых марок — А0–А3. ОЗАНА-2 сваривает сплавы АЛ4, АЛ9, АЛ11 и другие. Стержни держат стабильную дугу в нижнем и вертикальном положении.

ОЗА-1 с солевым покрытием рекомендуется для сплавов кремния с алюминием и чистого алюминия.

ОЗР, ОЗР-2 спецпокрытие, используются чаще для прошивки отверстий, строжки, резки. Для удаления дефектов сварных швов и разделки кромок и корня шва. Для резки применяется переменный или постоянный ток с обратной и прямой полярностью.

  Сварной стол своими руками

5) Комсомолец-100 с специальным покрытием для сварки и наплавки чистой меди, и для соединения меди со сталью. Перед работой, медные заготовки подогревают до температуры 300-7000С, зависит от толщины изделий.

:

марок по популярности

Сварщики по отзывам составили рейтинг на электроды для инверторной сварки:

1. УОНИ–13/55 — капризные стержни для опытных мастеров;
2. МР-3 — универсальные электроды, варят ржавый и влажный металл;
3. МР-3С — для получения качественного шва;
4. АНО — раскупаемые в России электроды для инверторного сварочного аппарата. Рекомендуемая марка для новичков в сварном деле. Стержни без прокалки зажигаются легко, итог работы хороший.

Также, профессионалы советуют применять:

• электроды ЦЛ–11 для нержавеющей и высоколегированной стали;
• АНО–6 и АНО–4 для малоуглеродистых сталей;
• ОЗС–4, УОНИ–13/45, АНО–21, МР–3С для углеродистых сталей;
• ОЗЧ–2 хорошо сваривают сплавы чугуна.

:

Каждый второй новичок в электросварке думает — каждая модель инвертного прибора нуждается в специальных стержнях. И спрашивают: какие электроды лучше применять для инвертора Ресанта.

Отвечаю: марки стержней перечисленные выше подходят для Ресанта и других аппаратов.

Главное — не марка аппарата, а соответствие электрода металлу.

Полярность при сварке на постоянном токе

Многие инверторы для ручной дуговой сварки работают с постоянным током. При котором существуют 2 варианта подключения полярности:

Прямая полярность: к быстросъему плюс (+) инвертора подключается масса. Держак крепится к минусу (-).

Обратная полярность: масса подключается к минусу (-), а держатель электрода к плюсу (+).

При сварке на плюсовом контакте выделяется больше тепла, значит:

• при обратной полярности лучше варить массивные детали;
• на прямой — тонкий металл и высоколегированную сталь.

Выбор диаметра электрода и настройка тока

По марке выбрать сварочные электроды для работы на инверторе — это сделать полдела. У новичков ещё остаются вопросы:

• по диаметру стержней;
• по настройке силы тока.

Диаметр подбирается от толщины металла заготовок. Если толщина до 1,5 мм, то лучше использовать полуавтоматы или аргонодуговую сварку. Сделать выбор диаметра электрода можете по таблице ниже:

Какой ток выставлять для конкретного диаметра электрода? Информацию узнайте на упаковке изделия или из таблицы:

На заметку: сварочный ток подбирается из расчета 20-30 А на 1 мм диаметра электрода. Для стержня диаметром 3 мм, ток выставляется 80-110 А в зависимости от пространственного положения, толщины металла и количества проходов.

Точных и одинаковых настроек не существует. Каждый мастер методом проб и ошибок выставляет свои параметры тока. Учтите, при больших токах, сварочная ванна получается более жидкой и менее управляемой.

(15 4,80

Источник: https://stanki-info.com/svarochnye-elektrody-dlya-invertora-kak-vybrat/

таблица, нормы расхода при сварочных работах на тонну металла

На чтение 12 мин. Просмотров 52.3k. Опубликовано 11.11.2018 Обновлено 28.07.2019

Одним из важных показателей является расход электродов на 1 метр шва, который приводится в специальных таблицах. Эти данные позволяют производить расчет сметы.

В подсчете необходимо учитывать множество нюансов, поэтому его делает опытный сварщик, разбирающийся в марках материалов и в методиках сварки. От правильности выполнения расчета будут зависеть экономические показатели всего проекта.

Что влияет на расход?

Важной составляющей любого производственного процесса является правильно спланированный расход сварочных материалов. Это необходимо в предварительном расчете сметы, что позволит заранее оценить финансовые затраты.

Особенно важно знать нормы расхода во время строительства крупных объектов. На столь больших масштабных производствах даже незначительная экономия материала в каждой отдельной задаче может существенно снизить экономические затраты.

В этих целей было создано понятие затрат на 1 м шва. Оно позволяет сварщикам ориентироваться в стоимости работ, которые необходимо выполнить. Кроме того, это позволит нормировать количество стержней на объем материала.

Стоит отметить, что в бытовых условиях подобные оценки не нужны. Ведь маленький объем работ создания соединений каких-либо металлических изделий не принесет существенных затрат при перерасходе материала.

Кроме того среди множества показателей, есть такие, которые в наибольшей степени влияют на потери. Их важно знать, ведь это поможет в будущем сэкономить деньги.

К ним относятся:

• масса наплавки материала на шов;
• длительность и глубина соединения;
• общая масса наплавки;
• тип сварки.

Как определить затраты сварочных материалов?

Существует множество специализированных формул, позволяющих теоретически рассчитать, какая должна быть норма расхода электродов. Среди них можно выделить несколько самых распространенных способов.

Первый метод основан на применении специального коэффициента расхода стержней. Он позволяет также определить затраты сварочных материалов:

здесь М – масса свариваемой металлической конструкции, К – специальный коэффициент, который можно взять из справочника. Его величина находится в интервале от 1,5 до 1,9.

Второй метод – расчет, включающий физические свойства стержней и материалов. С его помощью можно определить массу наплавленного металла.

Данный способ также предполагает использование табличных коэффициентов, которые можно взять из специализированных справочников. Кроме того необходимо выполнить замер шва.

Подсчет определяется формулой:

где F – площадь поперечного сечения, L – длина шва; M – масса одного кубического сантиметра проволоки.

Как видно, данный расчет количества электродов подразумевает выполнение предварительных тестовых работ.

После того, как они будут сделаны, мастер производит следующие действия:

• осуществляет измерение огарка;
• учитывает параметры : напряжение и силу тока;
• замеряет длину соединения, полученного после сварки.

Таким образом, можно рассчитать нормативы, показывающие, сколько необходимо затратить на один шов свариваемых материалов. К ним также необходимо отнести затраты рабочего газа, например, ацетилена и кислорода, арматуры или других металлических частей.

В результате станет возможным подсчет всех экономических затрат.

Высчитываем затраты присадочного материала в штуках

В сварке используют различные присадочные материалы, которые также могут со временем заканчиваться. В связи с этим важно знать расход сварочной проволоки, использующейся во время соединения металлических частей изделий.

Данная информация необходима по нескольким причинам. Во-первых, появляется возможность заблаговременно рассчитать нужное количество проволоки. Во-вторых, расчет затрат каждого отдельного метода работы покажет, какой именно способ будет наиболее выгодным с экономической точки зрения.

Важно иметь в виду, что у каждого типа присадки есть свой коэффициент наплавки. Так как для качественного выполнения соединения важно, чтобы оно выполнялось непрерывно, затраты материалов нужно знать заранее.

Стоит учитывать, что значение данного параметра зависит от вида сварки. Можно самостоятельно научиться делать подобные расчеты, но в целях экономии времени были созданы онлайн сервисы, которые позволяют свести вычисления к автоматизму.

Таким образом, данный критерий не менее важен, чем коэффициент расхода электродов.

Расход – важное понятие, характеризующее необходимый объем материалов для формирования соединения на определенном участке. Иначе говоря, он включает в себя все этапы работы, в том числе и подготовку, чтобы технологический процесс был выполнен в соответствии с высокими стандартами.

У всех видов сварки также существуют свои показатели расхода, будь-то или обычная газовая. Везде есть свои нюансы, которые влияют на количество затрачиваемого материала.

Ради удобства простых расчетов можно воспользоваться онлайн сервисами и определить затраты, например, у аргонодуговой сварки на калькуляторе. Стоит брать во внимание и изделия, с которыми осуществляется работа. У сварки труб или листов будут разные параметры.

Не стоит забывать о том, что после покупки стержней часть из них может оказаться бракованной. В связи с этим необходимо учитывать возможность списания учитывать это в подсчете.

Как снизить потери?

Рассчитать расход электродов – это лишь один из способов оценки затрат. Во время работы материала может понадобиться больше ожидаемой нормы по многим причинам.

Например, более третьей части может пойти на разбрызгивание и огарки. Расход во время варки на 1 кг наплавленного металла зависит от их типа. Например, у жаропрочных и нержавеющих сталей его значение составляет 1,8.

Кроме того, нормы расхода электродов на 1 стык зависят и от вида работы. На сварку трубопроводов уйдет не столько же материала за час работы, как на соединение листового материала.

Стоит иметь в виду, что не только расход электродов на 1 м шва или на 1 тонну влияет на затраты. Необходимо учитывать и списание материалов на производстве.

Поскольку финансовая сторона вопроса является очень важной составляющей в любом деле, то возможность снижения затрат очень актуальна. Существует два способа экономии: технический и организационный.

Самым простым и доступным методом экономии является использование оптимальных параметров сварки. Каждый тип работ предполагает использование соответствующих материалом и режимов, если соблюдать все условия, тогда электроды не будут «гореть».

Использование и автомата экономит потери на разбрызгивании более двух процентов.

Стоит также отдавать предпочтение стержням с высокой эффективностью, что снизит потери. Также они должны быть с высоким коэффициентом наплавки. Так что правильный выбор материалов – важная составляющая экономии.

Таблицы

Нормы расхода сварочных материалов определяются с использованием коэффициента. Данный параметр берется из специальных таблиц. Если необходимо определить расход электродов, например, в сварке труб, тогда следует воспользоваться таблицей.

В целях упрощения расчетов можно использовать уже готовые таблицы, в которых приводятся готовые данные. На производстве использовать подобный материал существенно проще, чем выполнять каждый раз новые вычисления.

Нормы покрытыми стержнями приведены в таблицах ниже.

Норма на 1 стык.

Норма на 1 м шва.

Затраты на формирование вертикальных стыков трубопроводов, со скошенными кромками

1 м шва.

1 стык.

Горизонтальные соединения трубопроводов со скосом одной кромки

1 м шва.

1 стык.

С19 вертикальных стыков со скосом кромок

1 м шва.

1 стык.

Соединения С52 вертикальных стыков трубопроводов с криволинейным скосом кромок

1 м шва.

1 стык.

С53 вертикальные стыки трубопроводов с криволинейным скосом

1 м шва.

1 стык.

Соединения У7 угловые фланцев с трубой

1 м шва.

1 фланец.

Угловые У8 фланцы с трубой с симметричным скосом одной кромки

1 м шва.

Угловые У8 фланцы.

1 м шва.

1 патрубок.

Нормы для ручной аргонодуговой сварки приведены в таблицах ниже.

Вертикальные соединения С2 трубопроводов

1 м шва.

1 стык.

Вертикальные соединения С17 трубопроводов со скосом кромки

1 м соединения.

1 стык.

С18 вертикальные стыки трубопроводов

1 м соединения.

1 стык.

Соединения С5 вертикальных стыков трубопроводов без скоса

1 м шва.

1 стык.

Соединения С19 вертикальных стыков трубопроводов со скосом кромок

1 м соединения.

1 стык.

Приведенные выше таблицы позволяют определить расход электродов на стык, метр или на тонну металла. Расход флюса при автоматической сварке обычно составляет 20% по массе от расхода сварочной проволоки.

Таким образом, становится понятно, как рассчитать количество электродов в каждой конкретной задаче.

Итог

Расход электродов при сварке – важный параметр, который позволяет заблаговременно сделать экономическую оценку выполняемых работ. Рассчитанный показатель позволит определить затраты на тонну металлоконструкций или же на одно соединение.

Важно понимать, что данное значение соответствует идеальным условиям сварки, и оно может отличаться от реального. В связи с этим в расчет количества электродов необходимо закладывать их дополнительное количество, так как аттестация может выявить, что часть из них непригодна.

Факторы для выбора правильного электрода

• Оборудование
  • Сварщики
  • Механизмы подачи проволоки
  • Сварочный интеллект
  • Автоматизация
  • Плазменные резаки
  • Газовое оборудование
  • Газовый контроль
  • Индукционный нагрев
  • Удаление дыма
  • Тренировочное оборудование
• Технологии
  • Легкость использования
  • Продуктивность
  • Оптимизация и производительность
• Безопасность
  • Голова и лицо
  • Рука и тело
  • Сварочный дым
  • Перегрев
• Аксессуары
  • Аксессуары
• Расходные материалы
• Отрасли
  • Отрасли
  • Приложения
• Ресурсы
• Служба поддержки
• Около

• Ресурсы
  • Руководства по сварке
  • Сварочное образование и обучение
  • Учебные материалы
  • Меры безопасности
  • Калькуляторы сварных швов
  • Часто задаваемые вопросы
  • Галерея проектов
  • Библиотека статей
  • Видео библиотека
  • Информационные бюллетени
  • Форумы
  • Подкаст — Сварка труб
  • Связаться с нами
• Служба поддержки
  • Пункты обслуживания
  • Инструкции и запчасти
  • Гарантия
  • Производители двигателей
  • Настройка системы
  • Программного обеспечения
  • Связаться с нами
  • Часто задаваемые вопросы
  • Регистрация продукта
  • Заказать литературу
• Около
  • Наша компания
  • Карьера
  • Стипендии
  • Связаться с нами
  • Клуб владельцев
  • Выпуски новостей
  • Сертификаты
  • Связаться с нами
  • События
  • Роуд-шоу
  • Фирменные товары
  • Специальные предложения

Исследование изменения толщины границы раздела на электродах аккумуляторной батареи большой емкости

Разве не было бы хорошо, если бы литий-ионные батареи прослужили столько же, сколько автомобиль? Ученые предложили кремний в качестве отрицательного электрода большой емкости для литий-ионных аккумуляторов.К сожалению, образование и утолщение интерфейсных слоев поверх кремниевых электродов ухудшает характеристики элемента. Результат? Вы должны заменить аккумулятор. Измерения толщины материала интерфейса, известного как межфазная поверхность твердого электролита или SEI, различаются на два порядка. В этом исследовании ученые объединили атомно-силовую микроскопию в реальном времени, которая может измерять толщину поверхностного слоя, с электрохимическим циклом и тщательно разработанной геометрией образца, чтобы однозначно измерить эволюцию SEI.Конструкция образца позволяет четко отделить изменение толщины SEI от изменения объема нижележащего кремниевого электрода. Измерения можно использовать для тестирования моделей кинетики реакции SEI для различных электролитов.

Чтобы продлить срок службы литий-ионных батарей, нам необходимо знать, как бороться с образованием SEI. Эта возможность измерения — важный шаг в новых исследованиях свойств SEI.Подход предлагает измерение изменения толщины SEI в реальном времени с нанометровой точностью. Это позволит эффективно изучить состав электролитов и добавок, а также их влияние на характеристики электролизера.

В ходе этого исследования были разработаны новые методы измерения in situ роста межфазных слоев твердого электролита (SEI) на кремниевых электродах. Эти изменения интерфейса сопровождаются объемным расширением, вызванным переносом лития в кремний. Для этих исследований команда изготовила тонкопленочные электроды из аморфного кремния в конфигурации, которая позволяет однозначно разделить изменение общей толщины на вклады, обусловленные ростом SEI и изменением объема кремния.

Они собрали электроды в специально разработанную электрохимическую ячейку, которую они интегрировали с атомно-силовым микроскопом. Электроды подвергаются циклам заряда-разряда (литиирования-делитирования) с последовательностью значений постоянного потенциала, и измерения толщины производятся при каждом потенциале после достижения равновесия. Команда провела эксперименты с двумя электролитами: 1,2 М гексафторфосфата лития (LiPF6) в этиленкарбонате (ЕС) и 1,2 М LiPF6 в пропиленкарбонате (ПК) — для изучения влияния состава электролита на эволюцию SEI.

Команда заметила, что образование SEI происходит преимущественно во время первого цикла зарядки, а максимальная толщина SEI составляет приблизительно 17 нм и 10 нм, соответственно, для электролитов EC и PC. Измерения также дают ценную информацию о том, как степень расширения кремниевого электрода и зарядная емкость изменяются в зависимости от равновесного потенциала.

Оба соотношения отображают гистерезис (например, измерения показывают зависимость от того, заряжается или разряжается электрод), который объясняется эволюцией напряжения в кремниевых электродах из-за изменения объема.Такая конструкция образца и возможность измерения открывают дверь для четкого определения того, какие компоненты и варианты приводят к повышению производительности литий-ионных батарей большой емкости.

Ссылка : Исследование эволюции толщины границы раздела на электродах аккумуляторных батарей большой емкости (2017, 20 апреля) получено 15 декабря 2020 из https: // techxplore.ru / news / 2017-04-interface-Thickness-evolution-high-capacity-battery.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Какие факторы влияют на толщину матки? (с иллюстрациями)

Менструацию можно просто определить как циклическое выделение слизистой оболочки матки вместе с кровью, и это действительно вызывает изменения в толщине матки.Этот процесс происходит по мере повышения уровня эстрогена, что помогает облегчить процесс подготовки слизистой оболочки матки к беременности. В начале цикла женщины матка начинает утолщаться, чтобы потенциально питать оплодотворенный эмбрион. Однако, как только матка опорожняется во время менструации, матка истончается, чтобы возобновить тот же процесс. Другие состояния здоровья, которые также могут повлиять на толщину матки, включают гормональный дисбаланс, лекарства и рак, поражающий матку.

Одним из наиболее вероятных факторов, влияющих на толщину матки, по-видимому, является гиперплазия эндометрия, состояние, при котором эндометрий или слизистая оболочка матки испытывают аномальный рост. Прогестерон — женский гормон, который помогает контролировать рост слизистой оболочки матки и вырабатывается во время овуляции. Если эти гормоны не сбалансированы из-за избыточного производства эстрогена, матка может стать слишком толстой. Жировые клетки, например, производят эстроген и могут повысить вероятность развития гиперплазии эндометрия у женщин с избыточным весом и ожирением.

Лекарства и методы лечения, такие как заместительная терапия эстрогенами (ЗЭТ), также могут приводить к чрезмерной выработке эстрогенов и вызывать гиперплазию эндометрия.ФЗТ — это лечение для уменьшения побочных эффектов менопаузы и таких проблем, как потеря плотности костей. Однако, когда ФЗТ используется без прогестерона, у некоторых женщин действительно наблюдается утолщение матки. И наоборот, противозачаточные таблетки могут вызвать истончение матки. Эти таблетки предотвращают беременность, вызывая выпадение или истончение стенок матки.

Толстая матка также может указывать на наличие опухоли в матке. На толщину матки могут влиять различные виды рака, в том числе доброкачественные опухоли, известные как миомы. Фиброидные опухоли довольно часто встречаются у женщин и могут быть безвредными. Однако большие наросты могут быть очень болезненными и потребовать лечения. Симптомы, связанные с миомой матки, включают обильное кровотечение во время менструации, кровянистые выделения между менструациями и чувство давления в прямой кишке или матке.У женщин в постменопаузе наличие утолщенной матки наряду с аномальным кровотечением также может быть признаком рака.

Также считается, что толщина матки несколько меньше у женщин в постменопаузе.Обычно это связано с тем, что уровень эстрогена в целом стабилен, а матка больше не активна. Однако наличие вагинального кровотечения наряду с утолщением матки у женщин в постменопаузе может указывать на рак матки.

Измерение толщины фоторезиста, SU-8 и измерение толщины резиста

Filmetrics ^® предлагает несколько инструментов, которые измеряют толщину фоторезиста и скорость травления, как в конфигурации с одним пятном, так и в конфигурации с отображением. Хотя для успешного измерения толщины фоторезиста необходимо учитывать уникальные проблемы *, во всех случаях можно использовать наши инструменты общего назначения (см. Таблицу ниже).

Измерение фоторезистов SU-8, Dow BCB и других толстых фоторезистов является особенно важным приложением, поскольку центрифугирование, хотя и быстрое и простое, может быть неточным методом получения желаемой толщины.Поскольку время экспонирования зависит от толщины резиста, необходимо провести точное измерение. Более того, поскольку положительные и отрицательные фоторезисты могут использоваться вместе для создания сложных многослойных МЭМС-структур, знание толщины каждого слоя становится чрезвычайно важным. Наш F3-sX особенно хорош при измерении толстых резистов, даже непрозрачных в видимой области спектра. Доступны одноточечные и картографические версии.

Filmetrics предлагает ряд настольных и картографических решений для измерения толщины однослойных, многослойных и даже отдельно стоящих фоторезисторных пленок от 1 нм до 3 мм.Все модели Filmetrics измеряют толщину (и индекс) путем точного моделирования спектральной отражательной способности. Специальные запатентованные алгоритмы позволяют проводить надежный анализ «одним щелчком мыши», а результаты обычно доступны менее чем за секунду.

* Эти проблемы включают невозможность экспонирования фоторезиста измеряемым источником света, доступ к библиотеке показателей преломления, охватывающей широкий спектр фоторезистов, и возможность справиться со склонностью фоторезиста изменять показатель преломления в зависимости от степени запекания и выдержки. .

Для измерения фоторезиста свяжитесь с любым из наших специалистов по тонкопленкам.

Filmetrics предлагает бесплатные пробные измерения — результаты обычно доступны в течение 1-2 дней.

Стандартная толщина печатной платы — определите правильные стандарты

При покупке и производстве печатной платы (PCB) играет роль множество факторов, таких как профиль, вес и компоненты. Однако одним из важнейших факторов является толщина печатной платы. Почему? Толщина влияет на его проводимость и сопротивление, важные соображения, которые должны соответствовать требованиям вашей печатной платы.Обычно толщина печатной платы играет важную роль в ее функциональности.

Обычно заказчик или дизайнер должен предоставить скудную информацию о том, где и как он будет использоваться. Это помогает определить конкретную толщину, подходящую для его применения и области, в которой он используется.

В свою очередь, давайте рассмотрим различные доступные уровни толщины и то, как вы можете определить стандарты, соответствующие вашим требованиям.

1 、 Стандартная толщина печатной платы

В течение 20-го века были определены стандарты печатных плат, начиная с листового каркаса и заканчивая тем, что Альберт Хансон разработал плоские грязные проводники с многослойной изоляцией.Доски имели простую конструкцию с единой панелью, состоящей из множества слоев, размещенных вместе. Сегодня печатные платы бывают односторонними (с одним слоем меди), двух- / двусторонними (два слоя меди со слоем подложки между ними) или многослойными (несколько слоев двусторонней печатной платы).

Типичная толщина печатной платы составляет 0,063 дюйма или 1,57 мм; это стандартизированный уровень, определенный в прошлом. Это связано с тем, что во время производства фанеры 0,063 дюйма были толщиной листов фанеры, используемых в качестве подложек для электронных устройств, включая печатные платы.

Изображение 1: Толщина печатной платы

Когда начали разрабатываться многослойные печатные платы, толщина разъемов между платами должна была совпадать. Следовательно, уровень консистенции стал важной переменной, и возникла потребность в стандартном настиле из меди, используемой в качестве слоев на краях пластин. В свою очередь, 0,063 дюйма стали стандартной толщиной печатной платы.

Тем не менее, существует широкий диапазон толщины от 0,008 дюйма до 0,240 дюйма, из которого вы можете выбирать в зависимости от области применения или области применения.Поэтому важно, чтобы вы сообщали требования к соответствующему размеру печатной платы.

1,1 Толщина печатной платы

Ширина плиты зависит от изоляционного слоя и состава его материала. На начальных этапах разработки печатных плат верхний и нижний слои были сделаны из бакелита, и итоговая толщина составляла 0,0065 дюйма.

Со временем стали использоваться более качественные подложки, кроме фанеры. Например, эпоксидная смола или фенольная смола, армированная бумагой, входят в число подложек, используемых между слоями медной фольги.Следовательно, использование более легких материалов в дополнение к отсутствию использования краевых разъемов приводит к тому, что толщина платы порой оказывается ниже 0,0065 дюйма.

1,2 Толщина меди PCB

Медь, определяющая функциональность печатной платы и область ее применения, ее толщина играет важную роль в достижении стандартной толщины печатной платы. Его размер обычно составляет унцию (унцию). Это достигается путем равномерного распределения унции меди по площади квадратного фута, что дает 1.37 мил (1,37 тысячных дюйма).

Обычно печатные платы производятся с содержанием меди в 1 унцию. Кроме того, это предполагаемая толщина производителем, когда дизайнер не дает им конкретных размеров.

Однако, если ток, который должен пройти через печатную плату, потребует более 30 граммов меди, производитель может добавить вес меди или ширину дорожки. Однако рост цен не только из-за увеличения количества меди, но и из-за того, что обработка более толстой меди является более сложной задачей и требует больше времени.

1,3 Толщина дорожки печатной платы

Толщина дорожки печатной платы — это толщина, определяемая разработчиком, и это один из важнейших параметров при проектировании печатной платы. В конструкторских файлах Garber указано для предотвращения перегрева или повреждения печатной платы. Когда ток течет или увеличивается, медные дорожки начинают нагреваться, и в конечном итоге температура печатной платы повышается. Когда температура превышает предел печатной платы, она начинает повреждаться. Следовательно, путь должен быть достаточно толстым, чтобы пропускать более высокий ток, не влияя на среднюю температуру печатной платы.

Так как же определяется толщина дорожек печатной платы? Величина тока, проходящего через печатную плату, сравнивается с повышением температуры. Ширина, которая может выдержать повышение температуры от средней рабочей температуры до максимальной рабочей температуры, и есть толщина следа.

Расчет ширины следа был бы утомительным. Поэтому разработчики используют калькулятор ширины печатной платы, который обеспечивает соответствующую ширину для прохождения тока без повреждения печатной платы.Результирующая толщина имеет широкие внутренние слои из-за накопления большего количества тепла, поскольку внешние слои передают им свое тепло посредством конвекции.

Рекомендуется использовать внутреннюю ширину трассы для всех трасс.

2 、 Стандартная печатная плата Fr-4 Толщина

Также известный как FR-4 или FR4, Fr-4 означает антипирен, а четверка обозначает класс используемых материалов. Fr-4 — это имя, а также рейтинг. Он используется в качестве названия при производстве печатных плат и стекловолоконных листов, армированных эпоксидной смолой.В качестве рейтинга Fr-4 используется для оценки листов эпоксидного ламината в качестве показателя их качества.

Если вы часто имеете дело с печатными платами, вы наверняка знакомы с материалом Fr-4. Это популярный базовый материал для печатных плат, так как он является основным ингредиентом, используемым при производстве жестких печатных плат.

Материал Fr-4 представляет собой структуру, в основном состоящую из стекловолокна, сплетенного в тонкий и похожий на ткань лист. Именно стекловолокно дает Fr-4 популярность как прочную основу для изготовления жестких печатных плат.Он заключен в огнестойкую эпоксидную смолу, и именно от нее исходит жесткость.

Изображение 2: Стандартная печатная плата Fr-4 Толщина

Среди других причин популярность Fr-4 связана с невысокой стоимостью материалов и универсальностью. Листы FR-4 в качестве электрических изоляторов обладают огромной диэлектрической прочностью. Кроме того, они легкие, водо- и термостойкие; Одним словом, это материал, пригодный для различных условий окружающей среды.

Толщина стандартной печатной платы Fr-4 измеряется в миллиметрах или дюймах.Использование любой калибровки зависит от того, что предпочитает разработчик или производитель. В связи с широким распространением подложки Fr-4 диапазон ее последующей толщины платы может доходить до некоторых пределов. Обычно это от 3 дюймов до 10 дюймов.

Итак, с таким широким диапазоном толщины Fr-4, какие факторы должен учитывать дизайнер при производстве печатной платы?

: Несмотря на то, что Fr-4 можно использовать для изготовления практически любой печатной платы, его толщина влияет на совместимость компонентов платы.Например, большие части печатной платы со сквозными отверстиями отличаются от большинства компонентов тем, что они имеют сквозные отверстия, требующие небольшой толщины печатной платы.

Пространство: Пространство является незаменимым фактором при разработке печатных плат, особенно при производстве небольших устройств, таких как разъемы USB и аксессуары Bluetooth. В свою очередь, подходят более тонкие доски, где экономия места жизненно важна.

Требования к дизайну: Большинство производителей предпочитают более толстые доски более тонким. Почему? При использовании подложки Fr-4 более узкие доски более склонны к поломке, если они слишком большие.Кроме того, в них отсутствуют канавки. С другой стороны, более толстые доски невероятно гибкие и имеют канавки. Следовательно, было бы разумно учитывать дополнительный вес печатной платы.

Гибкость: спорный вопрос, возникает ли гибкость от более тонких или более толстых плат, но правильный ответ будет — это зависит от того, где используется печатная плата и ее применение. Давайте рассмотрим пример применения электронного блока управления в медицинской сфере; более тонкие доски гарантируют меньшую нагрузку.В этой ситуации более узкие платы приводят к очень гибким печатным платам.

Однако, когда печатная плата изготавливается с использованием более тонких плат, могут возникнуть проблемы, особенно во время пайки. Из-за своей гибкости панели могут изгибаться при пайке, вызывая изгиб других компонентов под нежелательным углом. При этом элементы и их соединения также могут сломаться, что приведет к повреждению платы.

Согласование импеданса: Толщина платы важна при работе с многослойными платами, так как согласование импеданса имеет решающее значение.То есть слои создают диалектику, которая облегчает контроль импеданса.

Изображение 3: толщина слоя 4

Производитель обычно знает, что для высокочастотных сигналов жизненно важны компоненты, такие как согласование импеданса микроволнового излучения, и следует учитывать емкость каждого слоя. Без согласования импеданса адекватная функциональность платы практически равна нулю.

: Еще одним важным фактором, влияющим на желаемую заказчиком ширину печатной платы, является краевой соединитель.При изготовлении печатной платы производитель должен быть осторожен с толщиной Fr-4. Если сопрягаемая часть разъема не совпадает, это может привести к повреждению печатной платы.

Чтобы избежать таких несчастных случаев, материалы, используемые при изготовлении печатной платы, выбираются после завершения проектирования схемы. Он действует как шаблон или план печатной платы, которая точно соответствует сопрягаемой части разъема или компонента.

Вес: Очевидно, что толщина платы будет влиять на стоимость печатной платы.Производитель может не обращать внимания на важность печатной платы, но она имеет большое значение для покупателя. Более легкая доска означает экономию на покупках, так как конечный продукт легче.

Таким образом, даже при таком широком диапазоне толщин более тонкий слой больше подходит для устройства. Тем не менее, дизайнер никогда не уверен, подойдет ли маленькая плата к вашим сопрягаемым частям разъемов и сквозным отверстиям устройств. Поэтому разумным выбором обычно является стандартная толщина печатной платы.

3 、 Стандартная толщина сердечника печатной платы

— это слой, содержащий подложку из Fr-4, зажатую медной фольгой, произведенную на заводе сердечников. При изготовлении стандартного сердечника печатной платы некоторые элементы необходимо установить на свои места. Медная фольга, используемая для формирования внутреннего слоя Fr-4, должна быть гладкой и очень точной толщины.

Два — это предварительный прег, слой, используемый для ламинирования сердечника, должен быть под контролем. Этот слой состоит из волоконной сетки, пропитанной связующим на основе смолы, предназначенной для скрепления вытравленных сердец.Он также содержит неотвержденный Fr-4, толщина которого отличается от высоты протравленных досок с обеих сторон.

Изображение 4: Популярные ядра

Производители сталкиваются с проблемой выбора стандартной толщины сердечника печатной платы при изготовлении печатных плат многослойной конструкции. Проблема заключается в том, что информация о точных требованиях к материалам обычно указывается частично или не приводится вовсе. В результате отсутствия такой важной информации производительность полученной печатной платы снижается.

Тем не менее, есть ситуации, которые производитель может назвать удачными, когда требования к толщине все еще не соблюдаются, а печатная плата работает нормально. Это означает, что материалы сердечника печатной платы не критичны для производительности, и все время покупатель этого не замечает.

Однако сегодня качество продукта — это его отличные характеристики, и для этого необходимо, чтобы толщина сердечника была максимально точной. Следовательно, проектировщики должны предоставить производителю как исчерпывающие, так и точные требования к ядру печатной платы.

Диапазон толщины сердечника печатной платы

Вес измерения толщины сердечника варьируется от половины унции до 3 унций, между которыми определяется точный размер на основе желаемой функциональности печатной платы. Обратите внимание, что полученный вес включает медную фольгу, которая имеет одинаковое значение с обеих сторон.
Что произойдет, если производитель установит разную массу меди с обеих сторон? Обычно это приводит к дополнительным расходам тока и, следовательно, к снижению производительности печатной платы.

Однако, если у вас есть сердцевина с подходящей толщиной меди, вы можете использовать несколько листов pre-preg в диэлектрических позициях для достижения конечной консистенции. Это не обязательно предусмотрено при проектировании, особенно там, где нет необходимости в контроле импеданса.

Однако, если требование импеданса не является важным, вы всегда можете правильно указать его в документации, которую вы предоставите производителю. Затем они могут вносить изменения в пре-прег между ядрами.

4 、 Стандартная двухслойная печатная плата Толщина

Многослойные конструкции плат развивались с течением времени и в настоящее время являются популярным типом плат, используемых в производстве печатных плат. Благодаря развитию технологий различные слои позволяют выдерживать большие нагрузки и при этом имеют толщину 63 мм. Обычно они состоят из стеклоткани на основе эпоксидной смолы, но с медным покрытием.

Из-за требований к разводке сложных схем были добавлены счетчики слоев печатных плат.В свою очередь, печатные платы также были произведены с большим количеством слоев, что привело к увеличению толщины печатной платы с 63 мм до 93 мм.

Используя материалы Isola 370HR, доступны сердечники внутреннего слоя, в том числе сердечники 5, 8, 9,5, 14, 18, 21, 28, 35, 39, 47, 59 и 93 мил. Однако для высокотемпературных материалов предусмотрены сердечники Isola 370HR с толщиной 8, 10, 14, 22 и 39 мил.
Стандартная толщина печатной платы также зависит от слоев ламинирования фольги. Если ламинирование фольгой предназначено для четырехслойной печатной платы, стандартная толщина будет равна 0.031 «. Для 6-слойного ламинирования фольгой наиболее подходящим стандартом будет 0,062».

В конце концов, для 8-слойной и 10-слойной платы стандартная толщина печатной платы составляет 0,062, 0,093 и 0,125 дюйма. Вы также можете выбрать внутренний слой медной фольги толщиной ½, 1 или 2 унции в зависимости от ваших требований к плате. Вы также можете использовать любую из наших диэлектрических сборок или свою контролируемую сборку.

4,1 стандартная двухслойная печатная плата толщиной

Изображение 5: Стандартная двухслойная печатная плата толщиной

4.2 Стандарт толщины четырехслойной печатной платы

Изображение 6: Стандарт толщины четырехслойной печатной платы

5 、 Допуск толщины печатной платы

Допуск по толщине печатной платы определяется как допуск вещества, используемого при производстве печатных плат. Это может быть меньше или больше стандартного количества материала.

Изображение 7: Допуск толщины печатной платы

Изготовитель использует руководство и правила IPC в качестве дополнительной линии, которая обеспечивает другую спецификацию, созданную с внутренними параметрами допусков.Эти параметры имеют достаточные вариации, чтобы производитель мог создать плату и чтобы она правильно функционировала в своей области применения.

6 、 Заключение

К настоящему времени совершенно ясно, какое огромное значение имеет толщина печатной платы для ее функциональности. Следовательно, это требует от дизайнеров стремления предоставлять точные результаты для самых эффективных печатных плат, и именно здесь мы, наша печатная плата, вступаем в игру.

Мы понимаем, что приобретение печатной платы — это инвестиция, и мы ценим наших клиентов, которые доверяют нам, чтобы предоставить нам самое лучшее.В свою очередь, мы применяем наш многолетний опыт и применяем новейшие технологии при создании каждой печатной платы, таким образом обеспечивая надлежащую стандартную толщину в соответствии с требованиями наших клиентов.

Если у вас есть какие-либо вопросы о процессе изготовления печатных плат, печатных плат или сборки печатных плат в вашем проекте, не стесняйтесь обращаться к нам, так как мы доступны 24 часа. Что наиболее важно, если вы хотите сделать заказ, мы всегда будем рады доставить важные, высокопроизводительные решения для печатных плат и печатных плат к вашему порогу.

Как культивировать, записывать и стимулировать нейронные сети на массивах микроэлектродов (MEA)

A. Введение

В мозгу человека миллиарды нейронов. Каждый из этих нейронов может иметь от сотен до тысяч соединений, часто с множеством разных клеток. Эти связи содержат сигналы, которые позволяют нам ходить, играть на пианино, ездить на велосипеде, смеяться, плакать и помнить. За последнее столетие многие нейробиологи во всем мире посвятили свою жизнь пониманию того, как работают нейронные сети и почему они перестают работать при различных заболеваниях.

Есть много инструментов, которые можно использовать при решении этой, казалось бы, непреодолимой задачи. Первоначальные исследования были сосредоточены на невропатологических наблюдениях за организацией нервных цепей в мозге людей и других животных. С появлением флуоресцентной микроскопии и генетической маркировки объем структурных исследований, изучающих состав клеток, расширился до уровня белков и ДНК.

Но эти эксперименты касались не динамической функции мозга, а только статического устройства.Для понимания текущей нейронной активности популярные методы обычно сосредоточены на изучении электрофизиологической активности с помощью внутриклеточной записи. Отдельные нейроны диссоциированных культур представляют собой полезную редукционистскую модель, однако этот метод ограничен короткими временными интервалами для записи с отдельных клеток. Эта модель также предоставляет ограниченную информацию о других ячейках в сети. Срезы мозга грызунов представляют собой более реалистичную модель, в которой сохраняется корковая архитектура. Но такие срезы, даже будучи культивированными, имеют ограниченную продолжительность жизни и могут быть технически сложными для поддержания жизни при сохранении цитоархитектуры ² .

Другая технология включает выращивание диссоциированных нейронных культур на массивах микроэлектродов (также называемых многоэлектродными массивами, MEA). Нейроны наносятся на МЭБ, в дно которых встроены микроэлектроды. В течение трех недель эти культуры образуют сети нейронов с аксонами, дендритами и сотнями, если не тысячами синаптических связей. У использования этой системы есть множество преимуществ по сравнению с другими технологиями. Диссоциированные нейронные культуры на MEAs обеспечивают упрощенную модель, с которой можно работать (порядка одного кортикального столба, а не неповрежденного мозга).Клетки растут в монослое, что позволяет легко отслеживать изменения морфологии с помощью различных методов визуализации. Активностью сети можно управлять с помощью последовательностей электростимуляции через несколько электродов массива. Поскольку сеть мала, воздействие стимуляции ограничено наблюдаемыми областями, чего нельзя сказать о неповрежденных препаратах. Наконец, культуры на MEAs могут выжить более года in vitro , что устраняет любые явные ограничения по времени, присущие другим методам культивирования. ¹ Таким образом, культуры на MEA представляют собой идеальную модель для изучения нейронных связей.

Наша лаборатория и другие лаборатории по всему миру используют эту технологию, чтобы задавать важные вопросы о нейронных сетях. Текущие нейрональные процессы, изучаемые с помощью этой модели, включают динамику сети, развитие, обучение и память, синаптическую пластичность, эксайтотоксичность, ишемию и нейродегенерацию. ^3-10 Результаты этих исследований могут иметь важное значение для разработки более эффективных методов лечения заболеваний человека, таких как врожденные пороки развития, эпилепсия, инсульт и болезнь Альцгеймера.Цель этого протокола — предоставить необходимую информацию для создания, ухода, записи и стимулирования культур на MEAs. Конечная цель — предоставить исследователям возможность задавать физиологически релевантные вопросы на клеточном и сетевом уровнях, которые, возможно, могут привести к лучшему пониманию функции и дисфункции мозга и, в конечном итоге, к лечению заболеваний, которые влияют на наши нейроны и способы их взаимодействия.

Следующий протокол отражает более чем 10-летний опыт нашей лаборатории в культивировании, записи и стимуляции нейронных сетей на массивах микроэлектродов.Каждый шаг был оптимизирован, чтобы привести к развитию долгоживущих здоровых нейронных сетей. Ссылки предоставляются там, где они доступны, а некоторые оптимальные параметры мы определили эмпирически. Прежде чем приступить к протоколу, приобретите оборудование и материалы, а также приготовьте решения, как указано в разделе «Материалы». Раздел «Вскрытие мозга» будет кратко обсужден, но не будет продемонстрирован в сопроводительном видео, так как другие статьи журнала Visualized Experiment охватывают эту тему ¹¹ .

B. Вскрытие мозга

1. Целый мозг извлекают из эмбриональных крыс на 18-й день (E18). Беременных самок крыс анестезируют ингаляционным изофлураном и декапитируют. Эмбрионы удаляются и препарируются в соответствии с Руководством Национального исследовательского совета по уходу и использованию лабораторных животных с использованием протокола, одобренного IACUC Университета Эмори.
2. При использовании асептической техники головной мозг эмбриона удаляется и помещается в холодный раствор сбалансированных солей Хэнка (HBSS) в стерильную чашку Петри диаметром 100 мм.Остальная часть протокола препарирования выполняется под препаровальным микроскопом в вытяжном шкафу с ламинарным потоком, чтобы минимизировать риск загрязнения.
3. Мозги крысы переносят по одному во вторую стерильную чашку Петри с HBSS для препарирования. При погружении в HBSS ствол мозга, таламус и мозжечок отсекаются, а полушария делятся пополам.
4. Обонятельный бугорок используется как ручка для закрепления полушария при осторожном удалении мозговых оболочек.
5. Затем кора головного мозга отделяется от нижележащего гиппокампа и полосатого тела и хранится в стерильной конической пробирке на 15 мл в растворе гибернации на льду. ¹² Поскольку обычно существует несколько эмбрионов, эта процедура затем повторяется в зависимости от желаемого количества МЭБ, которые необходимо высеять, и желаемой плотности клеток. Кортикальный слой объединяется для процесса диссоциации клеток, как описано ниже. Кортикальный слой может храниться при 4 ° C в растворе гибернации до 24 часов до диссоциации с минимальной потерей жизнеспособности клеток.В качестве альтернативы использованию ткани, рассеченной собственными силами, рассеченную ткань мозга можно приобрести в компании Brain Bits (www.brainbitsllc.com).

C.Получение МЭА и кортикальная диссоциация

1. MEA получены от ALA Scientific (www.alascience.com), поставщика компании-производителя Multi-Channel Systems. Существует несколько различных конфигураций МЭБ с вариациями ориентации и расстояния между электродами, наличием или отсутствием внутреннего заземляющего электрода, наличием или отсутствием стеклянного кольца и размером стеклянного кольца.Для наших основных экспериментов мы используем стандартный набор микроэлектродов, содержащий 60 электродов в сетке 8 на 8 с небольшим стеклянным кольцом. Диаметр электрода из нитрида титана составляет 30 мкм, а расстояние между центрами электродов составляет 200 мкм. Один из электродов больше по размеру и работает как заземляющий или внутренний электрод сравнения. При работе с МЭБ жизненно важно, чтобы твердые предметы (например, наконечники для пипеток, бумажные салфетки или резиновые полицейские) никогда не касались внутренней части чашки, поскольку это может повредить электроды.Более подробную информацию о MEA и обращении с ними можно найти в руководстве пользователя MEA (www.multichannelsystems.com/products-mea/microelectrode-arrays.html).
2. Вечером перед приготовлением клеток МЭБ промывают деионизированной водой, а затем дают вымачиваться в 70% этаноле на 15 минут. Затем чашки помещают в вытяжной шкаф с ламинарным потоком с включенным УФ-светом на ночь. Для работы каждый МЭА помещают в стандартную 100-миллиметровую стерильную чашку Петри из полистирола с датами и этикетками, помещенными на чашку Петри.Следует отметить, что другие методы стерилизации, включая автоклавирование и использование воды с температурой 90 ° C, упоминаются в руководстве пользователя MEA. Тем не менее, мы эмпирически обнаружили, что автоклавирование, по-видимому, уменьшает количество раз, когда можно использовать MEA. Если вы повторно используете MEAs, в которых в настоящее время есть культуры, необходимо удалить органическое вещество. 300-400 мкл 0,25% трипсина в PBS инкубируют на MEA при 35-37 ° C в течение 20 минут. MEA промывают деионизированной водой, а затем исследуют с помощью светового микроскопа.Если клеточное вещество все еще остается, этап трипсина повторяют до очистки. Если посуда чистая, перейдите к этапу стерилизации, как указано выше. Как правило, MEA можно использовать многократно с должной осторожностью.
3. Также вечером перед нанесением покрытия крышки MEA готовят и автоклавируют. Крышки изготавливаются на заказ, но их также можно приобрести в ALA-Scientific. Они сделаны из политетрафторэтилен-тефлона и имеют прозрачную мембрану (фторированный этилен-пропиленовый тефлон), натянутую сверху.Мембрана позволяет диффузию газов, но ограничивает диффузию воды, тем самым практически устраняя необходимость в увлажненной атмосфере и предотвращая вредные эффекты испарения и гиперосмолярности. ¹
4. После завершения рассечения, описанного выше, продолжают приготовление MEA путем помещения 100 мкл раствора полиэтиленимина (PEI) в центр каждого MEA. ¹³ В наших руках решение PEI обеспечивает меньшую кластеризацию клеток в MEA, чем использование полилизина.Чашке дают постоять при комнатной температуре в вытяжном шкафу с ламинарным потоком в течение 30 минут, при этом крышки слегка прилегают к МЭБ для предотвращения испарения. Напоминаем, что любая работа с открытой МЭА или тканью мозга должна проводиться в стандартном ламинарном шкафу для культивирования клеток, чтобы минимизировать риск заражения.
5. Затем MEA промывают 3 раза 1-2 мл стерильной деионизированной воды. Идеальная установка вытяжного шкафа с ламинарным потоком будет включать аспиратор для удаления жидкости из посуды.К трубке аспиратора можно присоединить стерильный наконечник пипетки на 200 мкл. Не прикасайтесь к поверхности МЭБ во время аспирации, так как это может повредить электроды. После последнего ополаскивания МЭБ дают высохнуть в течение не менее 30 минут в вытяжном шкафу с ламинарным потоком.
6. Во время этого периода сушки начинается процесс диссоциации нейронов путем помещения коры головного мозга в 2 мл раствора папаина в стерильном коническом пластиковом флаконе на 15 мл. ¹ К смеси добавляют 50 мкл ДНКазы.Флакон помещают в водяную баню с температурой 35-37 ° C и инкубируют приблизительно 20 минут. Аккуратно постучите по раствору каждые 5 минут для перемешивания, стараясь не образовывать пузырьков. Кора головного мозга должна начать приобретать нечеткий вид по мере продолжения пищеварения.
7. Затем раствор папаина осторожно удаляют пипеткой, оставляя кортикальный слой в коническом флаконе на 15 мл. 2 мл клеточной среды добавляют к коре головного мозга, инкубируют в течение 2-3 минут, а затем осторожно удаляют.Это необходимо для того, чтобы вымыть любой остаточный папаин, который также будет ингибироваться сывороткой в ​​среде. Еще 2 мл клеточной среды добавляют к коре головного мозга и затем этот образец встряхивают на высокой скорости в течение 5-10 секунд. На дне конического флакона на 15 мл должен быть непрозрачный раствор, и на нем не должно быть кусочков мозга. В качестве альтернативы для диссоциации ткани можно использовать растирание с 1 мл среды 3 раза с помощью ручной пипетки P-1000. ¹ Для правильного растирания каждый ход пипетки должен занимать одну секунду.
8. Затем раствору позволяют осторожно пройти через стерильный фильтр для клеток 40 мкм под действием силы тяжести. Медленно добавляйте раствор клеток по одной капле в фильтр с помощью P-1000. Для сбора раствора деформированных клеток используют стерильную чашку Петри диаметром 35 мм.
9. Затем клеточную суспензию переносят обратно в конический флакон на 15 мл и клеточную среду добавляют до конечного объема 4,0 мл. ¹⁴
10. Затем 500 мкл 5% -ного раствора BSA осторожно наслоили на дно 15-миллилитрового конического флакона с помощью P-1000. ¹⁴ Это приведет к перемещению раствора, содержащего клетки, вверх во флаконе.
11. Раствор клеток с нанесенным на дно слоем BSA затем центрифугируют в течение 6 минут при 200 x g для удаления мелких частиц и потенциально токсичного внутриклеточного содержимого. ¹⁴
12. На этапе центрифугирования клеток МЭА оценивают визуально, чтобы убедиться, что они полностью высохли. Затем 20 мкл раствора ламинина осторожно помещают в центр MEA, обеспечивая, чтобы все электроды были покрыты. ¹ Избегайте попадания пузырьков воздуха в этот раствор, так как это может привести к недостаточной подготовке поверхности электрода. Если МЭА не полностью высохнет, то капля ламинина будет растекаться по чашке, что потенциально затрудняет адекватную локализацию клеток над электродами при нанесении покрытия. Этот шаг очень деликатный и может привести к повреждению поверхности MEA неустойчивой рукой или невнимательности.
13. В этот момент на МЭА помещают тефлоновые крышки, чтобы предотвратить испарение ламинина.Крышка также размещается осторожно. Крышку следует ставить или снимать только тогда, когда МЭБ находится на полностью плоской поверхности. В противном случае дополнительные силы со стороны неровной поверхности могут привести к растрескиванию стеклянного дна массива, что сделает его непригодным для использования. Затем блюдо помещают в инкубатор на 20 минут.
14. Пока ламинин связывается с чашкой, конический флакон на 15 мл, содержащий клетки, удаляется из центрифуги и переносится обратно в вытяжной шкаф с ламинарным потоком. На дне флакона должен быть виден шарик.Супернатант осторожно удаляют стерильной пластиковой серологической пипеткой на 5 мл. Сохраните супернатант на случай, если процесс центрифугирования не был завершен. Затем осадок осторожно ресуспендируют либо растиранием с P-1000, либо быстрым перемешиванием в 300-500 мкл клеточной среды в зависимости от ожидаемого выхода. 10 мкл клеточной суспензии удаляют и помещают на гемоцитометр для определения концентрации клеток. Если выход низкий, проанализируйте супернатант под микроскопом, чтобы определить, был ли этап центрифугирования неполным.Может потребоваться повторное центрифугирование. Если урожай высокий, то для более точного подсчета может потребоваться разбавление. Плотность посева клеток может варьироваться от 5000 до 300000 клеток на MEA. Рассчитайте разведение так, чтобы желаемое количество клеток для посева находилось в конечном объеме 15-20 мкл. Обычно мы используем конечную концентрацию от 1000 до 3000 клеток на мкл. Одна пара коры обычно дает от 10 до 15 миллионов клеток. Это число может быть немного ниже, если используется растирание.
15. К этому времени инкубация ламинина на MEA должна быть завершена.Тефлоновая крышка снимается с MEA, и большая часть капли ламинина аспирируется под вакуумом или с помощью пипетки. Затем 15-20 мкл желаемой клеточной суспензии немедленно вносят пипеткой на оставшуюся влажную область ламинина. Будьте осторожны, чтобы избежать попадания пузырьков воздуха в этот небольшой объем суспензии клеток, поскольку пузырьки воздуха могут помешать клеткам равномерно покрыть все электроды. Крышка аккуратно закрывается, и MEA осторожно помещается обратно в инкубатор на 30 минут. Затем чашку исследуют под световым микроскопом, чтобы убедиться, что клетки прилипли и покрывают все электроды.Если все электроды не закрыты, то можно добавить новые клетки, и МЭА снова помещают в инкубатор с закрытой крышкой, чтобы позволить этим новым клеткам прилипнуть. Если пробирка с клеточной суспензией используется более чем через несколько минут после того, как вы спокойно сидите, обязательно аккуратно покрутите ее, чтобы ресуспендировать осевшие клетки. После достижения достаточного покрытия электродов чашку медленно заливают 1 мл теплой (35–37 ° C) клеточной среды. Тефлоновая крышка заменяется, и блюдо помещается обратно в инкубатор. Вытяжной шкаф с ламинарным потоком может быстро высушить небольшие объемы ламинина и объемы клеточной суспензии один раз на MEA, поэтому позаботьтесь о том, чтобы они были закрыты тефлоновыми крышками.Идеальная среда инкубатора для герметичных МЭБ: 5% CO ₂ , 9% O ₂ и влажность 65% при температуре 35–37 ° C. Низкое давление кислорода важно для многолетних культур, поскольку снижает окислительное повреждение. ¹² Поддержание влажности 65% снижает испарение через тефлоновую мембрану (по сравнению с отсутствием контроля влажности) и позволяет использовать электронику MEA в инкубаторе без повреждений из-за конденсации воды (как в обычном инкубаторе, увлажненном до насыщения).

Д.Смена клеточной среды и уход за диссоциированными культурами на MEA

1. На следующий день после посева клеток осмотрите МЭА под световым микроскопом. Если цвет среды по-прежнему от персикового до красного, а количество клеточного мусора и гибели клеток ограничено, то первую смену среды можно отложить на другой день. Однако, если среда начинает приобретать более оранжевый или желтый цвет и / или наблюдается большое количество клеточного мусора и гибель клеток, то замените среду.Все изменения среды должны происходить в стандартном ламинарном шкафу для культивирования клеток.
2. Первая смена среды заключается в снятии крышки MEA, аспирации всей среды в чашке, замене удаленного количества свежей клеточной средой и затем замене крышки. Замените все количество клеточной среды при первой смене среды, чтобы удалить любые оставшиеся клеточные остатки из процесса посева. При последующих заменах среды следует аспирировать только примерно половину среды с последующей заменой удаленного количества свежей средой.Это позволяет некоторым факторам роста, которые были секретированы в клеточную среду, оставаться в клетках, поддерживая более оптимальную среду для выращивания. Если нижняя сторона крышки загрязнена во время процесса смены среды или если на крышке есть признаки повреждения или неплотного прилегания, используйте новую автоклавированную крышку. Клеточная среда может храниться в инкубаторе в стерильном контейнере с специальной модифицированной крышкой (которая имеет тефлоновую (фторированный этилен-пропилен) мембрану для обеспечения газообмена).Клеточная среда также может храниться при 4 ° C, но должна быть теплой и уравновешенной в инкубаторе перед сменой среды.
3. Удалите и замените примерно половину среды в посуде примерно два раза в неделю. Некоторые препараты клеток могут приводить к более быстрым изменениям цвета среды, вызывая необходимость более частой смены. Если вы заметили желтый цвет среды, замените все количество среды. Быстрый переход к желтому цвету также может быть признаком заражения, поэтому осмотрите чашу под световым микроскопом на предмет визуальных признаков инфекции.
4. В зависимости от условий экспериментов и стерильной техники культуры, за которыми тщательно ухаживали, могут выжить более года. ¹

E. Запись из MEA

1. Каждый MEA имеет 59 записывающих электродов и один внутренний заземляющий электрод. Доступно несколько коммерческих систем записи, а также версии, изготовленные на заказ. Поставщики включают Multi-Channel Systems, Tucker Davis Technologies, Axion Biosystems, Alpha Med Scientific MED64, Plexon, Ayanda Biosystems и BioLogic.В настоящее время наша лаборатория использует коммерческую установку от Multi-Channel Systems, специально разработанную систему на базе Windows под названием NeuroRighter ¹⁵ и специально разработанную систему на основе Linux под названием MeaBench ¹⁶ . Каждая из этих систем может выполнять запись с MEA (многоканальных систем) с использованием предусилителя многоканальных систем. Также используется коммерческая установка от Tucker Davis Technologies. Этот протокол продемонстрирует запись из MEA с помощью NeuroRighter. Программное обеспечение NeuroRighter имеет открытый исходный код и доступно для бесплатной загрузки вместе с проектами оборудования в группах NeuroRighter Google.(http://sites.google.com/site/neurorighter/)
2. Культурам на MEA требуется 2-3 недели для достижения устойчивого состояния активности. ^17,18 Эта деятельность включает в себя спонтанные потенциалы действия и взрыв в масштабах всей культуры (шквал потенциалов действия, который распространяется синаптически по культуре). Однако характер эксперимента определит идеальное количество дней in vitro перед записью.
3. Активность нейронов зависит от идеальных условий окружающей среды, включая температуру и pH. ¹ В результате наша запись происходит в инкубаторе, как описано выше. Если запланированы короткие эксперименты (<30 минут), имеется также коммерчески доступный модуль нагрева, который можно подключить к предусилителю MCS для поддержания идеальной температуры MEA.
4. Чтобы начать запись, MEA (все еще в чашке Петри) осторожно переносится из инкубатора для хранения в инкубатор для записи. Держите дно блюда параллельно земле. Избегайте быстрых движений MEA или встряхивания MEA, так как они могут отделить культуру от субстрата.Затем МЭБ извлекается из чашки Петри и помещается в записывающий предусилитель. Совместите внутренний электрод заземления в тарелках, которые мы сейчас демонстрируем, с электродом заземления на предусилителе (канал CR15 для предварительного усилителя MCS). Протрите контакты по периметру MEA тканью или ватным тампоном, смоченным 70% этанолом, чтобы удалить отпечатки пальцев или другой мусор, который может помешать хорошему соединению. Убедившись, что MEA правильно установлен, крышка предусилителя опускается и фиксируется на месте.Контакты на крышке предусилителя должны плотно прилегать к контактным площадкам электродов на МЭБ. Визуально проверьте выравнивание контактов и при необходимости отрегулируйте ватным тампоном. Поместите предусилитель на устройство Пельтье в инкубаторе. Он состоит из двух медных пластин, между которыми размещен термоэлектрический тепловой насос Пельтье. Мы запускаем его при напряжении около 5 В, чтобы удалить часть тепла, выделяемого схемой предусилителя. Это предотвращает образование конденсата на внутренней стороне крышки тефлоновой мембраны.Любая конденсация будет указывать на вред культуре из-за увеличения осмолярности среды, контактирующей с клетками, из-за испарения. Обеспечивая, чтобы предварительный усилитель и среда были на один или два градуса ниже температуры воздуха в инкубаторе, изменения осмолярности сведены к минимуму.
5. Включите питание NeuroRighter и откройте программное обеспечение на рабочей станции. Отрегулируйте настройки NeuroRighter на in vitro с соответствующими конфигурациями программного / аппаратного обеспечения. Выберите количество электродов в программе.Чтобы уменьшить количество фонового шума, можно включить цифровой полосовой фильтр. Выберите файл данных с включенной записью, если данные нужно сохранить для последующего анализа. После выбора всех подходящих настроек нажмите кнопку «Пуск».
6. На экране должны отображаться следы работы и фоновый шум. Должны быть видны случайные потенциалы действия и всплески активности по всей тарелке. В разделе ниже, посвященном устранению неисправностей, записываемых с помощью MEA, обсуждаются несколько общих проблем, если ожидаемая активность не отображается.
7. Вид экрана может быть изменен на режим обнаружения пиков (вкладка «Spk Wfms»), где потенциалы действия отображаются статически, как они появляются во временных окнах 3 мс. Для данного канала реальные потенциалы внеклеточного действия должны длиться приблизительно 1 мс и должны многократно срабатывать в одном и том же направлении (положительном или отрицательном). Иногда на одном электроде могут быть видны два или более нейрона с разной полярностью. Пики с коротким временным курсом и переменной полярностью, вероятно, являются артефактом.На рисунке 1 показан растровый график пиковых данных.
8. Вид экрана можно изменить на локальные потенциалы поля (LFP), чтобы посмотреть на локализацию источника пакетной активности. Этот тип настройки может быть более полезным при регистрации in vivo , так как однослойные культуры имеют слабые LFP. Следует отметить, что некоторые предусилители (в том числе тот, который мы используем от Multi-Channel Systems) имеют фильтры высоких частот с частотой 10 Гц, которые ослабляют низкочастотные ритмы LFP.

F. Стимуляция нейронных сетей на MEA

1. Те же 59 записывающих электродов на МЭА можно также использовать для стимуляции культуры.Характер эксперимента определит степень стимуляции. NeuroRighter обеспечивает гибкость при разработке экспериментов по стимуляции, поскольку это открытый исходный код. ¹⁵
2. Проблема стимулирования культуры заключается в том, что стимул создает артефакт, который может длиться несколько миллисекунд. Этот артефакт может быть достаточно большим, чтобы запускать обнаружение всплесков и скрывать ответы на стимулы. NeuroRighter использует алгоритм SALPA для минимизации, а в некоторых случаях по существу устранения артефакта стимула. ¹⁹
3. Чтобы стимулировать нейронную сеть на MEA, обучите алгоритм SALPA на вкладке «Настройки записи», чтобы ограничить артефакт стимуляции. Активируйте SALPA на вкладке «Онлайн-настройки». Выберите имя файла и нажмите кнопку «Пуск», как раньше, чтобы начать запись. Затем перейдите на вкладку «Стим». На этой странице есть много вариантов настройки стимуляции.
4. Простой эксперимент состоит в том, чтобы стимулировать один электрод и наблюдать за реакцией чашки с помощью раздела «Разомкнутый контур».Выберите скорость, напряжение, ширину фазы и номер канала. Нажмите кнопку пуска в секции разомкнутого контура. Ответы на эту стимуляцию можно визуализировать на главной вкладке «Спайки» и «Spk Wfms» и проанализировать в файлах данных.
5. В реальном времени могут быть визуализированы всплески с синхронизацией по времени для стимула в один герц с напряжением 0,5 В на нескольких электродах. На рисунке 2 показан растровый график постстимулирующего ответа. Предыдущие наблюдения показали, что существует два различных типа активности, вызванной стимулом: непосредственно вызванные потенциалы действия (dAP) и синаптически вызванные потенциалы действия (sAP). ²⁰
6. Нейроны в культуре имеют спонтанные всплески активности. Для некоторых экспериментов этот тип всплеска может помешать попыткам контролировать динамику сети. Интересно, что распределенная стимуляция с частотой 1-2 Гц на электрод может начать подавлять импульсную активность в нейронной сети на MEA. ²¹

G. Диагностическая запись с МПС

1. Нет потенциалов действия или разрывов в MEA, когда программное обеспечение включено:
   1. Достаточно ли стара культура? Потенциалы действия должны быть видны к концу первой недели in vitro .Взрыв происходит примерно через две-три недели in vitro .
   2. Получает ли оборудование питание? В системе NeuroRighter используются две свинцово-кислотные батареи на 6 В для питания оборудования. Выключатель питания должен быть включен, а батареи заряжены.
   3. Живая культура? Иногда это может быть сложно определить, особенно в плотной или более старой культуре из-за чрезмерного роста глиальных клеток. Однако можно искать здоровые нейроны (блестящие, эллиптические клеточные тела под фазово-контрастной микроскопией) и целые (не фрагментированные) клеточные отростки.Также может возникнуть проблема с культурой, если есть признаки видимого загрязнения или быстро разлагающейся среды (становится кислой только через 1-2 дня между сменами среды).
   4. Каков импеданс электрода? При многократном использовании микроэлектроды или изоляция МЭБ могут ухудшиться. NeuroRighter имеет возможность оценивать импеданс электрода. ¹⁵ Нормальные показания импеданса около 1 кГц должны находиться в диапазоне от 10 000 до 100 000 Ом. Более высокие импедансы указывают на сломанные провода или электроды, а показания менее 10 000 Ом указывают на негерметичную изоляцию.
   5. Подключен ли предусилитель к аппаратной плате? У предусилителя должен быть выходной кабель, который подключается к аппаратной плате. Предусилитель также имеет 4 небольшие платы стимулятора, которые также подключаются к основной плате оборудования и важны только для стимуляции.
   6. Изменились ли настройки программного обеспечения NeuroRighter? Для работы записи параметры конфигурации оборудования в программном обеспечении должны быть правильными. Это может быть вызвано установкой обновленных версий и изменением настроек несколькими пользователями.
   7. Температура MEA 35-37 ° C? Более низкие температуры могут привести к снижению спонтанной активности корковых сетей. Обычно это не проблема, поскольку запись происходит в инкубаторе с контролируемым климатом, однако необходимо уравновесить температуру, если MEA находился вне инкубатора более нескольких секунд.
   8. Среда менялась за последние несколько часов? Мы заметили, что культуры часто перестают гореть в течение нескольких часов после кормления.Поэтому эксперименты лучше всего проводить перед кормлением.
2. Электрод с чрезмерным фоновым шумом, насыщающим окно записи:
   1. Достаточен ли контакт контакта предусилителя с электродом на MEA? Эта проблема может быть вызвана смещением штифта на крышке предусилителя, небольшим мусором, каплей среды, поврежденной поверхностью электрода или перекрытием прозрачной мембраны крышки. Первым шагом является проверка контакта на наличие этих проблем.Регулировка стержня с помощью ватного тампона, смоченного в 70% этаноле, иногда может улучшить контакт, особенно если есть капля среды, которую необходимо удалить. Сигнал может быть хуже, пока этанол не испарится.
   2. Электрод поврежден? Визуализация под световым микроскопом иногда может выявить потрескавшуюся или изъеденную изоляцию электрода, ведущую к этому типу артефактов.
   3. Контактные площадки изношены или поцарапаны? Иногда на МЭБ может быть несколько электродных контактов, которые сложно оптимизировать.Это чаще встречается после многократного использования МЭБ и покрытий. Резиновая прокладка, пропитанная золотой проволокой, проводит ток только в направлении ее толщины 0,5 мм и может улучшить контакт контактов предусилителя с MEA. Этот материал можно приобрести в Fujipoly, и он может прекрасно подходить для MEA и крышки.
3. Весь MEA показывает чрезмерный фоновый шум:
   1. Правильно ли ориентирован MEA, чтобы заземляющий электрод на MEA касался контакта заземления на предусилителе? Если MEA находится в правильной ориентации, важно также убедиться в отсутствии проблем с контактом с землей (2a-c выше).Заземлен ли канал CR15 коротким проводом на шасси предусилителя? Использование перемычки для заземления через внутренние резисторы 30 кОм может привести к чрезмерному шуму.
   2. Есть ли помехи от окружающего освещения, источников питания или другого оборудования? Одна из наиболее распространенных форм помех — 60 Гц от света и оборудования.