Сварочные инверторы применяются для выполнения сварки при помощи электрической дуги ручным способом. Основное отличие инвертора от сварочного аппарата заключается в удобстве использования, простоте обслуживания и компактных размерах. Кроме того, они не вызывают максимальных сетевых нагрузок и устойчиво работают при перепадах напряжения.

Также отличие инверторов от сварочных аппаратов заключается в разном принципе их работы. В состав их конструкции входит выпрямитель напряжений, частотный преобразователь сигнала, трансформатор и выпрямитель на выходе. Более того, аппараты инверторного типа снабжены электрической схемой, которая выполняет контроль за процессом всей работы.

Размеры такого сварочника зависят от частоты подаваемого напряжения. Т.е. чем выше напряжение в рабочей сети, тем меньшего размера будет устройство. Благодаря этой особенности инверторные агрегаты заняли лидирующую позицию на рынке ремонтного оборудования.

Но имеются и другие особенности. В их числе можно отметить довольно малое потребление электричества и уменьшение зоны разбрызгивания искр. Также существует возможность по регулировке и контролю силы сварочного тока, что позволяет выполнить качественные соединительные швы.

Но при наличии стольких преимуществ существуют и недостатки. В основном они связаны с процессом его хранения и эксплуатации. Поскольку инверторы снабжены электронными деталями, это повышает количество причин, вызывающих его поломку.

Чтобы добиться качественного и длительного срока эксплуатации инверторного агрегата, необходимо выполнять несколько простых правил. Во время хранения и эксплуатации оборудования нельзя допускать попадания пыли на его платы и механизмы. Во время процесса хранения оборудование нужно закрыть чехлом. Если работа ведется на улице, нужно устанавливать его на деревянную подставку.

В процессе выполнения шва нельзя допускать долгих нагрузок на сварочник. Процесс работы без остановки не должен превышать 10-15 минут. По истечении этого времени работу надо прекратить и дождаться остывания трансформатора и других комплектующих. После этого можно снова работать.

По завершении всех работ нужно дождаться остановки охлаждающего вентилятора. Затем подождать еще 15 минут и только после этого надеть на корпус чехол и убрать инвертор.

moyakovka.ru

Основные отличия инверторного сварочного аппарата от обычного трансформаторного

Сварочные аппараты становятся незаменимыми не только в промышленном производстве, но и в быту. Подтверждением тому служит огромный выбор техники бытового и полупрофессионального назначения. При этом среди других типов оборудования все большую популярность приобретают инверторные устройства. В чем же состоит отличие инверторного сварочного аппарата от обычного?

Принцип работы трансформаторного сварочного аппарата

Современные трансформаторные сварочные аппараты отличаются надежностью и неприхотливостью. Работают они на частоте 50 Гц. Электрический ток преобразовывается с помощью трансформатора. Происходит это следующим образом. Сначала ток напряжением 220В подается на первичную обмотку трансформатора. Он намагничивает составной сердечник, который создает переменное магнитное поле. В результате возникает переменный ток во вторичной обмотке, но его параметры уже другие: напряжение – 50-90В, сила тока – 100-200А. Последняя величина напрямую зависит от количества витков во вторичной обмотке трансформатора. Регулируется она механическим путем. Пример такого устройства – WESTER ARC 130.

Так выглядят сварочные трансформаторы

Впервые электросварку на практике использовал русский изобретатель Н.Н. Бенардос в 1881 году.

Преимущества трансформаторов

Сварочные трансформаторы имеют ряд преимуществ:

• Они недорогие. При равнозначных характеристиках сварочный трансформатор стоит в два раза меньше инвертора.
• Устройства имеют простую и надежную конструкцию.
• Отремонтировать их можно даже в бытовых условиях.
• Они могут работать при отрицательных температурах.

Недостатки трансформаторов

• Трансформаторы отличаются солидными габаритами и большим весом. Они мало приспособлены для частых перемещений.
• Работая на переменном токе, сложно обеспечить высокое качество швов.
• КПД устройств не более 80 %.
• Аппараты потребляют большое количество электроэнергии.
• Их нельзя подключать к внутридомовой сети.

Принцип работы сварочного инвертора

Серийное изготовление сварочных инверторов было налажено около 30 лет назад. Более точное их название – выпрямители с транзисторным инвертором. Главное отличие сварочных аппаратов этого типа – в последовательности преобразований электрического тока. В этих приборах ему приходится менять свои характеристики несколько раз. Сначала ток выпрямляется и становится постоянным, проходя через полупроводник. На следующем этапе его пропускают через фильтр для дополнительного сглаживания. Затем ток поступает в инвертор и преобразуется в переменный частотой порядка 100 кГц. После этого он попадает в трансформатор, в котором напряжение понижается, а сила тока увеличивается. Далее он поступает в высокочастотный фильтр и затем в выпрямитель. На выходе получается постоянный ток требуемых параметров.

За счет таких сложных преобразований удалось уменьшить габариты сварочного аппарата. Пример такого устройства – ELITECH АИС 200 ПНС.

Так выглядит сварочный инвертор

Преимущества инверторного аппарата

• КПД устройств достигает 95 %. Потери энергии минимальны.
• Аппараты отличаются повышенной электробезопасностью.
• Их можно без последствий подключать к обычной бытовой сети.
• Устройства имеют очень широкий диапазон регулирования силы тока. Благодаря этому возможно использовать разные типы электродов и подбирать требуемый режим сварки для металлов.
• Вся работа приборов регулируется управляющими схемами и микропроцессорами. Это обеспечивает легкий поджиг и стабильное удержание дуги.
• Напряжение и сила тока в инверторных аппаратах регулируются плавно.
• Аппараты комплектуются защитой от перепадов сетевого напряжения.
• Сварку можно вести в любых пространственных положениях.

Недостатки инверторного аппарата

• Их стоимость значительно превышает аналогичный показатель сварочных трансформаторов.
• Устройства чувствительны к пыли. Она может быть причиной выхода из строя.
• Инверторные сварочные аппараты плохо переносят повышенную влажность и низкие температуры. Хранить их нужно только при положительной температуре.
• При нарушении правил эксплуатации выходит из строя блок с силовыми транзисторами. Его замена может обойтись в половину стоимости аппарата. Ремонт устройства – очень дорогая процедура.

В итоге отличие инвертора от сварочного аппарата трансформаторного типа с точки зрения пользователя заключается в следующем: он мобильный, обеспечивает отличное качество швов, с ним удобно работать. Эти функциональные преимущества обеспечиваются электроникой и автоматизацией процессов. По этой же причине такие устройства дороже стоят. Сварочные трансформаторы – это своеобразные «рабочие лошадки». Их следует использовать тогда, когда не предполагается перемещение устройства и не требуется высокое качество сварки.

www.toool.ru

Чем отличаются сварочные инверторы | Электросварка

Сварочный инвертор, правильно подобранный под условия эксплуатации, обеспечит быстрое и надежное сваривание заготовок. Кроме того важно, чтобы он соответствовал вашим потребностям, задачам и специфике использования. Чтобы приобрести подходящий сварочный аппарат инверторного типа имеет смысл узнать, чем отличаются сварочные инверторы и на какие характеристики следует обращать внимание.

Основные отличия инверторов от трансформаторных сварочных аппаратов

Инверторы имеют небольшие габариты и вес, обладают дополнительными функциями и могут работать от электросети с пониженным напряжением. Обычно все инверторы выдают постоянный сварочный ток, но некоторые модели (обычно профессиональные) также могут выдавать и переменный.

Сварочные инверторы делят на устройства бытового и профессионального назначения. Профессиональные аппараты отличаются более высокими качеством и надёжностью, а также обладают лучшими характеристиками. Но для бытовых сварочных работ обычно бывает достаточно бытового инвертора.

Сварочные инверторы отличаются технологией сварки

Для начала разберёмся, чем отличаются инверторы по видам сварки. Обычно это сварка в режимах:

Если вам нужно сваривать обыкновенную (чёрную углеродистую) сталь, то вам нужен аппарат с режимом MMA (Manual Metall Arc), он же называется РДС (ручная дуговая сварка). Это обыкновенная сварка штучными электродами, самая распространённая в быту. Такие аппараты наиболее просты из всех видов сварочных инверторов и по устройству, и в эксплуатации. А штучные электроды - это наиболее простой и дешевый присадочный материал.

Если вам нужно сваривать цветные металлы и их сплавы, а также выполнять сварку с небольших и/или тонких деталей, то лучше использовать TIG-сварку. Вообще, сварка в режиме TIG позволяет выполнять швы более высокого качества, но она сложнее и дороже. Дело в том, что в режиме TIG используются неплавящиеся электроды, и для защиты дуги подаётся инертный газ (аргон или гелий, изредка азот). Соответственно, этот газ нужно покупать, подключать и подавать к месту сварки. Стоимость такого инвертора относительно высокая, поэтому, приобретать его рационально, как правило, для профессионального выполнения сварочных работ.

Инверторы с режимами MIG-MAG - это сварочные полуавтоматы. В отличие от TIG-сварки, в сварке полуавтоматом вместо электродов используется сварочная проволока. Проволока может сама содержать защитный порошок, или же сварочная ванна защищается защитным газом, которые подаётся к ней из баллона. Такой инвертор подходит для сваривания цветных металлов, сталей и сплавов, а также позволяет выполнять сварные швы высокого качества на тонких деталях. Стоимость таких аппаратов ещё выше, поэтому, покупать такой аппарат имеет смысл, когда нужно регулярное выполнение высококачественных сварных швов.

Аппараты CUT - это плазменные резаки. Их можно отнести к узкоспециализированным аппаратам инверторного типа, которые используют на предприятиях для резки металлов.

Важно отметить, что существует большое количество инверторов, которые позволяют вести сварку только в одном режиме. При этом, также многие инверторы могут работать в нескольких режимах - то есть, один аппарат может позволять вести сварку плавящимися штучными электродами (MMA) и в среде защитных газов (TIG). Также возможны другие комбинации допустимых режимов сварки.

Чем отличаются сварочные инверторы по характеристикам и функциям

Если вы хотите разобраться в этом вопросе, посмотрите видеокурс: https://svarka-elektrodom.ru/invertor/ . Ведь отличий довольно много, и я их перечислю по пунктам.

Характеристики инверторов:

1. диапазон регулировки сварочного тока (подробнее по ссылке: https://svarka-elektrodom.ru/tok/),
2. продолжительность включения - очень важный параметр, говорит о качестве инвертора и от него зависит производительность процесса сварки;
3. минимальное напряжение сети электропитания - важно в условиях недостаточной мощности питающей сети),
4. потребляемая мощность - зависит от сварочного тока,
5. напряжение холостого хода - влияет на лёгкость возбуждения дуги,
6. уровень защиты от влаги и загрязнений - важно в условиях повышенной загрязнённости и влажности воздуха.

Наличие дополнительных функций:

1. HotStart (облегчает возбуждение дуги)
2. AntiStick (помогает избегать прилипания электрода)
3. ArcForce (также помогает избегать прилипания электрода и повышает стабильность горения дуги)
4. Память режимов сварки (облегчает настройку аппарата)

Подробнее: https://svarka-elektrodom.ru/invertor/

Комплектация:

1. наплечный ремень для удобства переноса (бывает у некоторых моделей),
2. кейс для хранения и ранспортировки (бывает у некоторых моделей),
3. сварочные провода (у разных моделей разной длины)
4. другие приспособления.

Гарантия, габариты и другие особенности

Гарантийной срок обычно составляет 0,5-3 лет. Естественно, чем больше, тем лучше.

Габариты обычно зависят от максимального сварочного тока, который может выдавать аппарат, и дополнительных функций, реализация которых требует пространства внутри корпуса устройства.

Для этого вам придётся разобраться во всех особенностях сварочных аппаратов инверторного типа, и проще всего это сделать по моему видеокурсу: https://svarka-elektrodom.ru/invertor/.

Всего в видеокурсе 5 уроков, и для примера посмотрите первый урок:

Если же говорить коротко, то выбрать сварочный инвертор можно по нескольким основным параметрам. Например, для сварки бытовых конструкций из обыкновенной стали подойдет аппарат, позволяющий работать в режиме MMA с диапазоном сварочного тока от 60 до 180 А (лучше до 200А). Этот показатель определяет толщину металла, которую вы сможете сваривать. Показатель продолжительности нагружения влияет на продолжительность безостановочной работы. Чем выше значение, тем дольше устройство сможет функционировать без перегрева.

Также имеет смысл обратить внимание на минимальное напряжение сети электропитания, гарантийный срок и близость местонахождения сервисного центра (на случай поломки). Остальные параметры и особенности определяют удобство использования, надёжность и универсальность.

Видеокурсы:

Как варить электросваркой

Как установить сварочный ток правильно

Как выбрать маску «хамелеон»

Как настроить маску «хамелеон» правильно

Как выбрать сварочный инвертор

www.elektrosvarka-blog.ru

Чем отличается сварочный инвертор от сварочного автомата и полуавтомата? Сравнительный обзор.

Чем отличается сварочный инвертор от сварочного автомата и полуавтомата? Этот вопрос интересует многих пользователей нашего сайта, да и, в принципе, большинство новичков не могут внятно объяснить, в чем состоит отличие.

В этой статье мы постараемся разобраться в этом вопросе и расставить уже, наконец, все точки нал «i».

СВАРОЧНЫЕ ИНВЕРТОРЫ

Сварочный аппарат инверторного типа – компактный и удобный инструмент для сварки. Такое оборудование широко используется как высококвалифицированными мастерами, так и начинающими сварщиками.

Для начала предлагаем понять, как устроен сварочный инвертор.

Очень важная деталь аппарата – это горелка. Эту рабочую деталь сварщик держит в руках во время проведения работ. Бытовые сварочники имеют неразъемное соединение горелки, профессиональные – разъемное.

Специалисты считают, что лучший сварочный аппарат тот, который работает на постоянном токе, поддерживает работу с различными типами электродов и имеет функцию горячего старта*, систему «антизалипания электрода»**, а также форсирования дуги**.

Даже при падении напряжения сварная дуга должна иметь высокую устойчивость. Такой аппарат не боится ни перепадов, ни скачков в напряжении.

*Функция «горячий старт»обеспечивает дополнительный импульс электрического тока в момент касания электродом заготовки. Наличие данной функции очень полезно при работе с ржавым металлом в условиях плохого напряжения в сети и др.

**«Антизалипание электрода». В ситуации «прикипания» электрода к металлу, сварочный ток, проходящий через него, становится гораздо выше номинального, в результате чего электрод раскаляется, и его практически невозможно оторвать от поверхности. А с функцией «антизалипания электрода» сварочный ток и напряжение падает до «0». В таком случае не возникает проблем с «прикипанием» и работать можно без замены электрода на новый.

***«Форсирование дуги» служит для предотвращения прилипания электрода к поверхности. Благодаря этой функции происходит кратковременное увеличение сварочного тока при уменьшении дугового промежутка, что позволяет одновременно расплавить металл электрода и изделия, увеличив промежуток и, тем самым, стабилизировать процесс сварки. Для удобства транспортировки и хранения инвертор INTERTOOL DT-4125 поставляется в пластиковом кейсе, а также комплектуется набором сварочных кабелей, защитной маской сварщика и щеткой-молотком.

Сварочные аппараты инверторного типа созданы для проведения таких работ, как ручная электродуговая сварка.

Давайте немного окунемся в теорию. Принцип работы сварочного инвертора происходит по одному из законов электротехники. Его суть состоит в следующем: Чем больше частота напряжения, тем меньше должны быть габаритные размеры и масса трансформатора для передачи того же количества энергии. Так, при повышении частоты электрического тока в 1000 раз, размеры уменьшаться в 10 раз.

А теперь немного истории. Активные разработки с области инверторной сварки начались в начале 20-века, а узнаваемый облик они получили, начиная с 90-х годов прошлого века, когда начали активно внедряться специальные силовые транзисторы. С их помощью удалось поднять частоту тока до больших высот, при этом уменьшая размеры аппаратов. Сварочные инверторы завоевали лидерские позиции на рынке сварочного оборудования, благодаря своим отличным техническим характеристикам, удобству транспортировки и надежности при эксплуатации.

Главными преимуществами такого типа инструмента, как сварочные инверторы выступают следующие:

• Небольшой вес самого оборудования;
• Низкие показатели потребления электроэнергии (в сравнении с трансформаторными сварочными аппаратами);
• Уменьшенная зона разбрызгивания искр в процессе сварки;
• Возможность регулировки сварочного тока;
• Работа с момента включения;
• Высокое качество сварного шва;
• Безопасность в работе;
• Простота эксплуатации.

СВАРОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Теперь давайте немного поговорим о сварочных аппаратах трансформаторного типа. Простота конструкции данных аппаратов является решающим фактором при определении цены на них, но и обуславливает их немалый вес и габаритные размеры.

Такие аппараты используют в основном для сварки черных металлов, применяя плавящиеся электроды со специальным покрытием, которое защищает место сварки от попадания воздуха. Простота устройства сварочных трансформаторов обеспечивает их надежность и долговечность.

Сварочные трансформаторы производят сварку переменным током, но на рынке присутствуют модели, в которых питание дуги производится постоянным током. Это позволяет получать качественный сварной шов. Сварочные трансформаторы постоянного тока при оснащении их специальным оборудованием позволяют сваривать чугун и цветные металлы.

СВАРОЧНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ

По устройству, весу и габаритным размерам данный тип инструмента, как правило, идентичен сварочным трансформаторам. Но есть одно отличие. Оно состоит в том, что сварка производится не электродом, а проволокой, которая автоматически подается из катушек. Одновременно с проволокой из горелки полуавтомата подается газ (аргон, гелий, углекислый газ) в место сварки. Тип газа выбирается в зависимости от типа материала, который нужно сварить. То есть сварка происходит в газовой среде (MIG/MAG – сварка). В результате сварной шов получается более ровным и устойчивым к коррозии.

Сварочными полуавтоматами в основном работают с такими материалами, как цветные металлы, нержавеющая сталь, а также можно проводить ювелирную сварку тонких металлических листов.

Как и их собратья, сварочные трансформаторы, сварочные полуавтоматы характеризуются высокой надежностью, простотой конструкции, а также большими габаритными размерами и весом.

В работе с таким инструментом вам понадобятся дополнительные катушки и баллоны с газом. Однако при сварке черных металлов и низкоуглеродистой стали полуавтоматы могут работать с проволокой с покрытием (флюсом) ― газ при такой сварке не нужен.

После вышеизложенной информации, мы, наконец, можем ответить на главный вопрос: Чем отличается сварочный инвертор от сварочного автомата и полуавтомата?

1. Сварочный инвертор имеет отличную конструкцию, меньшие габариты и вес;
2. Сварочный инвертор способен создавать большую частоту и напряжение тока;
3. Сварочный инвертор преобразует поступающий ток и изменяет его параметры так, что при всех равных с трансформаторами и полуавтоматами условиях, инверторный сварочник оказывается более производительным;
4. Сварочный инвертор несколько раз преобразует напряжение используемого тока;
5. Сварочный инвертор использует входящую электроэнергию напряжением 220 В;
6. Сварочный инвертор преобразует переменный ток в постоянный, а на следующем этапе функционирования создает из постоянного тока переменный ток высокой частоты (до величин, измеряемых в кГц). Сварочные трансформаторы и полуавтоматы выпрямляют ток при помощи специальных диодов.

В ассортименте INTERTOOL представлено такое сварочное оборудование как сварочные трансформаторы, полуавтоматы сварочные, а также сварочные инверторы. Весь инструмент отличается высоким качеством сборки, материалов изготовления, а также долговечностью и многофункциональностью.

Напоследок хотим немного рассказать про основные виды электродуговой сварки.

MMA (Manual Metal Arc) – ручная сварка покрытым электродом сварка осуществляется на переменном (сварочные трансформаторы) или постоянном (сварочные выпрямители) токе. Сварочные выпрямители обеспечивают более стабильное горение дуги и используются для сварки деталей как из обычных низколегированных, так и из нержавеющих сталей.

MIG/MAG-сварка осуществляется сварочными полуавтоматами, которые работают на постоянном или импульсном токе в газовой среде. Ее особенности - высокое качество сварного шва, отсутствие брызг при сварке, высокая производительность. Но для нее необходимы баллоны с газом и специальные катушки с проволокой. Вместо газа может использоваться специальная флюсовая проволока. MIG/MAG-сварка наиболее широко применяется в автосервисах, так как в отличие от газовой сварки не снижает прочность и коррозионную стойкость сварки тонких листов металла (при кузовных работах), а полученный сварной шов не нуждается в очистке от флюса и окалины.

MAG (Metal Active Gas) ― сварка в среде активного газа (углекислый газ).

TIG-DC/AC (Tungsten Inert Gas Direct Current/Alternating Current) ― сварка вольфрамовым электродом на постоянном/переменном токе варка вольфрамовым неплавящимся электродом в среде инертного газа часто называется аргонодуговой сваркой, потому что в качестве защитного газа используется, как правило, аргон (изредка - гелий). В этом случае обычно (но не обязательно) используется присадочная проволока.

MIG (Metal Inert Gas) ― сварка в среде инертного газа (аргон, гелий).

TIG/WIG (Tungsten Inert Gas/ Wolfram Inert Gas) ― сварка вольфрамовым электродом в среде инертных газов.

Сборка металлических конструкций с помощью сварочного оборудования во многих случаях предпочтительнее метода фиксации посредством крепежных элементов. Взаимопроникновение расплавленного металла дает прочное соединение.

Монтаж с использованием заклепок, болтов, специальных механизмов уместен при необходимости обеспечить замену детали, при ремонте, регламентных работах. Информация о том, какие бывают сварочные аппараты, в чем особенности их эксплуатации, поможет сделать правильный выбор при покупке.

Трансформаторы

Принцип работы основан на понижении входящего напряжения до уровня, необходимого для создания устойчивой дуги. Трансформатор, основная деталь оборудования, имеет две обмотки: первичную и вторичную. Какие бывают сварочные аппараты этого типа?

Напряжение регулируется двумя способами. Первый - это амплитудный метод, когда обмотки смещаются относительно друг друга физически. Делается это с помощью специального механизма.

Самое простое решение заключается в разделении обмотки на несколько частей, подключая/отключая которые добиваются нужного напряжения. Второй - фазное регулирование, которое обеспечивают тиристоры. Более производительный способ, дающий возможность регулировать ток по многим характеристикам.

Выпрямители

Эта категория является эволюционным развитием трансформаторного оборудования. В схеме аппарата есть диодный блок, преобразующий переменный ток в постоянный. Создаются более благоприятные условия для поддержания дуги. Она более устойчива, ровная.

Наблюдается заметное снижение разбрызгивания металла. В работе можно использовать любые типы электродов. Выпрямитель более универсален по сравнению с трансформаторным аналогом. Возможна работа не только с черными, но и с цветными металлами. Меняя полярность получают иные характеристики аппарата, например, для сварки алюминия.

Хорошее качество швов, доступная цена, надежность оборудования делают его популярным среди профессионалов и домашних мастеров. К минусам можно отнести немалый вес аппарата, необходимость иметь навыки работы с ним и сильное влияние на подающую сеть в которой отмечаются скачки напряжения.

Полуавтоматы

Стабильно увеличивающаяся по количеству проданных аппаратов категория. Принцип работы основан на особенностях поведения металла в среде защитного газа. Традиционного электрода при этом нет.

Его роль играет проволока, которая может быть обычной или флюсовой, с добавкой веществ улучшающих качество сварки. В качестве среды используется аргон, углекислый газ. Принято делить оборудование на следующие группы:

• аппарат с принудительной подачей газа;

• оборудование с возможностью отключения подачи газа;

• аппарат без газа, который работает только с флюсовыми электродами, создающими с процессе работы защитный слой над местом сварки.

Полуавтоматы широко используются в домашнем хозяйстве, на крупных предприятиях, станциях технического обслуживания автомобилей. Тонкая регулировка позволяет сваривать металл толщиной менее 1 мм с хорошим качеством.

Эксплуатация аппарата требует знаний, но необходимости иметь устойчивые навыки управление дугой, как в работе с трансформатором нет. Нужно четко следовать рекомендациям инструкции и советам специалистов.

Инверторы

Сам сварочный аппарат небольшой, относительно легкий и сегодня его можно купить по ценам сравнимым с аналогами, работающими по иному принципу, хотя разница с цене есть, но не такая значительная, какая была на первые образы оборудования этого класса. Конфигурация инвертора следующая:

• трансформатор;

• электронная схема;

• дроссель.

Аппарат инверторного типа мобилен. Высокое КПД и минимальное потребление энергии делают возможным подключение его к бытовой сети. Популярность оборудования стала возможной после того, как производители технологически устранили недостатки, характерные для первых моделей оборудования.

Сегодня инверторы считаются самым удобным аппаратом для бытового использования, имеют высокий класс надежности. Поэтому имеют его сегодня и частные мастера, и небольшие производственные, сельскохозяйственные предприятия.

Чаще всего при консультации в торговой точке с менеджером, на вопрос - Какие бывают сварочные аппараты для домашнего использования? - можно услышать следующий ответ - Инверторы.

Аргонодуговой сварочный аппарат

Оборудование относят к специальному классу. Разрабатывалось оно для качественной сварки цветных металлов, хотя и для сплавов на основе железа оно тоже используется.

Узкая специализация техники ограничивает использования ее в частном хозяйстве, но аппаратов бытового класса в продаже много. По конфигурации они не отличаются от профессиональных аналогов и состоят из следующих элементов:

• источник постоянного (предпочтительнее) или постоянного тока;

• газовый редуктор;

• специальная горелка;

• осциллятор, который преобразует ток в импульсы высокой частоты для возникновения бесконтактной дуги.

Характерной особенностью аргонодугового аппарата является неплавящийся электрод. В большинстве случаев об сделан из вольфрама, который имеет значительный ресурс и при длительном пользовании может быть заменен на новый.

Устойчивая дуга в среде аргона, реже гелия, дает возможность работать со сплавами, сварка которых в иных условиях невозможна, поскольку содержащийся в воздухе кислород создает окислительную пленку, амальгаму.

Аппарат для точечной сварки

Для отдельных операций при сборке конструкций такой вид оборудования становится очень востребованным. Аппарат имеет характерную форму: два электрода расположены в одной плоскости и при работе нагревают заранее зафиксированные детали и деформируют их в точке соприкосновения, что и стало причиной названия этого класса оборудования.

Происходит это за доли секунды. Электрический высокочастотный импульс тока плавит металл на небольшой площади, без образования окалины, обжига, перегрева детали. По этой причине сборку часто делают даже из деталей, покрытых лакокрасочными составами.

Аппарат для газовой резки и сварки

Класс оборудования, использующих не электричество в качестве плавления металла, а газ. Привычная модификация ацетиленового аппарата с использованием карбида кальция сегодня уступает место более совершенному оборудованию со сжиженным газом в баллонах, хотя и продолжает успешно эксплуатироваться в частных хозяйствах и организациях ЖКХ.

Не зависимо от способа подачи носителя энергии, оборудование делится на три категории:

• Сварочное. Используется специальная горелка. Редуктор ограничивает подачу газа, оптимальную для сварки. Резку делать таким аппаратом не резонно, слишком долго.

• Универсальное. Возможность регулировки подачи газа, форма горелки позволяют успешно варить и резать металл.

• Резаки. Предназначены для разделки крупных конструкций на отдельные части. Горелка особой формы, длиной до метра и более. Мощная подача кислорода и газа выдувает расплавленный метал.

Видео: Как правильно выбрать сварочный аппарат

Газовое оборудование имеет свои плюсы и минусы. К преимуществам относят: дешевизну, медленный нагрев и остывание металла, иногда эта особенность нужна, возможность полностью контролировать время обработки с помощи мощности пламени.

Шов отличается высоким качеством при соответствующей квалификации мастера. К тому же газовой горелкой можно не только варить металл, но и закалять, отпускать его. К недостаткам относят длительность процесса, достаточно большую площадь нагрева, взрывоопасность.

Плазменная сварка

Современный способ соединения, резки металла. В быту используется мало, а вот при производстве изделий из высокопрочных, нержавеющих сталей этот способ стал очень востребованным. Температура в сопле плазмы достигает 30 000 °C.

Это позволяет на ограниченной площади быстро производить сварку высокой точности. Незаменима технология плазменной сварки при работе с металлами значительной толщины. Использование метода многократно сократило время операции по отношению к другим видам оборудования.

Оборудование достаточно дорого и в частных руках его не много. Какие бывают виды сварочных аппаратов этого типа? Конструктивно варить можно как дугой, так и плазменной струей.

В обоих случаях необходим инертный газ для создания среды и неплавящийся электрод. По мощности аппараты бывают трех видов: микроплазменные (0,1-25 А) средние (25-150 А) и оборудование на больших токах (свыше 150 А).

Информация о характеристиках основных видов сварочного оборудования поможет определиться, какой аппарат будет наилучшим в конкретной ситуации. Для домашнего пользования не обязательно покупать дорогостоящую профессиональную технику.

По базовым показателям бюджетные модели мало уступают специальным аналогам. Главным отличием становится время непрерывной работы. Профессиональное оборудование может работать часами, в отличие от простых аналогов. Понимая, какие бывают сварочные аппараты, какими характеристиками они обладают, сделать правильный выбор намного легче.

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:

1. Для выполнения ручной дуговой сварки (ММА).
2. Для проведения аргонно-дуговой сварки (TIG).
3. Для полуавтоматической сварки (MIG/MAG).
4. Универсальных (MMA и TIG).
5. Полуавтоматов, способных работать в режимах ММА и MIG/MAG.
6. 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:

1. Anti Stick. Благодаря этой опции исключается риск залипания электрода.
2. Lift. Позволяет зажигать дугу всего одним касанием.
3. Arc Force. Необходима для усиления сварочной дуги.
4. 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:

1. Небольшой вес.
2. Компактные габариты.
3. Прочный корпус.
4. Превосходные сварочные характеристики.
5. 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:

1. Алюминиево-магниевых сплавов.
2. Легирующих сталей.
3. 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:

1. Нержавейки.
2. Углеродистых сталей.
3. 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:

1. Меньше весят.
2. Имеют более компактный размер.
3. Характеризуются более высоким коэффициентом полезного действия.
4. 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:

1. Стабильная и мягкая дуга при работе с покрытыми электродами.
2. Более простой поджог дуги в аргонодуговом режиме благодаря мощному осциллятору.
3. Высокочастотный контроль при плазменной резке, позволяющий поджигать дугу практически без прикосновений к поверхности.
4. 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:

1. Возможность полуавтоматической сварки MIG/MAG.
2. Доступность режима дуговой сварки с применением покрытых электродов на постоянном токе (ММА).
3. Функцию настройки тока от 40 до 250 А и возможность установки напряжения.
4. Настройку скорости подачи проволоки.
5. Наличие систем активного охлаждения и защиты от перегрузок.
6. Экономичное энергопотребление.
7. 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!

При выборе сварочных аппаратов и ознакомлении с их характеристиками приходится сталкиваться со специальными терминами, значение которых желательно знать, чтобы не ошибиться в выборе. Вот некоторые из них.

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.

Сварочный трансформатор - это устройство, преобразующее переменное напряжение входной сети в переменное напряжение для электросварки. Основным его узлом является силовой трансформатор, с помощью которого сетевое напряжение снижается до напряжения холостого хода (вторичное напряжение), составляющего обычно 50-60В.

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.

Сварочные инверторы ..Иногда их по ошибке называют инвекторами, или даже инвентором.. Как часто мы слышим эту фразу, но чем же инверторы принципиально отличаются от обычной трансформаторной сварки?

Сварочные аппараты инверторного типа созданы для ручной электродуговой сварки металлов и металлоконструкций из чёрной стали. Данные инверторы характеризуются удобным использованием при работе, простотой в обслуживании и портативными размерами. Более того, в силу конструкции инверторы не “просаживают” сеть, и могут работать в условиях нестабильной сети.

Сварочный инвертор обычно скомплектован из выпрямителя, преобразователя, трансформатора, выходного выпрямителя и схемы контролирующей управление.

Для начала немного теории. Принцип работы сварочного инвертора заключается в одном из законов электротехники, который гласит: Чем больше частота напряжения, тем должны быть меньше габаритные размеры и масса трансформатора для передачи того же количества энергии. Так, при повышении частоты электрического тока в 1000 раз, размеры уменьшаться в 10 раз. Активные разработки с области инверторной сварки начались в начале 20-века, а узнаваемый облик они получили начиная с 90-х годов прошлого века., когда начали активно внедряться специальные силовые транзисторы. С их помощью удалось поднять частоту тока до больших высот, при этом уменьшая размеры аппаратов.

Так, например, сварочный инвертор тсс саи-200 работает на частоте 100 кГц обладая при этой массой всего в 7 кг. Для сравнения, у обычных аппаратов характеристика,показывающая отношение сварного тока к массе аппарата, колеблется в пределах 1-1,5 А/кг, то у современных инверторов, эта величина добралась уже до 4–5 А/кг/

Сварочные инверторы завоевали лидерские позиции на рынке сварочного оборудования, благодаря своим отличным техническим характеристикам, удобству транспортировки и надежности при эксплуатации. Самыми главными преимуществами инверторы являются:

- Небольшой вес сварочного оборудования;

- Низкое потребление электроэнергии; (относительно трансформаторных сварочных аппаратов)

- Уменьшена зона разбрызгивания искр при сварке;

- Возможность регулирования силы сварочного тока;

- Возможность работы с момента включения;

- Высокое качество сварного шва.

Более того, инвертор – это самый безопасный и наиболее простой в эксплуатации аппарат среди всех приспособлений, предназначенных для сварки разнообразных металлов.

При работе с инверторами достаточно соблюдать несколько простых рекомендаций, выполняя которые вы существенно продлите срок эксплуатации вашего сварочного аппарата:

- Не ставьте инвертор в пыльные помещения. При работе на улице, во избежание попадания пыли установите его на подставку.

- В процессе эксплуатации не перегружайте инверторы. В инструкции по эксплуатации к каждому аппарату указана специальная характеристика “ПВ”. Она показывает, сколько процентов времени инвертор может работать в максимальном режиме. Расчет этого параметра обычно идет для 10 минут.

- После окончания сварочных работ, дайте инвертору немного остынуть. При отключении питания останавливается вентилятор, охлаждающий радиодетали, и если его заглушить сразу, то некоторые элементы схемы могут перегореть и выйти из строя.