Различия сварочных аппаратов. "Сварочные инверторы

09.08.2023

Трансформаторы

Устройства, принадлежащие к трансформаторным, считаются наиболее традиционными. Кроме того, их отличает простота конструкции. Главный конструктивный элемент таких сварочников - понижающий трансформатор для преобразования напряжения электросети до значений, необходимых для работы. Сила тока может меняться различными способами, но самый известный - смещение одного уровня обмотки относительно второго. По мере изменений промежутков между обмотками и будет меняться ток.

Особенность аппаратов этого типа - переменный ток около выхода, что приводит к разбрызгиванию металлов и снижению качества швов. Для проведения сваривания цветных металлов, повышения качества горения дуги, к структуре необходимо будет добавить ряд массивных и громоздких компонентов. Сам трансформатор занимает много места, имеет значительный вес. Для проведения работ понадобятся специальные электроды, а сам сварщик должен обладать немалым опытом.

Коэффициент полезного действия около 90%, но значительная часть энергии уходит на нагрев. Охлаждается агрегат посредством нескольких вентиляторов с неодинаковой мощностью, так как необходимо уменьшить температуру аппарата весом в несколько десятков либо сотен килограмм.

Устройства такого типа в наше время используются не настолько часто, как раньше, но определенный спрос имеется, чему способствуют низкая стоимость, надежность и долговечность. Трансформаторы идеально подходят для работы с низколегированными типами стали.

Выпрямители

Переменный ток не только меняет уровень напряжения, но и будет преобразован в постоянный. Дуга получится ровной и устойчивой, что приведет к снижению разбрызгивания металла и улучшению качества швов. Работать можно, используя электроды любого типа.

Сфера их применения значительно шире: посредством выпрямителей соединяются не только низколегированные стали, но и цветные металлы, чугун, нержавейка (с применением соответствующих электродов). При подключении электродов не стоит забывать о параметре полярности постоянного тока. Некоторые работы следует выполнять на обратной полярности (к примеру, соединение алюминия).

Большинство производителей сократили изготовление агрегатов подобного вида. Но среди профессионалов сварочного дела они пользуются достаточно активно. К недостаткам можно отнести значительный вес, необходимость опыта работы, заметная «просадка» напряжения при проведении работ. Плюсы - небольшая цена, долговечность, хорошее качество швов.

Полуавтоматы

Сварочные аппараты полуавтоматического типа работают в среде инертных либо активных газов. Устроены более сложно, но на удобности пользования этот факт не отражается. Чаще всего их применяют для ремонта кузовов автомобилей, достаточно широко используются и для бытовых нужд, а также в частных хозяйствах.

В состав конструкции входят:

Трансформатор.
Выпрямитель.
Привод, подающий проволоку.
Газовый баллон.
Рукав с горелкой.

Элементы свариваются благодаря проволоке, которая плавится в электродуге и располагается в среде защитных газов. Ток регулируется ступенчато, может регулироваться и скорость подачи самой проволоки. Соотношение данных параметров определяет рабочий режим.

В зависимости от модификации полуавтоматы могут работать:

Исключительно с газом.
Как с газом, так и без него (можно переключать).
Без газа.

Если сварка будет происходить без использования газа, следует приобрести специальную проволоку (флюсовую). Ее отличие от обычной в том, что в составе содержится не только металл, но и флюс. Когда горят составляющие флюса, формируется облако из защитного газа, предотвращающее дальнейшее окисление. Кроме того, флюсовые компоненты способствуют приданию металлу необходимых параметров , дуга обретает повышенную стабильность. Здесь не нужно газовых баллонов, но проволока стоит недешево.

При работе с разными металлами применяют разные газы - углекислый при сваривании железа, аргон с углекислотой - при сварке стали, аргон - для алюминия.

Подобные агрегаты отличает хорошая производительность, на выходе получаются качественные швы при соединении разных металлов. К недостаткам можно отнести разбрызгивание металлических частиц и значительный расход материалов.

Инверторы

Аппараты этого типа еще называют импульсными. На сегодняшний день инверторы для сварки стали самыми распространенными ввиду своего небольшого веса, размеров и доступности. Если десять лет назад подобные устройства отличались дороговизной и ненадежностью, то сейчас производителями устранены эти недостатки.

Использование такой технологии позволило уменьшить размеры трансформатора, повысить качественные свойства дуги , оптимизировать КПД, свести к минимуму разбрызгивание металла.

В состав входят:

Силовой трансформатор.
Блок электросхем.
Дроссель-стабилизатор.

Аппараты для аргонодуговой сварки

Для работы используют специальные вольфрамовые электроды, в качестве защитного газа выступает гелий либо аргон . Устройство составлено из:

Данные агрегаты используют для соединения цветных металлов.

Знание того, каким бывает сварочный аппарат, виды и типы, можно осуществить правильный выбор. Когда в автомастерских или на больших производствах потребуются профессиональные аппараты, то для домашнего мастера вполне хватит небольшого и недорогого устройства.

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.

Сварочный аппарат - один из самых универсальных инструментов обработки металлов, но еще не так давно его повсеместное распространение сдерживали большие габариты и вес.

Большая мощность сварочного трансформатора определяла его габариты, а технические характеристики требовали серьезной квалификации сварщика.

Техническое решение в виде двойного преобразования частоты определило появление на рынке сварочных инверторов, которые по всем параметрам кардинально превосходят сварочные трансформаторы.

Особенности технических решений

Отличие инвертора от сварочного аппарата заключается в повышении частоты входного напряжения, для уменьшения размера основного узла - понижающего трансформатора.

Обычный сварочный аппарат напрямую понижает входное напряжение частотой 50 Гц, что определяет его массу. Повышение частоты напряжения до нескольких десятков кГц дает возможность уменьшить размеры и вес трансформатора, а функция электронного управления преобразователя частоты стабилизирует параметры процесса сварки.

Процесс сварки

На выходные параметры обычного сварочного трансформатора влияет состояние питающей сети переменного тока, а ее скачки и колебания приводят к нестабильности сварочной дуги.

В инверторном сварочном аппарате присутствует схема управления преобразователем частоты, которая не допускает изменения параметров сварочного тока.

Эта же схема управления позволяет плавно настраивать величину выходного тока, для разной толщины свариваемого металла и используемых электродов.

Еще одно достоинство техники инверторного типа - появление новых функций, существенным образом упрощающих работу для новичков:

функция Hot Start (горячий старт) обеспечивает повышенный ток в момент зажигания дуги и облегчает старт сварки;
режим Anti-Stick (анти залипание) снижает ток в момент залипания электрода и дает время на его отрыв;
режим Arc Force (форсаж дуги) увеличивает ток при быстром приближении электрода к поверхности, препятствуя его залипанию.

Обычный трансформаторный сварочный аппарат таких функций не имеет, а сам процесс сварки требует серьезных навыков и профессионализма.

Размер и вес

Высокая частота, на которой работает понижающий трансформатор инвертора, дает возможность значительно снизить его размеры и вес.

Такое решение отражается и на общих характеристиках инверторного сварочного аппарата - он существенно меньше и легче.Эти параметры позволяют носить сварочный инвертор на плече с помощью специального ремня.

Другим достоинством инвертора, в отличие от сварочного трансформатора, является возможность напрямую подключать его к розетке электрической сети 220 В. Такое качество обеспечивает сварка постоянным током, уменьшающая потребляемую мощность инвертора.

Финансовая сторона

Традиционный сварочный аппарат имеет более низкую стоимость чем инвертор, за счет применения в последнем высокотехнологичных электронных компонентов. Однако крупносерийное производство, обеспеченное устойчивым спросом, постепенно приближают стоимость инверторов к традиционным аппаратам с трансформатором.

Вторая сторона стоимости - низкое потребление энергии инвертором, что в сравнении с обычным трансформатором для сварки, обеспечивает пониженную величину эксплуатационных расходов. При больших объемах работ, данное обстоятельство является существенным плюсом инвертору для сварки и нивелирует его более высокую цену.

Вывод

Востребованность простого и качественного оборудования для сварки определяет присутствие на рынке десятков его производителей - как обычных трансформаторов для сварки, так и инверторов.

Интернет магазин нашей компании предлагает обширный выбор этих устройств, начиная от недорогих моделей, заканчивая профессиональными аппаратами с расширенным функционалом. Удобные формы оплаты, приемлемые цены и доставка в любой регион - стиль работы нашей компании.

Аппарат для сварки или . В некоторых случаях эти слова используют как синонимы.

В этом нет ничего удивительного, поскольку эти два оборудования предназначены для одной цели и могут друг друга заменить в необходимый момент. Однако отличия всё же имеются в виде принципа применения на деле.

Основная задача у новичков в сварочной сфере – выяснить, чем же отличается инвертор от сварочного аппарата?

Необходимость сварочных работ возникает не только в промышленной деятельности, но также и дома, в бытовой сфере. Зачастую такая работа появляется у обладателей частных домов или дачи. Благодаря приобретению сварочного оборудования можно решить любую текущую проблему за короткое время.

Прежде, чем подбирать подходящую конструкцию домой, необходимо разобраться в его предназначении, функциях и немаловажных деталях использования.

Сварочный инвертор – приспособление, благодаря которому можно производить любые сварочные работы на больших производственных предприятиях либо для частного использования.

Достойный выбор должен зависеть не только от цены, возможностей, качества выполненной работы, но и с учетом технических характеристик оборудования, условий и специфических нюансов в процессе эксплуатации.

Электрическая схема сварочного инвертора.

Важные критерии, которые необходимо отметить при выборе и покупке сварочного инверторного оборудования, заключаются в следующем:

На фирме необходимо уточнить наличие печатных плат, подходящих под конкретную модель конструкции.
Они достаточно хрупкие, а ремонт весьма дорогой. Иными словами, если у специалиста их много, это свидетельствует о том, что механизм в дальнейшем, скорее всего, будет часто ломаться. В случае отсутствия запасных деталей и возможности их приобретения только под индивидуальный заказ, можно говорить о работоспособности и долгосрочности оборудования. Дополнительно рекомендуется уточнить стоимость ремонта и производство деталей.
Наличие встроенной вентиляции.
Процесс сварки отличается большим количеством пыли, поэтому очень важно, чтобы в конструкции был охлаждающий вентилятор с прямым назначением. Кроме этого он должен всасывать пыль. Большинство производителей встраивают туннельную вентиляцию. Благодаря данному внутреннему механизму обеспечивается дополнительная защита всех основных деталей от грязи и пыли, однако значительно повышается стоимость.
Должна быть установлена защита от резких перемен напряжения.
Большинство сварочных инверторов чувствительны к перепадам напряжения, из-за встроенных защитных механизмов, что начинают работать при скачке в 220 В.

Благодаря тому, что покупатель получит достаточно информации и сумеет разобраться в различиях и трансформатора, процесс и задача будут успешно выполнены без каких-либо трудностей.

Приобретенные знания помогут не только специалистам, но и новичкам, не разбирающихся в специфике инструмента. Уровень работоспособности зависит от выставленной температуры. Именно она влияет на качество функциональности.

К примеру, из-за высокой температуры – 40+, может запуститься работа дополнительных механизмов защиты. Однако такой показатель достаточно редкий на практике. С низкой температурой всё наоборот.

Почти в каждом современном оборудовании присутствуют конденсаторы, микроконтроллеры, тразисторы и т.п., обладающие индивидуальным диапазоном температуры.

В холодную погоду необходимо следить за тем, чтобы не возник конденсат. При нулевой температуре устройство может попросту не включиться, об этом будет свидетельствовать красная лампочка с показателем перегрузки.

Выбирая данное оборудование необходимо ознакомиться с паспортом, условиями эксплуатации, допустимой температуры, а также выяснить возможность ремонтных услуг, гарантии и наличия официального сайта и подробной инструкции к применению от производителя.

Чем отличается инвертор от сварочного аппарата, и какие характеристики важны?

Сварочный трансформатор.

Говоря об отличиях инвертора и сварочного аппарата необходимо выделить несколько их характеристик.

Объем и масса сварочного трансформатора значительно больше, нежели у инвертора.
В промышленных конструкциях их масса иногда достигает и 100 кг.
Сварочные инверторы отличаются от трансформаторов и принципом действия.
Первичный выпрямитель изменяет переменный ток в регулярный, после чего опять переводит его в переменный с высокой частотой и снова делает оборот уже на вторичном выпрямителе. В трансформаторной сварке ток меняется благодаря изменению в положении магнитных проводов, иными словами от положения сердечника, снижающего оборудование либо включает в цепь различное количество витков.
У инверторов есть устойчивая дуга, что дает стабильный сварочный ток, воздействующий на качество шва.
Инвертор отличается конструкцией.
У него конструкция более трудоёмкая, зачастую имеет дополнительные функции, такие как: изменение значения тока, чтобы улучшить поджигание сварочной дуги либо усиление тока, чтобы ускорить работу плавки и не дать объекту слипнуться – функция называется форсированием дуги, либо уменьшение силы тока, чтоб увеличить время отрыва электрода и дополнительной защиты от перегрева.
Отличие также заключается в процессе обучения в работе с трансформатором и инвертором.
С трансформатором работать труднее, но поработав с ним, инвертор трудностей не составит.
Сварочные аппараты имеют обширный диапазон при перемене тока.
Инверторный сварочный аппарат отличается от обычного способностью применять электроды, необходимые в любом типе тока.
При инверторе действует регулярный ток, а сварочный аппарат применяет переменный ток, имеющий 50 Гц частоты.
Самая большая из всех оборудований для сварки у инвертора, однако, у трансформаторов большой КПД.
Одним из главных отличий инверторного и трансформаторного оборудования является значение коэффициента прерывистой функциональности.
В последнем случае показатель не важен, но инвертор нуждается в периодическом охлаждении, чтобы не перегреться и дальше исправно выполнять своё предназначение.

На сегодня рынок обладает обширным ассортиментом различных сварочных оборудований от разнообразных изготовителей. Сварочный трансформатор рекомендуется выбирать из поставленных целей и главного предназначения, для которого его приобретают.

Итог

Не всем понятно, в чём разница между и . Разных характеристик у них предостаточно, если более подробно изучить каждую конструкцию, но обычному человеку они, скорее всего, покажутся идентичными.

Людям, применяющим сварку в различных ситуациях и которым важно качество шва, сварочное трансформаторное оборудование окажется лучшим вариантом.

Когда сваривать необходимо в большом количестве, используя высокую мощность, то трансформатор станет более выгодным вариантом, поскольку перегрев ему не грозит. В этом и заключается основная отличающаяся черта инвертора от сварочного аппарата.

Чем отличается транс от инвертора

Что бы было проще разобраться в отличиях, мы основные сравнительные характеристики двух источников сварочного тока приводим в таблице.

Параметр	Трансформатор	Инвертор
Напряжение электропитания	220В или 380В, ±5…10% п.5.2. ГОСТ 13109-97	220В или 380В, минус 30% … +15%
Электрозащита	Отключается при к.з.	Отключается при: к.з., перегреве, «залипании» электрода и т. п.
Сварочный ток	Только переменный, регулировка грубая	Переменный и постоянный, регулировка плавная.
Дополнительные опции	Нет	БУ регулирует силу сварочного тока в зависимости от параметров сварочного процесса; -«HOT START» (обеспечивает лёгкий поджиг дуги); -«ARC FORCE» (позволяет избегать прилипания электрода к изделию); -«ANTI STICK» (автоматически выключает инвертор при малейшем прилипании электрода в процессе сварки);
Масса	Большая	Очень маленькая
Квалификация обслуживающего персонала	Низкая	Очень высокая
Мобильность	Для перемещения нужен транспорт	Легко перемещается в руках
КПД	Низкий (около 50%)	Высокий
Стоимость ремонта	Низкая (см. )	Очень высокая
Коэффициент прерывистости (КП)	Нет такого требования	Имеется при сварке на максимальном токе
Величина сварочного тока	Практически не ограничена	Ограниченный сварочный ток, КП

Что лучше: сварочный трансформатор или инвертор. Чем отличается

Как видно из таблицы, оба гаджета имеют свои «плюсы» и «минусы».

Сваривать при помощи трансформатора значительно сложнее, чем с инвертором.

Скажем больше: если вы научитесь варить с трансформатором, то легко сможете «перейти» на инвертор.

А вот если наоборот, то это будет не так просто.

Выбор сварочника зависит от его предназначения и бюджета, выделенного на его приобретение.

Если бюджет не ограничен, то, конечно, инвертор. Отличие трансформатора от инвертора, разные варианты мы рассмотрим в дальнейших рассуждениях.

Для дачи

На даче для сварочника работы очень много:

«конюшня» для своего «стального коня» — гараж;
парники и всё, что с ними связано;
система полива огорода;
летний душ;
ремонт дачного инвентаря и т. п.

Заметим, что дачи появились задолго до изобретения инверторов, и все обходились трансформаторами. Многие пользуются ими и сейчас. Но инвертором выполнить сварку и проще, и быстрее, и качественнее.

Для дома

В доме, тем более частном, проблем не меньше, чем на даче. Но если на даче можно допустить некоторые сварочные «вольности с некрасивой» сваркой, то в доме это уже будет непростительно. Поэтому, в доме должен быть инвертор.

Для гаража

В «мужском клубе» (некоторые называют это заведение «гараж», хотя у них даже личного автомобиля нет) у сварочного аппарата может быть очень широкое поле для применения: от мелкого ремонта (ручка для переноски отвалилась) до кузовного ремонта автомобиля. И если владелец гаджета «мастер на все руки», то ему, конечно, нужен инвертор.

Для кузницы

Здесь работают «серьёзные мужчины» с крупными металлическими деталями. Им больше нужен мощный трансформатор. При определённом навыке они с его помощью выполнят все необходимые операции.

Для монтажа кованых изделий

Для монтажа кованых изделий, особенно полученных методом «холодной ковки», необходим только инвертор. Он позволит избежать перегревов, залипаний и т. п. дефектов сварки. Этим будет сохранена художественная ценность этих кованых изделий.

Для автосервиса

На автосервисе целесообразно использовать инвертор. На кузовных работах так сварочный автомат с инверторным источником сварочного тока.

Для производства

На производстве следует применять тот тип сварочного оборудования, который предписан технологическим процессом. В тяжёлом машиностроении, возможно, и будет применён трансформатор, но в точном машиностроении – только инверторный источник тока.

Для стройки частного дома

На стройке частного дома, для сварки арматуры, можно применить трансформатор – он её великолепно «свяжет». Да и остальные сварки можно выполнить на нём.

Для профессионального строителя или строительной фирмы

Для профессионалов-строителей нужен, конечно, только инвертор: он обеспечит высококачественную сварку и высокую производительность. Его стоимость «раствориться» в накладных расходах на оборудование.