Говоря техническим языком, сварочные инверторы – это те же самые сварочные аппараты, только более современные, работающие на полупроводниках. Здесь используются точно такие же технологии, что и в полуавтоматах, точно так же производится аргонно-дуговая и плазменная резка, а также .
Несомненные достоинства
Собственно, инвертор – это и есть преобразователь мощности. Соответственно, отличие сварочного инвертора от обычного трансформатора заключено в следующем:
- полезная эффективность его работы составляет от 80 до 90 процентов, поэтому при преобразовании постоянного тока в переменный, а затем переменного тока — снова в постоянный ток теряется не очень немного мощности;
- в целях управления преобразовательными процессами используется процессор, причем, в зависимости от силы напряжения, а иногда и провалов его, коэффициент преобразования изменяется, что позволяет сохранять выходное напряжение на неизменном уровне.
Теория сварки
Все, что требуется от сварщика – плавное перемещение электрода по линии предполагаемого шва, не касаясь металла, чтобы электрод находился в нескольких миллиметрах от него.На деле же простая теория превращается в муку, поскольку работа в маске, в которую летят искры, не дает легкости исполнения.
Использование обычного трансформатора при касании оборачивается коротким замыканием. Для того, чтобы оторвать его, требуются определенные усилия, иначе срабатывает теплозащита или загорается трансформаторная обмотка.
Если же используется инвертор, то касание практически незаметно: моментально среагировавший на падение напряжения процессор подплавляет электрод и отнять его от детали можно безо всяких усилий.
Из других случаев, когда наши неуклюжие действия маскируются «умным» инвертором, отметим практику, когда электрод намеренно держится в непосредственной близости от объекта сварки. В этом случае процессор прекращает поступление выходного напряжения, и перегрева удается избежать.
Несомненное достоинство инвертора – в его малом весе и размерах, сравнивать с прежним трансформатором даже не приходится. А все потому, что преобразование мощности здесь происходит при 50-60 кГц.
Сварочный инструмент нового тысячелетия производит впечатление доброго волшебника, с ним процесс сварки становится простым, быстрым и удобным. Причем не только для профессионала. Таким профессионалом, с инвертором в руках, может почувствовать себя даже новичок.
Подытоживая вышесказанное, можно отметить в числе плюсов достоинства инструмента в виде:
- весьма ощутимой удельной мощности;
- значительно уменьшившегося веса;
- широкого выбора и простоты имеющихся на корпусе регулировок;
- удобных размеров, в том числе и для мобильной транспортировки;
- минимального количества расходуемых электродов;
- высокой производительности;
- возможности сварки в горизонтальной плоскости, вертикально и под углом;
- преимущества сварки различных металлов, включая «нержавейку», чугун и цветные металлы;
- удобства совместимости с электродами широкого ассортимента;
- потенциал модульного перепрофилирования.
Очевидные недостатки
Почему же старые сварочные трансформаторы, при таком обилии плюсов инверторов, до сих пор не списали на пресловутую свалку истории? Главная причина, по которой часть потенциальных потребителей продолжает пользоваться старыми, более привычными трансформаторами – в цене. Пришедшие им на смену инверторы, как минимум, вдвое дороже.
Вторым из числа недостатков посетители всевозможных форумов в Интернете обязательно называют высокий процесс выхода инструмента из эксплуатации. Стоит только загрязниться электронной плате – и агрегат отказывается работать. Поэтому его постоянно требуется продувать с помощью сжатого воздуха.
Небольшие размеры нового сварочного агрегата также имеют свою обратную сторону. Ведь он предельно насыщен всевозможной электроникой, нормальную работу которой может легко прервать капризная погода. «Умная» начинка более чувствительна, как к сырости, так и к минусовым температурам. Как только температура становится ниже нулевой, ряд бюджетных моделей начинают давать сбои, и брендовая продукция – при температурах ниже – 15 градусов. Да и хранение такого оборудования в условиях сильных морозов (зимой, в обычном российском гараже) снижает надежность «нежного» инструмента.
Проблемы возникают также при работе в условиях повышенной запыленности. Если вовремя не продувать изделие, выход его из строя – всего лишь вопрос времени.
Не все так просто и с самой сваркой. Это касается резки толстого металла. Если напряжение в сети нестабильно, что довольно обычно в сельской местности, то может выйти из строя преобразующий модуль. Поэтому, характеризуя инвертор, как новое слово в сварном деле, вряд ли стоит излишне идеализировать его. Да, это лучшее из того, что есть. Но это далеко не панацея.
Следующим большим минусом изделия является очень дорогой ремонт . Ведь в основе работы инвертора заложен транзисторный IGBT блок, цена которого может составлять от четверти стоимости до половины номинала всего изделия. Поэтому, если гарантийный срок работы агрегата завершился, его «реанимация» потребует значительных финансовых вливаний. Часть модельного ряда отличается далеко не лучшей ремонтопригодностью. Свое отрицательное влияние, особенно в сельской местности, где инверторы востребованы на личных подворьях и, разумеется, в небольших фермерских хозяйствах, на процесс ремонта может оказывать отсутствие сервисных центров.
Ситуация сложна еще и тем, что собрать IGBT блок самому нереально, даже имея под рукой все необходимые микросхемы. Надо покупать фирменный блок. А ведь в продаже есть бюджетные модели, конструкция которых ограничивается наличием одной только электронной платы. В этом случае поломка обойдется даже не в 50, а в 60 процентов стоимости изделия.
Разумеется, все эти проблемные места с лихвой окупаются, стоит только вспомнить громоздкие трансформаторы, плюющиеся расплавом, неудобные. Рядом с ними — мобильный, комфортный, почти бесшумный, эффективно потребляющий электроэнергию инвертор предстает совсем в ином свете. Да и качество результата, даже если за дело берется новичок, оказывается вполне приемлемым.
Каждый из начинающих сварщиков, желающих приобрести для дома аналогичное оборудование, задумывался - в чем разница между сварочным аппаратом и инвертором.
Первый вариант предельно прост в эксплуатации, но громоздкий, тяжелый, да и функциональные возможности ограничены, плюс большой расход электрической энергии.
Второй вариант практичен: производит соединение металлов в любой плоскости с хорошими показателями, но боится низких температур, а его высокая стоимость отпугивает потенциальных покупателей.
Для решения вопроса: или трансформатор что лучше - надо подробно рассмотреть особенности работы каждого агрегата. Много лет именно трансформаторное оборудование считалось идеальным для прочного соединения металлических конструкций и деталей , оно использовалось для резки металла, если мощности газового резака было недостаточно.
Конструкция аналогичного оборудования не отличается сложностью: две обмотки, на одну из которых поступает переменный ток от сети. Агрегаты выпускались с подключением к трехфазной сети, их разделяют на большие и малые, но оба варианта отличаются большой массой. Для исполнителя такое оборудование безопасно, т. к. напряжение на холостом ходу не поднимается выше 48 В.
Трансформаторный аппарат применяется для сварки углеродистых сталей, изделий из чугуна и даже алюминия. Малые агрегаты используют ступенчатое переключение, а в крупных аппаратах регулирование происходит за счет сближения или разведения обмоток на определённое расстояние.
Инверторы - это аппараты с электронной начинкой , с помощью которой переменный ток преобразуется в постоянный и наоборот. Аналогичное
оборудование намного компактнее по габаритам и весу, поэтому использовать можно в любом месте, удобно устроив изящный корпус на плечевом ремне. Такие малые размеры достигнуты за счет применения нанотехнологий. Вот в принципе и всё, чем отличается трансформаторный сварочный аппарат от инвертора.
Важно! Не каждый домашний мастер сможет выделить средства из домашнего бюджета на приобретение инвертора, т. к. аналогичное оборудование окупается только при частом использовании.
Отличия между ними
Для наглядности и решения вопроса, чем инвертор отличается от трансформатора, приведём таблицу основных параметров этих агрегатов.
| Характеристика | Трансформаторный аппарат | Инвертор |
| Параметры напряжения | 220-380 В ±5-10% | 220-380V +15%, -30% |
| Защита | отключение при КРЗ | переход на холостой ход: при КРЗ, перегреве, залипании электрода |
| Параметры тока/регулировка | переменный/грубая | переменный и постоянный/плавная |
| Дополнительные функции | нет в наличии | · регулировка силы тока по параметрам сварки;
· легкая активация дуги; · Сила дуги; · отключение изделия при прилипании электрода. |
| Вес аппарата | внушительный | малый |
| Необходимая квалификация исполнителя | без опыта выполнения работ | высокая |
| Мобильность | низкая | высокая |
| КПД | не более 50% | высокий |
| Цена ремонта | низкая | очень высокая |
| КП (коэффициент прерывистости) | отсутствует | при максимальной силе тока |
| Величина силы тока | нет ограничений | ограничения по КП |
Вывод такой: трансформатором легче пользоваться начинающим сварщикам для приобретения опыта, а затем уже переходить на инвертор.
Ю. И. Алексеев, образование: ПТУ, специальность: сварщик 6 разряда, опыт работы: с 1998 года: « Выбор сварочного оборудования во многом зависит от бюджета организации, но рачительный хозяйственник всегда найдет средства для закупки высокопроизводительного аппарата, чтобы повысить качество работ».
Где применяется?
Для правильного решения, что лучше сварочный трансформатор или инвертор, нужно рассмотреть их преимущества и недостатки, а также выяснить, в каких случаях надо использовать тот или другой аппарат.
Трансформаторные агрегаты
- простая конструкция;
- надежная эксплуатация, недорогой ремонт;
- невысокая цена;
- не боится перегрева, а также минусовых температур при работе на открытых площадках;
- в конструкции отсутствуют детали, которые выйдут из строя при механическом повреждении.
- негативно относится к перепадам напряжения;
- грубая регулировка параметров;
- крупные размеры, тяжелый вес;
- требуется трехфазная линия;
- большое потребление электроэнергии.
Трансформаторы имеют одинаковое количество позитива и негатива.
Инверторные аппараты
Положительные качества инверторов:
- компактные размеры и легкий вес;
- много функций, которые улучшают качество сварки;
- точная шкала настроек;
- малое потребление электричества;
- стабильность дуги при перепадах напряжения;
- подключение к любой электрической сети.
Недостатки:
- боится перегрева;
- нужны перерывы в работе;
- высокая стоимость.
Инверторные аппараты имеют существенные плюсы и незначительные негативные свойства .
Дачные работы
Вдали от города, в окружении природы постоянно требуется выполнение таких работ:
- Установка каркасов для парников.
- Разветвление труб для организации качественного полива;
- Ремонт инвентаря, ворот и ограждения.
- Если имеется гараж, то и там требуются сварочные работы.
Раньше все работы выполнялись трансформаторами, но в частном владении они были не у каждого дачника. С появлением инверторов выполнять такие виды работ стало намного легче и проще - каждый желающий, даже не имея опыта, сможет отремонтировать старую или сварить новую конструкцию.
Домашнее использование
В своем доме, особенно когда он находится в пригороде, для сварщика всегда найдется работа, здесь лучше применить , так как внешний вид шовных соединений имеет приоритет.
Мужской клуб
Гаражные кооперативы часто называют клубом по интересам: стоит пойти туда на несколько минут, например, чтобы принести консервацию или картофель, а пропасть до вечера, потому что для мужчины всегда найдется срочная работа. Немаловажным фактором является наличие инвертора , так как товарищей в кооперативе много, а всем требуется срочный мелкий или крупный ремонт. Если мастер разбирается в автотехнике, то в очередь к нему записываются за несколько дней.
Кузнечных дел мастера
Продолжатели знаменитого Гефеста часто работают с крупными деталями, чтобы создать уникальную композицию, а кованые детали производятся из толстого, иногда витиевато закрученного металла, поэтому им больше подойдет мощный агрегат трансформаторного типа .
Монтаж кованых изделий
Когда мастер-кузнец выполняет работы с ажурными конструкциями, где использовался метод холодной ковки, то применяется только инвертор, чтобы не покоробить изделия при сборке их в единую композицию. Трансформатор в этом случае неуместен - нужно сохранить для зрителей художественную ценность, где шовные соединения будут едва заметны, да и только профессиональным знатокам.
Для автосервиса
На крупных СТО свободного пространства много, поэтому разные работы, например, по рихтовке или сварке полуавтоматом выполняются в разных цехах, а для частного предпринимателя идеалом будет многопрофильный инверторный аппарат , где на борту имеются такие режимы:
- сварка ручным методом с применением электродов (MMA);
- для кузовных работ подойдет полуавтомат MIG;
- мелкий ремонт выполнит функция ;
- контактные работы с одной стороны выполнит СПОТТЕР.
Такое изделие занимает мало место на полке для хранения, обладает высокой мобильностью и малым весом.
Производственные процессы
Все работы на производстве выполняются согласно технологическим требованиям, прописанным в ГОСТах, поэтому для тяжёлого машиностроения приемлемы трансформаторы , а для автомобилестроения и электроники нужны инверторные аппараты.
Стройка собственного дома
При обвязке фундамента для связки арматуры используют трансформатор, да и при прокладке подвода и отвода водоснабжения с трубами большого диаметра он справляется успешно и без проблем. Поэтому в таких случаях преимущество применения аналогичной техники очевидны .
Для профессиональных компаний и отдельных строителей
Инверторное оборудование обеспечивает, конечно же, отличное качество, так как компактно и мобильно, а подключение возможно на этаже, в квартире, а не на распределительном электрическом щитке, где присутствуют три фазы. Стоимость инвертора не будет резко выделяться по сравнению со сметой на строительство.
Выводы
Домашние мастера иногда стоят на распутье, не в состоянии решить, какое оборудование приобрести для нужд - громоздкий, но дешёвый трансформаторный агрегат или компактный, дорогой инвертор. Первый вариант среди современных моделей встречается редко, поэтому большим спросом среди российского потребителя пользуются инверторные аппараты, потому что мобильны, многофункциональны и легки в эксплуатации.
При постоянно использовании такая дорогая техника окупается уже в течение первого года эксплуатации, но выбор остается за пользователем.
Одной из главных особенностей инверторных сварочных аппаратов является принцип их работы, базирующийся на преобразовании постоянного тока в переменный. Существуют разнообразные виды таких автоматов для сварки. Существующие сварочные аппараты имеют различные характеристики и позволяют выполнять разнообразные работы. Чтобы выбрать наиболее подходящий агрегат, нужно сравнить основные характеристики и особенности существующих сварочных аппаратов.
Основные особенности сварочных аппаратов инверторного типа
Инверторы работают по следующему принципу. Сначала на сетевой выпрямитель подается переменный ток с частотой в 50 Гц. Ток сглаживается фильтром, после чего инвертируется, т.е. преобразуется при помощи модуля в переменный ток. Его частота составляет уже несколько десятков кГц. У современных инверторов эти частоты достигают 100 кГц. Данный этап – самый главный в работе инверторов любого типа.
После этого трансформатор снижает переменное напряжение до 50-60 В. Токи возрастают до 100-200 А. Благодаря высокочастотному выпрямителю переменный ток выпрямляется и выполняет свою непосредственную задачу в дуге. Преимуществом инверторов является возможность регулирования параметров частоты, что позволяет менять режимы и задавать требуемые характеристики источника.
Конструкция инверторов включает в себя блок управления, ответственный за изменение состояния тока. Современные сварочные аппараты комплектуются транзисторными модулями IGBT. Для сравнения данный элемент является наиболее дорогостоящим из всех прочих составных частей таких сварочных аппаратов.
Система управления создает необходимые выходные характеристики для выбранного метода сварки. Проводя сравнение инвертора с другими существующими видами сварочных аппаратов, нужно обязательно отметить их более компактный размер и меньший вес. Помимо этого, как показывает практика, новичку проще всего научиться варить именно с помощью инверторных сварочных аппаратов. Обязательно нужно выполнить сравнение качества шва, создаваемого инвертором и трансформатором. В среднем инверторы позволяют получать в 2 раза более качественные швы. Это если сравнивать результаты начинающего сварщика. Для опытных мастеров данное утверждение в большинстве случаев неактуально.
Сравнение таких агрегатов выполняется в соответствии с их функциональностью и основным предназначением. Так, чтобы сравнение было наиболее объективным, нужно изучить особенности аппаратов:
- Для выполнения ручной дуговой сварки (ММА).
- Для проведения аргонно-дуговой сварки (TIG).
- Для полуавтоматической сварки (MIG/MAG).
- Универсальных (MMA и TIG).
- Полуавтоматов, способных работать в режимах ММА и MIG/MAG.
- Для выполнения воздушно-плазменной резки.
Изучив характеристики каждой упомянутой разновидности инверторов, вы сможете выполнить их грамотное и наиболее объективное сравнение. После такого детального сравнения выбрать самый подходящий сварочный аппарат не составит никакого труда.
Особенности инверторов для ручной дуговой сварки
Проводя сравнение сварочных агрегатов инверторного типа, нужно учитывать особенности их работы и фронт задач, которые они позволяют выполнить. Так, инверторы для ручной дуговой сварки работают в комплекте с покрытыми электродами. Работа ведется на постоянном токе. Агрегаты можно условно разделить на бытовые и промышленные. Различаются они по способу подключения в сеть и мощности.
Промышленные модели характеризуются более высокой выходной мощностью. У отдельных экземпляров сварочный ток доходит до 590 А. Подключаются они в сеть на 380 В. Агрегаты, чей ток не превышает 200 А, подключаются в сеть на 220 В. Это позволяет использовать их в домашних условиях без всяких лишних усилий.
Переменный ток электросети преобразуется в постоянный по инверторной технологии. В ее основе лежит применение силовых транзисторов. Они пропускают ток в одном заданном направлении. Это позволяет снизить колебания сети до 15%, что никак не влияет на выходные свойства инвертора.
В продаже доступны модели, которые можно подключать к генератору переменного тока с напряжением от 90 В. Благодаря продуманной технологии выпрямления тока КПД инверторов для ручной дуговой сварки удалось повысить до 85-90%. Такие аппараты способны долго работать даже при очень интенсивных режимах. Все эти важные моменты обязательно уточняйте в инструкции конкретно к вашему агрегату.
В продаже доступны инверторы серии ARC. Особенностью таких агрегатов является наличие интуитивно понятных органов контроля и управления. Регулировка сварочного тока бесступенчатая. Отдельные модели оснащаются цифровыми индикаторами. Такие инверторы могут иметь разнообразные дополнительные функции, которые делают сварочный процесс более простым и качественным. Среди наиболее часто встречающихся функций можно выделить:
- Anti Stick. Благодаря этой опции исключается риск залипания электрода.
- Lift. Позволяет зажигать дугу всего одним касанием.
- Arc Force. Необходима для усиления сварочной дуги.
- Hot Start. Опция горячего запуска.
Инверторы имеют падающую вольт-амперную характеристику. Это позволяет получать сварные соединения максимально возможного качества. В зависимости от того, какую мощность имеет конкретный инвертор, он может работать с электродами разного диаметра, обычно до 6 мм.
Среди отличительных особенностей таких агрегатов нужно выделить:
- Небольшой вес.
- Компактные габариты.
- Прочный корпус.
- Превосходные сварочные характеристики.
- Дополнительные функции для облегчения сварочных работ.
Информация об инверторах для аргонодуговой сварки
Аргоновая сварка сочетает в себе свойства электрической и газовой сварки. От газовой данный вид работы унаследовал дугу, а от электрической – использование газа аргона. Главным элементом остается электрод, а вокруг него уже дует газ.
Свойства аргона позволяют получать соединения высочайшего качества, благодаря тому что при реакции его с воздухом последний вытесняется из зоны сварочной дуги.
Такие сварочные инверторы используются преимущественно для соединения изделий из следующих материалов:
- Алюминиево-магниевых сплавов.
- Легирующих сталей.
- Нержавеек.
Сварные соединения получаются долговечными и надежными. Без аргона качественно сварить алюминий и получить внешне привлекательную конструкцию не получится. Материал попросту будет гореть, и на его поверхности появится оксидная корка.
Для работы с таким аппаратом используются плавящиеся и неплавящиеся электроды. Плавящиеся позволяют получать менее «аккуратные» швы: металл разбрызгивается в процессе работы. Использование неплавящихся вольфрамовых изделий исключает разбрызгивание материала.
Дуга возникает и горит между изделием и концом электрода. Одновременно с этим в место сварки вручную или механически подается проволока. Материал затвердевает, и получается шов. В соответствии со способом подачи проволоки аргонодуговую сварку принято делить на автоматическую и ручную.
Такие инверторы делают сварочный процесс максимально эффективным и позволяют получать изделия наивысшего качества. В продаже доступен большой выбор универсальных и специализированных моделей, предназначенных для выполнения самых разнообразных работ.
Отличия инверторов для полуавтоматической сварки
Такие аппараты используются при необходимости сварить изделия из следующих материалов:
- Нержавейки.
- Углеродистых сталей.
- Стальных сплавов.
Используются плавящиеся электроды. Работа ведется в защитной среде аргона. Современные технологии позволяют оснащать такое оборудование высокочастотными преобразователями напряжения, что положительно отражается на весе и объеме главных составляющих агрегата.
Современные модели работают по технологии PWM, т.е. широтно-импульсной модуляции. Данная технология гарантирует стабильность выходных характеристик и позволяет более удобно и точно регулировать сварочный ток.
Такие инверторы имеют простую конструкцию. Работа и обслуживание не доставляют особых хлопот. Производительность сварочных работ существенно увеличивается. Для сравнения нужно привести преимущества рассматриваемых моделей с традиционным оборудованием для сварки. Так, инверторы для полуавтоматической сварки:
- Меньше весят.
- Имеют более компактный размер.
- Характеризуются более высоким коэффициентом полезного действия.
- Отличаются лучшей экономичностью.
Чаще всего их используют для ремонта и монтажа стальных конструкций. Такой агрегат предоставляет большие возможности для проведения сварочных работ. Можно использовать и на открытом воздухе, и в мастерской. Основная настройка аппарата сводится к установке толщины пластины. Дополнительная ручка позволяет контролировать тепловложение. Агрегаты могут оснащаться дополнительными функциями. Внимательно изучите характеристики аппарата перед покупкой и выберите то, что вам в действительности нужно.
Как работают универсальные инверторные аппараты?
Особенностью универсальных инверторов является то, что они позволяют выполнять плазменную резку, ручную сварку покрытыми электродами и аргонодуговую сварку. То есть, покупая такой инструмент, владелец существенно экономит средства. Универсальные модели сочетают в себе преимущества упомянутых моделей инверторов:
- Стабильная и мягкая дуга при работе с покрытыми электродами.
- Более простой поджог дуги в аргонодуговом режиме благодаря мощному осциллятору.
- Высокочастотный контроль при плазменной резке, позволяющий поджигать дугу практически без прикосновений к поверхности.
- Доступность работы при существенных просадках напряжения.
Такие универсальные аппараты преимущественно применяются на производстве, в строительстве, автосервисах и т.д.
Полуавтоматы для работы в режимах MMA и MIG/MAG
Такие инверторы позволяют работать с малоуглеродистыми и низколегированными сталями. Применяется электродная проволока. Сварка ведется при постоянном токе в активном либо инертном газе (при работе в режимах MIG/MAG) или же с применением самозащитной проволоки. Режим MMA-DC позволяет осуществлять ручную дуговую сварку с использованием штучных электродов. В данном случае тоже применяется постоянный ток. Пользователь может настраивать скорость подачи сварочной проволоки и менять напряжение.
Подобные полуавтоматы используются и в быту, и на производстве. Позволяют получать сварочные швы высочайшего качества, являются нетребовательными в эксплуатации и уходе. Среди основных отличий нужно выделить:
- Возможность полуавтоматической сварки MIG/MAG.
- Доступность режима дуговой сварки с применением покрытых электродов на постоянном токе (ММА).
- Функцию настройки тока от 40 до 250 А и возможность установки напряжения.
- Настройку скорости подачи проволоки.
- Наличие систем активного охлаждения и защиты от перегрузок.
- Экономичное энергопотребление.
- Устойчивость на слабых токах.
Такой аппарат следует покупать, если возникает необходимость работы в режимах ММА и полуавтоматической сварки проволокой.
Инверторы для воздушно-плазменной резки
Воздушно-плазменная резка – это одна из главных разновидностей работ с металлическими изделиями. Этот режим нашел широкое применение в конструировании, ремонте и разных сферах строительства. Аппараты для воздушно-плазменной резки универсальны и высокопроизводительны. Они довольно просты в использовании и очень востребованы на объектах с большими объемами резательных работ.
Работают такие аппараты по следующему принципу. Под воздействием тепла сжатой электродуги происходит локальное расплавление обрабатываемого материала, в результате чего появляется разрез. Все, что необходимо для резки в такой ситуации, это электричество и воздух. Энергия имеет высокую концентрацию, а рез – небольшую ширину. Агрегаты этого типа позволяют выполнять работу с максимальной точностью и качеством, предотвращая появление наплавов и короблений. Применяются преимущественно для выполнения очень ответственных работ.
Инверторы для плазменной резки удобны и мобильны. Покупка такого агрегата избавляет от необходимости регулярной заправки и транспортировки баллонов с газом, что существенно упрощает рабочий процесс.
Помимо этого, появляется возможность экономить на расходах на газ. В данном случае в качестве рабочего газа применяется сжатый атмосферный воздух. С помощью таких инверторов можно резать черные и цветные металлы, в том числе и тугоплавкие. Необходимость в переналадке оборудования при этом отсутствует. Все это позволяет отнести подобные инверторные аппараты к категории самого экономически оправданного оборудования.
Современные аппараты для воздушно-плазменной резки значительно сокращают себестоимость работ и трудозатраты на их выполнение. Ассортимент моделей позволяет подобрать подходящий агрегат для обработки металла разной толщины и состава. Аппараты имеют разные технические характеристики и дополнительные функции, так что вы без проблем подберете подходящий вариант.
Таким образом, ассортимент инверторов, представленный на современном рынке, очень большой. Подойдите к процессу выбора оборудования с максимальным вниманием и ответственностью, чтобы приобрести именно такой агрегат, который позволит вам успешно выполнять поставленные задачи. Удачного вам выбора и дальнейшей работы!
Сварочные аппараты бывают двух популярных разновидностей - трансформаторные и инверторные. В чем заключаются особенности тех и других? Чем отличается «инвертор» от «трансформатора» в контексте обозначения тех или иных разновидностей сварочной техники?
Что представляет собой «инвертор»?
«Инвертор » относится к инновационным устройствам для сварки. Принцип его работы заключается в способности преобразовывать электрический ток, поставляемый по переменным сетям (самым распространенным), в выпрямленный постоянный, а после - и переменный с нужной частотой, а также силой, достаточной для осуществления качественной сварки. Для этого используется встроенный выпрямитель «инвертора».
Исследуем более подробно принципы работы инверторного агрегата.
После выпрямления ток сглаживается специальным фильтром, который присутствует в конструкции рассматриваемого аппарата. После - посредством особых транзисторов вновь преобразуется в переменный, но с очень высокой частотой - в несколько десятков кГц. Для сравнения: по сетям электрический ток распространяется с частотой в 50 Гц. Напряжение высокочастотного тока в «инверторе» снижается примерно до 70-90 В, в то время как сила тока увеличивается - примерно до 100-200 А.
Подобная технология позволяет формировать ток для сварки посредством аппаратов с небольшими габаритами, и притом потребляющих относительно немного электроэнергии.
Современные инверторные аппараты, как правило, обеспечивают существенно более высококачественную сварку, чем агрегаты многих других типов. Более того, как считают некоторые эксперты, «инверторы» более удобны в пользовании, чем аналоги. Данные агрегаты хорошо подходят начинающим, имеющим небольшой опыт, сварщикам. Хотя, конечно, применение соответствующих аппаратов требует достаточно высокого уровня профессиональной подготовки работника.
В руки сварщика попадает агрегат с относительно небольшими габаритами и весом - порядка 4 кг. Его удобно переносить с одного места на другое, осуществлять сварку в труднодоступных участках зданий.
В числе наиболее примечательных свойств сварочных аппаратов, о которых идет речь, - способность функционировать даже при не самой стабильной сети, а при необходимости - питаться от автономных домашних электростанций.
«Инверторы» обеспечивают наиболее стабильную подачу сварочного тока. Тот факт, что на входе могут быть колебания напряжения, не играет роли. В результате формируется в достаточной мере устойчивая сварочная дуга. Кроме того, подобная технология сварки значительно уменьшает разбрасывание капель расплавленного металла.
В числе недостатков «инверторов»:
- высокая цена;
- возможность отказов в работе при температуре ниже минус 15 градусов.
Кроме того, особенностью многих инверторных сварочных агрегатов является необходимость задействовать кабель питания, длина которого не превышает 2,5 метров.
Что представляет собой «трансформатор»?
Трансформаторные агрегаты для сварки функционируют на переменном токе и в общем случае не выпрямляют его перед подачей на электрод. Данная особенность предопределяет часто не самое высокое качество формирования швов во время сварки.
Для того чтобы оптимизировать результат работы, сварщик может задействовать внешний выпрямитель. Но нужно иметь в виду, что подобный агрегат стоит недешево: его цена может быть сопоставима со стоимостью «трансформатора». К тому же инсталляция выпрямителя заметно утяжеляет сварочную систему, и потому перенести ее с одного места на другое столь же легко и оперативно, как в случае с «инвертором», непросто.
«Трансформаторы» работают без сбоев и обеспечивают хорошее качество сварки при условии стабильной подачи электричества. Не все типы агрегатов, относящихся к трансформаторным, корректно функционируют при подключении к тем же автономным электростанциям. Пользование «трансформатором» требует особенно высокой квалификации сварщика, наличия у него значительного опыта работы с данным оборудованием.
Рассматриваемые агрегаты не всегда позволяют обеспечивать плавную регулировку подачи сварочного тока. Они менее экономичны, чем «инверторы». Их вес значительно больше, чем у сварочных аппаратов первого типа: он может составлять порядка 40 кг.
В числе неоспоримых достоинств «трансформатора» - простота. Данный аппарат функционирует за счет преобразования тока, подаваемого на трансформатор, - первичного - во вторичный, характеризующийся относительно невысоким напряжением и большой силой тока. В данном случае задействуется принцип электромагнитной индукции. Он предполагает формирование коэффициента преобразования за счет разницы между показателями количества витков на разных участках обмотки - первичном и вторичном.
Таким образом, рассматриваемый агрегат - очень надежный, простой в инсталляции.
«Трансформаторы» стоят относительно недорого. Для них не свойственна сильная чувствительность к морозам - как в случае с «инверторами». Поэтому во многих сферах применения сварочных аппаратов «трансформаторы» незаменимы.
Сравнение
Есть, безусловно, не одно отличие «инвертора» от «трансформатора» в контексте сварочной техники. Разница между рассматриваемыми типами агрегата особенно очевидна при их сравнении в аспекте:
- подаваемого на электрод тока;
- используемых источников электроэнергии;
- размеров;
- веса;
- качества сварки;
- цены;
- морозоустойчивости.
Более наглядно отразить то, в чем разница между «инвертором» и «трансформатором», нам поможет небольшая таблица.
Таблица
| Инверторные сварочные аппараты | Трансформаторные сварочные аппараты |
| Функционируют за счет преобразования переменного тока в постоянный и далее - обратно в переменный с высокой частотой и силой тока | Функционируют за счет усиления тока при использовании принципа электромагнитной индукции |
| Предполагают выпрямление тока перед подачей на сварочный электрод | Требуют в этих целях задействования выпрямителя - довольно дорогого агрегата, и к тому же заметно утяжеляющего сварочный аппарат |
| Имеют небольшой размер и вес | Имеют, как правило, существенно больший размер и вес |
| Во многих случаях позволяют обеспечить более высокое качество сварки | Не всегда обеспечивают качество сварки, сопоставимое с тем, что достигается на «инверторах» |
| Стоят дороже | Стоят дешевле |
| Менее морозоустойчивы | Более морозоустойчивы |
AC
(англ. alternating current) - переменный ток.
DC
(англ. direct current) - постоянный ток.
MMA
(англ. Manual Metal Arc) - ручная дуговая сварка штучными электродами. Известна у нас под названием РДС.
TIG
(англ. Tungsten Inert Gas) - ручная сварка вольфрамовыми неплавящимися электродами в среде защитного газа (аргона).
MIG/MAG
(англ. Metal Inert/Active Gas) - полуавтоматическая дуговая сварка плавящейся электродной проволокой в среде инертного (MIG) или активного (MAG) газа с автоматической подачей проволоки.
ПВ
(ПР, ПН, ПВР) - продолжительность включения - время, которое аппарат способен работать при определенном токе (ток указывается вместе с ПВ) до автоматического отключения из-за перегрева. Значение ПВ указывается в процентах по отношению к стандартному циклу, принимаемому равным 10 или 5 минутам. Если ПВ равно 50%, это означает, что при цикле 10 минут, после 5 минут непрерывной работы требуется 5 минут простоя для охлаждения аппарата. Этот параметр может быть равен и 10%, поэтому на него нужно обязательно обращать внимание. В понятия: продолжительность включения (ПВ), продолжительность работы (ПР), продолжительность нагрузки (ПН) вкладывают разный смысл, но суть одна - непрерывность сварки.
Простая для понимания схема сварочного трансформатора имеет следующий вид:
Простая схема сварочного трансформатора: 1 - трансформатор; 2 - реактор с переменной индуктивностью; 3 - электрод; 4 - свариваемая деталь.
Для ограничения тока короткого замыкания и устойчивого горения дуги трансформатор должен иметь круто падающую внешнюю вольт-амперную характеристику (. Для этого либо используют трансформаторы с увеличенным рассеянием, вследствие чего сопротивление при коротком замыкании оказывается у них в несколько раз больше, чем у обычных силовых трансформаторов. Либо в цепь с трансформатором с нормальным рассеянием включают реактивную катушку с большим индуктивным сопротивлением - дроссель (дроссель может быть включен не в цепь вторичной обмотки, а в цепь первичной, где меньше ток). Если у дросселя можно изменять индуктивность, регулируя её, изменяют форму внешней вольт-амперной характеристики трансформатора и ток дуги I 21 или I 22 , соответствующий напряжению дуги Uд.
Регулирование сварочного тока . Сила тока в сварочных трансформаторах может регулироваться изменением индуктивного сопротивления цепи (амплитудное регулирование с нормальным или увеличенным магнитным рассеянием) или с помощью тиристоров (фазное регулирование).
В трансформаторах амплитудного регулирования, необходимые параметры сварочного тока обеспечиваются перемещением подвижных катушек, магнитных шунтов или с помощью отдельной реактивной катушки как на рисунке выше. При этом синусоидальная форма переменного тока не изменяется.
Схема сварочного трансформатора с подвижными обмотками: 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная, 3 - стержневой магнитопровод, 4 - винтовой привод.
Схема сварочного трансформатора с подвижным магнитным шунтом: 1 - первичная обмотка, 2 - вторичная, 3 - стержневой магнитопровод, 4 - подвижный магнитный шунт, 5 - винтовой привод.
Может быть простое переключение количества используемых витков обмотки трансформатора, для уменьшения напряжения холостого хода и следовательно тока сварки.
Трансформаторы с тиристорным (фазовым) регулированием состоят из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора с двумя встречно-параллельными тиристорами и системой управления. Принцип фазового регулирования состоит в преобразовании синусоидальной формы тока в знакопеременные импульсы, амплитуда и длительность которых определяются углом (фазой) включения тиристоров.
Схема сварочного трансформатора с тиристорным управлением. БЗ - блок задания, БФУ - блок фазового управления.
Применение тиристорного фазорегулятора позволяет получить сварочный аппарат, характеристики которого выгодно отличаются от характеристик трансформатора с амплитудным регулированием. В более сложных схемах управления, чем на рисунке выше, формируется переменный ток прямоугольной формы. А при этом, например, достигается повышенная скорость перехода импульса через нулевое значение, вследствие чего уменьшается время безтоковых пауз и повышается устойчивость горения дуги и качество сварного шва. Что нельзя сказать про осциллограмму изображенную выше, на ней безтоквые промежутки больше чем у трансформаторов с амплитудным регулированием и качество сварки хуже.
Другое достоинство тиристорных аппаратов заключается в простоте и надежности силового трансформатора. Отсутствие стальных шунтов, подвижных частей и связанных с ними повышенных вибраций делает трансформатор простым в изготовлении и долговечным в работе.
По типу питающей сети сварочные трансформаторы бывают однофазными и трехфазными. Последние, как правило, могут подключаться и к однофазной сети. На рисунке ниже представлены однофазный и трехфазный трансформаторы с регулированием тока магнитным шунтом.
Достоинства и недостатки сварочных трансформаторов . К достоинствам сварочных трансформаторов относятся сравнительно высокий КПД (70-90%), простота эксплуатации и ремонта, надежность и дешевизна.
Список недостатков более обширен. Прежде всего, это низкая стабильность горения дуги, обусловленная свойствами самого переменного тока (наличие безтоковых пауз при переходе электрического сигнала через ноль). Для качественной сварки необходимо использовать специальные электроды, предназначенные для работы при переменном токе. Отрицательно сказываются на стабильности горения дуги и колебания входного напряжения.
Сварочным трансформатором нельзя варить нержавеющую сталь, которая требует постоянного тока, и цветные металлы.
Если мощность сварочного аппарата переменного тока достаточно велика, его вес может доставлять определенные трудности при переносе трансформатора с места на место.
И, тем не менее, недорогой, надежный и неприхотливый сварочный трансформатор - не такой уж плохой выбор для дома. Особенно в том случае, если варить приходится редко, а средств на покупку более функциональной модели не хватает.
Сварочные выпрямители
Сварочные выпрямители - это аппараты, преобразующие переменное напряжение сети в постоянное напряжение электросварки. Существует множество схем построения сварочных выпрямителей с различными механизмами формирования выходных параметров тока и напряжения. Используются различные способы регулирования тока и формирования внешней вольт-амперной характеристики выпрямителей (про вольт-амперную характеристику читайте в конце статьи) : изменение параметров самого трансформатора (подвижные катушки и секционированные обмотки, магнитные шунты), использование дросселя, фазное регулирование с помощью тиристоров и транзисторов. В наиболее простых аппаратах регулирование тока осуществляется трансформатором, а для его выпрямления используются диоды. Силовая часть таких аппаратов состоит из трансформатора, выпрямительного блока на неуправляемых вентилях и сглаживающего дросселя.Блок-схема сварочного выпрямителя: T - трансформатор, VD - выпрямительный блок на неуправляемых вентилях, L - сглаживающий дроссель.
Трансформатор в такой схеме используется для понижения напряжения, формирования необходимой внешней характеристики и регулирования режима. К более современным и совершенным устройствам относятся тиристорные выпрямители, в которых регулирование режима обеспечивается тиристорным выпрямительным блоком, осуществляющим фазовое управление моментом включения тиристоров. Формирование необходимых внешних характеристик производится введением обратных связей по сварочному току и выходному напряжению.
Блок-схема сварочного выпрямителя: T - трансформатор, VS - тиристорный выпрямительный блок, L - сглаживающий дроссель.
Иногда тиристорный регулятор устанавливают в цепи первичной обмотки трансформатора, тогда выпрямительный блок может быть собран из неуправляемых вентилей - диодов.
Блок-схема сварочного выпрямителя: VS - тиристорный выпрямительный блок, T - трансформатор, VD - выпрямительный блок на неуправляемых вентилях, L - сглаживающий дроссель.
Полупроводниковые элементы выпрямителей нуждаются в принудительном охлаждении. Для этого на них помещают радиаторы, обдуваемые вентилятором.
На рисунке ниже приведена схема сварочного выпрямителя, в котором изменение сопротивления трансформатора и регулирование тока обеспечивается с помощью магнитного шунта - его смыканием или размыканием с помощью ручки на передней панели аппарата.
Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя с магнитным шунтом: А - автоматический выключатель, Т - трансформатор, Др - магнитный шунт, Л - светосигнальная арматура, М - электровентилятор, VD - диодный выпрямительный блок, RS - шунт, PA - амперметр.
Однофазные схемы выпрямления переменного напряжения используются в цепях с небольшой потребляемой мощностью. По сравнению с однофазными, трехфазные схемы обеспечивают существенно меньшую пульсацию выпрямленного напряжения. Работа трехфазной мостовой схемы выпрямления Ларионова с использованием диодов, применяемая во многих сварочных выпрямителях, показана на рисунке ниже.
Достоинства и недостатки сварочных выпрямителей . Основное преимущество выпрямителей, по сравнению с трансформаторами, заключается в использовании в них для сварки постоянного тока, обеспечивающего надежность зажигания и устойчивость горения сварочной дуги и, как следствие, более качественный шов. Имеется возможность варить не только углеродистую и низколегированную, но и нержавеющую сталь, и цветные металлы. Немаловажно и то, что сварка выпрямителем дает меньшее количество брызг. В сущности, этих преимуществ вполне достаточно для однозначного ответа на вопрос, какой сварочный аппарат выбрать - трансформатор или выпрямитель. Если, разумеется, не принимать во внимание цен.
К недостаткам следует отнести относительно большой вес аппаратов, потерю части мощности, сильную "просадку" напряжения в сети при сварке. Последнее относится и к сварочным трансформаторам.
Сварочные инверторы
Слово "инвертор" в своем исходном значении означает устройство для преобразования постоянного тока в переменный. На рисунке ниже приведена упрощенная схема сварочного аппарата инверторного типа.
Блок-схема сварочного инвертора: 1 - сетевой выпрямитель, 2 - сетевой фильтр, 3 - преобразователь частоты (инвертор), 4 - трансформатор, 5 - высокочастотный выпрямитель, 6 - блок управления.
Работа сварочного инвертора происходит следующим образом. Переменный ток частотой 50 Гц поступает на сетевой выпрямитель 1. Выпрямленный ток сглаживается фильтром 2 и преобразуется (инвертируется) модулем 3 в переменный ток с частотой в несколько десятков кГц. В настоящее время достигаются частоты в 100 кГц. Именно этот этап является самым важным в работе сварочного инвертора, позволяющим добиться огромных преимуществ по сравнению с другими типами сварочных аппаратов. Далее с помощью трансформатора 4 высокочастотное переменное напряжение понижается до значений холостого хода (50-60В), а токи повышаются до величин, необходимых для осуществления сварки (100-200А). Высокочастотный выпрямитель 5 выпрямляет переменный ток, который совершает свою полезную работу в сварочной дуге. Воздействуя на параметры преобразователя частоты, регулируют режим и формируют внешние характеристики источника.
Процессы перехода тока из одного состояния в другое контролируются блоком управления 6. В современных аппаратах эта работа выполняется транзисторными модулями IGBT, являющимися самыми дорогими элементами сварочного инвертора.
Система управления с помощью обратных связей формирует идеальные выходные характеристики для любого способа электросварки (про вольт-амперную характеристику читайте в конце статьи) . Благодаря высокой частоте, вес и размеры трансформатора снижаются в разы.
По своей функциональности выпускаются инверторы следующих типов:
- для ручной дуговой сварки (ММА);
- для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом (TIG);
- для полуавтоматической сварки в среде защитных газов (MIG/MAG);
- универсальные аппараты для работы в режимах ММА и TIG;
- полуавтоматы для работы в режимах ММА и MIG/MAG;
- аппараты для воздушно-плазменной резки.
Как видно, значительную часть объема занимают радиаторы системы охлаждения.
Достоинства инверторов . Достоинства сварочных инверторов велики и многочисленны. Прежде всего, впечатляет их малый вес (4-10 кг) и небольшие размеры, позволяющие легко перемещать аппарат от одного места сварки к другому. Это достоинство обусловлено меньшим размером трансформатора благодаря большой частоте преобразуемого им напряжения.
Исключение из схемы силового трансформатора позволило также избавиться от потерь на нагрев обмоток и перемагничивание железа сердечника и добиться высокого КПД (85-95%) и идеального коэффициента мощности (0,99). При сварке электродом диаметром 3 мм потребляемая из сети мощность для сварочного аппарата инверторного типа не превышает 4 кВт, а для сварочного трансформатора или выпрямителя эта цифра равна 6-7 кВт.
Инвертор способен воспроизводить практически все виды внешних вольт-амперных характеристик. Это означает, что с его помощью можно выполнять все основные виды сварок - MMA, TIG, MIG/MAG. Аппарат обеспечивает сварку легированных и нержавеющих сталей и цветных металлов (в режиме MIG/MAG).
Аппарат не требует частых и длительных охлаждений при интенсивной работе, как этого требуют другие бытовые типы сварочных аппаратов. Его ПВ достигает 80%.
Инвертор обладает плавной регулировкой сварочных режимов в широком диапазоне токов и напряжений. Он имеет значительно более широкий, чем у обычных аппаратов, интервал регулировки сварочного тока - от нескольких ампер до сотен и даже тысяч. Для бытового пользования особенно важны малые токи, позволяющие производить сварку тонкими (1,6-2 мм) электродами. Инверторы обеспечивают качественное формирование шва в любых пространственных положениях и минимальное разбрызгивание при сварке.
Микропроцессорное управление устройством обеспечивает устойчивую обратную связь по току и напряжению. Это позволяет обеспечить полезнейшие и удобнейшие функции Arc Force, Anti Stick и Hot Start. Суть всех их состоит в качественно новом управлении сварочным током, позволяющим сделать сварку максимально комфортной для сварщика.
- Функция Hot Start (горячий старт) обеспечивает автоматическое увеличение тока в начале сварки, облегчающее поджог дуги.
- Функция Anti Stick (анти-залипание) является своего рода антиподом функции Hot Start. При соприкосновении электрода с металлом и возникновении угрозы его прилипания, сварочный ток автоматически снижается до тех значений, которые не вызывают расплавления электрода и его приваривания к металлу.
- Функция Arc Force (форсирование дуги) реализуется тогда, когда происходит отделение большой капли металла от электрода, сокращающей длину дуги и грозящей залипанием. Автоматическое увеличение сварочного тока на очень короткое время препятствует этому.
Эти удобные функции позволяют сварщикам невысокой квалификации успешно справляться со сваркой самых сложных металлоконструкций. Для тех, кто хоть раз поработал со сварочным инвертором, вопроса - какой сварочный аппарат лучше - не существует. После трансформатора или выпрямителя работа с инвертором превращается в удовольствие. Больше не нужно "долбить" электродом, чтобы зажечь не желающую зажигаться дугу, или судорожно отрывать его, если он намертво приварился. Можно просто поставить электрод на металл и, отрывая его, спокойно зажечь дугу - не беспокоясь о том, что электрод может привариться.
Инверторные сварочные аппараты можно применять при больших падениях напряжения сети. Большинство из них обеспечивают сварку в диапазоне сетевого напряжения 160-250В.
Недостатки сварочных инверторов . Трудно говорить о недостатках такого совершенного устройства, каким является сварочный инвертор и, тем не менее, они есть. Прежде всего, это относительно высокая цена аппарата и дороговизна его ремонта. При выходе из строя модуля IGBT придется заплатить сумму, равную 1/3 - 1/2 стоимости нового аппарата.
Инвертор предъявляет повышенные требования, по сравнению с другими сварочными аппаратами, к условиям хранения и эксплуатации, обусловленные его электронной начинкой. Аппарат плохо реагирует на пыль, поскольку она ухудшает условия охлаждения транзисторов, которые сильно греются в процессе работы. Их охлаждают с помощью алюминиевых радиаторов, осаждение пыли на которые ухудшает отдачу тепла.
Не любит электроника и низких температур. Любая минусовая температура нежелательна из-за появления конденсата на платах, а минус 15°С могут стать критическими. Хранение и работа инвертора в неотапливаемых гаражах и мастерских в зимнее время нежелательны.
Сварочные полуавтоматы
Говоря о сварочном оборудовании, нельзя обойти вниманием полуавтоматы - аппараты для сварки в среде защитных газов с механизированной подачей сварочной проволоки.
Сварочный полуавтомат состоит из:
- источника тока;
- блока управления;
- механизма подачи сварочной проволоки;
- пистолета (горелки) с рукавом-электропроводом, по которому осуществляется подача защитного газа, проволоки и электрического сигнала;
- системы подачи газа, состоящей из баллона с газом, электромагнитного газового клапана, газового редуктора и шланга.
В качестве источника тока используются сварочные выпрямители или инверторы. Использование последних повышает качество сварки и увеличивает количество свариваемых материалов.
По конструктивному исполнению сварочные полуавтоматы бывают двухкорпусными и однокорпусными. У последних источник питания, блок управления и механизм подачи проволоки размещены в одном корпусе. У двухкорпусных моделей механизм подачи проволоки вынесен в отдельный блок. Обычно это профессиональные модели, поддерживающие длительную эксплуатацию на повышенном токе. Иногда они оснащаются системой водяного охлаждения пистолета.
Сварка полуавтоматом в режиме ММА ничем не отличается от работы с обычным сварочным аппаратом. При использовании режима MIG/MAG электрическая дуга горит между непрерывно подаваемой плавящейся сварочной проволокой и материалом. Углекислый газ (или его смесь с аргоном), подаваемый через пистолет, защищает зону сварки от вредного воздействия кислорода и азота, содержащихся в воздухе. С использованием сварочных полуавтоматов варят высоколегированные и нержавеющие стали, алюминий, медь, латунь, титан.
Полуавтоматическая сварка являются одной из самых современных технологий дуговой сварки, идеально подходящей не только для производства, но и для дома. Полуавтоматы получили широкое распространение в промышленности и быту. Есть информация, что в настоящее время в России до 70% всех сварочных работ производятся именно сварочными полуавтоматами. Этому способствует широкая функциональность оборудования, высокое качество сварки и простота эксплуатации. Сварочный полуавтомат очень удобен для сварки тонкого металла, в частности, автомобильных кузовов. Ни одно предприятие автосервиса не обходится без этого удобнейшего оборудования.
Выбор сварочного аппарата
Выбор сварочного аппарата должен производиться под определенные потребности. Прежде чем отправляться в магазин, необходимо знать ответы на следующие вопросы.- Какой металл - по марке и толщине - предстоит варить?
- В каких условиях будет производиться работа?
- В каком объеме?
- Каковы требования к качеству работ и квалификации сварщика?
- И, наконец, какая сумма может быть потрачена на приобретение сварочного аппарата?
В зависимости от ответов на эти вопросы и должны быть сформированы требования к приобретаемому оборудованию.
Если варить придется не только углеродистую и низколегированную сталь, но и высоколегированную и нержавеющую, то выбор нужно делать между сварочным выпрямителем и инвертором. Если предстоит сваривать металлы требующие защиты от кислорода или азота воздуха, например алюминий, то потребуется сварка в среде защитных газов, которую может обеспечить полуавтомат с режимом MIG/MAG.
Вообще, если говорить об универсальности оборудования, то лучшим выбором, пожалуй, будет полуавтомат с режимами MMA и MIG/MAG. Его наличие позволит выполнять практически любую работу по сварке металлов, с которой только приходится сталкиваться в обыденной жизни.
Если приходится иметь дело с тонким (тоньше 1,5 мм) металлом, предпочтение следует отдать опять же полуавтомату.
Работа при минусовой температуре, особенно при значениях ниже 10-15 °C, нежелательна для инверторов. Плохо сказывается на них также сильная запыленность. Вывод таков. Если работать предстоит при очень низких температурах в условиях большой запыленности, возможно, не останется иного варианта, как выбрать сварочный аппарат без суперсовременной электроники - сварочный трансформатор, выпрямитель на диодах или полуавтомат на базе последнего.
Высокие требования к качеству сварки и низкая квалификация сварщика однозначно склоняют к выбору сварочного инвертора с его удобством в работе и функциями Arc Force, Anti Stick, Hot Start.
Большой объем работ требует от сварочного аппарата высокой ПВ (продолжительности включения), иначе слишком много времени уйдет на простои во время его охлаждений. ПВ - одна из характеристик, которые отличают бытовые сварочные аппараты от профессиональных. У последних она достаточно велика или достигает даже 100%, что означает, что аппарат может работать без перерыва как угодно долго. Если говорить о бытовых моделях, то ПВ инверторов значительно превосходит ПВ сварочных трансформаторов и выпрямителей. В качестве минимального значения ПВ лучше принять 30%.
Выбирая сварочный аппарат, нужно подумать и о соседях. Если варить придется много, а напряжение в сети низкое и неустойчивое, для дома следует выбрать сварочный аппарат с учетом потребляемой им мощности. Постоянное мигание лампочек, происходящее при работе мощных сварочных трансформаторов и выпрямителей, возбуждает всеобщую ненависть к соседям-сварщикам. Инвертор с его экономным потреблением энергии и функцией противозалипания электрода не повредит добрососедским отношениям. При контакте электрода со свариваемым металлом сварочный трансформатор просаживает питающую сеть, инвертор же просто уменьшает сварочный ток (напряжение на клеммах), плюс инвертор более работоспособен при низком напряжении сети.
Основные требования к источникам тока для сварки
Чтобы отвечать своему предназначению, источники тока должны удовлетворять определенным требованиям, к основным из которых относятся следующие:- напряжение холостого хода должно обеспечивать зажигание дуги, но не быть выше значений, которые являются безопасными для сварщика;
- источники питания должны иметь устройства, регулирующие сварочный ток в необходимых пределах;
- сварочные аппараты должны иметь заданную внешнюю вольт-амперную характеристику, согласующуюся со статической вольт-амперной характеристикой сварочной дуги.
Дуга может возникать либо в случае пробоя газа (воздуха), либо в результате соприкосновения электродов с последующим их отведением на расстояние нескольких миллиметров. Первый способ (пробой воздуха) возможен только при больших напряжениях, например, при напряжении 1000В и зазоре между электродами в 1 мм. Такой способ возбуждения дуги обычно не применяется из-за опасности высокого напряжения. При питании дуги током высокого напряжения (более 3000В) и высокой частоты (150-250 кГц) можно получить пробой воздуха при зазоре между электродом и деталью до 10 мм. Такой способ зажигания дуги менее опасен для сварщика и его нередко используют.
Второй способ зажигания дуги требует разности потенциалов между электродом и изделием 40-60В, поэтому применяется чаще всего. Когда электрод соприкасается с изделием, создается замкнутая сварочная цепь. В момент, когда электрод отводится от изделия, электроны, которые находятся на нагретом от короткого замыкания катодном пятне, отрываются от атомов и электростатическим притяжением двигаются к аноду, образуя электрическую дугу. Дуга быстро стабилизируется (в течение микросекунды). Электроны, которые выходят из катодного пятна, ионизируют газовый промежуток и в нем появляется ток.
Скорость зажигания дуги зависит от характеристик источника питания, от силы тока в момент соприкосновения электрода с изделием, от времени их соприкосновения, от состава газового промежутка. На скорость возбуждения дуги влияет, в первую очередь, величина сварочного тока. Чем больше величина тока (при одном и том же диаметре электрода), тем большим становится величина сечения катодного пятна и тем большим будет ток в начале зажигания дуги. Большой электронный ток вызовет быструю ионизацию и переход к устойчивому дуговому разряду.
При уменьшении диаметра электрода (т.е. при увеличении плотности тока) время перехода к устойчивому дуговому разряду еще больше сокращается.
На скорость зажигания дуги влияют также полярность и род тока. При постоянном токе и обратной полярности (т.е. плюс источника тока подключается к электроду) скорость возбуждения дуги выше, чем при переменном токе. Для переменного тока напряжение зажигания должно быть не менее 50-55В, для постоянного тока - не менее 30-35В. Для трансформаторов, которые рассчитаны на сварочный ток 2000А, напряжение холостого хода не должно превышать 80В.
Повторные зажигания сварочной дуги после ее угасания из-за коротких замыканий каплями электродного металла будут возникать самопроизвольно, если температура торца электрода будет достаточно высокой.
Внешняя вольт-амперная характеристика источника представляет собой зависимость напряжения на клеммах и тока.
На схеме источник имеет постоянную электродвижущую силу (Еи) и внутреннее сопротивление (Zи), состоящее из активной (Rи) и индуктивной (Xи) составляющих. На внешних зажимах источника имеем напряжение (Uи). В цепи "источник-дуга" идет сварочный ток (Iд), одинаковый для дуги и источника. Нагрузкой источника является дуга с активным сопротивлением (Rд), падение напряжения на ней Uд=I Rд.
Уравнение для напряжения на внешних зажимах источника получается следующее: Uи = Eи - Iд Zи.
Источник может работать в одном из трех режимов: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание. При холостом ходе дуга не горит, ток отсутствует (Iд=0). В этом случае напряжение источника, называемое напряжением холостого хода, имеет максимальное значение: Uи = Eи.
При нагрузке по дуге и источнику идет ток (Iд), а напряжение (Uи) ниже, чем при холостом ходе, на величину падения напряжения внутри источника (Iд Zи).
При коротком замыкании Uд=0, поэтому и напряжение на клеммах источника Uи=0. Ток короткого замыкания Iк=Eи/Zи.
Экспериментально внешняя характеристика источника снимается измерением напряжения (Uи) и тока (Iд) при плавном изменении сопротивления нагрузки (Rд), при этом дуга имитируется линейным активным сопротивлением - балластным реостатом.
Графическое представление полученной зависимости и есть внешняя статическая вольт-амперная характеристика источника. При уменьшении сопротивления нагрузки увеличивается ток и снижается напряжение источника. Таким образом, в общем случае внешняя статическая характеристика источника - падающая.
Бывают сварочные аппараты с крутопадающими, пологопадающими, жесткими и даже возрастающими вольт-амперными характеристиками. Есть и универсальные сварочные аппараты, характеристики которых могут быть крутопадающими и жесткими.
Внешние вольт-амперные характеристики сварочных аппаратов: 1 - крутопадающая, 2 - пологопадающая, 3 - жесткая, 4 - возрастающая.
Например, обычный трансформатор (с нормальным рассеянием) имеет жесткую характеристику, а возрастающая характеристика достигается путем обратной связи, когда с ростом тока электроника увеличивает напряжение источника.
При ручной дуговой сварке применяются сварочные аппараты с крутопадающей характеристикой.
Сварочная дуга тоже имеет вольт-амперную характеристику.
Сперва с увеличением тока напряжение резко падает, так как увеличивается площадь сечения столба дуги и его электропроводность. Затем с увеличением тока напряжение почти не изменяется, так как площадь сечения столба дуги увеличивается пропорционально току. Потом с увеличением тока напряжение возрастает, так как площадь катодного пятна не увеличивается из-за ограниченного сечения электрода.
При увеличении длины дуги вольт-амперная характеристика смещается вверх. Изменение диаметра электрода отражается на положении границы между жестким и возрастающим участками характеристики. Чем больше диаметр, тем при большем токе произойдет заполнение торца электрода катодным пятном, при этом возрастающий участок сместится вправо (на рисунке ниже показано пунктирной линией).
Стабильное горение дуги возможно при условии, если напряжение дуги равно напряжению на внешних зажимах источника питания. Графически это выражается в том, что характеристика сварочной дуги пересекается с характеристикой источника питания. На рисунке ниже показаны три характеристики дуги различной длины - L 1 , L 2 , L 3 (L 2 >L 1 >L 3) и крутопадающая характеристика источника питания.
Пересечение вольт-амперных характеристик источника и дуги (L 2 >L 1 >L 3).
Точки (A), (B), (C) выражают зоны устойчивого горения дуги при разной её длине. Видно, что чем больше будет наклон характеристики источника, тем меньше будет изменение сварочного тока при колебании длины дуги. А ведь длина дуги поддерживается в процессе горения вручную, потому не может быть стабильной. Вот почему только при крутопадающей характеристике трансформатора колебания кончика электрода в руках сварщика будут не сильно сказываться на стабильности горения дуги и качестве сварки.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
