Особенности применения
Работа электрического тока в проводниках заключается в 2 явлениях:
- Выделении тепла. Его количество пропорционально квадрату силы тока: Q=(I^2)*R, где R – сопротивление проводника.
- Создании магнитного поля. Его интенсивность возрастает, если проводник смотан в катушку.
Способность электротока создавать магнитное поле используют для понижения напряжения с помощью трансформатора. Он состоит из 2 не связанных между собой катушек. Первичная подключается к сети, и протекающий в ней электроток посредством переменного магнитного поля наводит ЭДС во вторичной. Коэффициент понижения напряжения зависит от соотношения числа витков в катушках.
Рекомендуем к прочтению Описание метода радиографической дефектоскопии
Аппарат для газовой резки и сварки
Газовая сварка предполагает нагрев детали до расплава пламенем высокой температуры. При этом применяются горючие газы — водород, природный газ, ацетилен. Отличительным свойством этих газов является хорошее горение на воздухе. Чаще всего в газосварочных аппаратах используют ацетилен, легко получаемый с помощью карбида кальция и воды. Температура горения этого газа 3200–3400 °C.
Достоинства газовой сварки и резки металлов:
- Несложная технология.
- Не требуется доступ к электрической сети, нет необходимости в использовании электрического тока.
- Оборудование, на базе которого выполняется сварка, достаточно несложно.
Следует, однако, отметить, что газовая сварка не обеспечит высокую скорость работ и производительность, ведь выполняется лишь вручную.
Серьёзное внимание при газовой сварке уделяется подготовке деталей, регулированию мощности горелки, установке её в нужное положение
Классификация инверторов
Сварочные инверторы можно классифицировать по размеру сварочного тока. Производители выпускают три типа устройств:
- 100-160 А – маломощные;
- 160-200 А — средние;
- 200-250 А — мощные.
Существует зависимость, между размером силы тока и габаритами аппарата. При выборе аппарата для использования в домашних условиях следует руководствоваться теми задачами, которые предстоит им решать.
Самые слабые аппараты можно отнести к устройствам самого низкого уровня, многие их используют для получения навыков работы. Аппараты, которые относят к среднему классу относят к самым популярным и позволяют выполнять самые разнообразные работы начиная от сборки забора и изготовления довольно сложных металлоконструкций. Самые мощные аппараты по большей части применяют в производственных целях. Их применяют для работы с металлопрокатом большой толщины.
Электроды для ручной дуговой сварки
Большая часть инверторов предназначена для работы с электродами, покрытыми обмазкой. Но их можно использовать и для работы со сварочной проволокой. Для этого, на устройство устанавливают приспособление которое подает проволоку в сварочную зону. Проволока подается через сварочный пистолет, через него же подается и газовая смесь, защищающая рабочую зону от воздействия атмосферного воздуха.
Аргонодуговой сварочный аппарат
Этот вид оборудования для сварки использует специальные неплавящиеся электроды из вольфрама, газом для защиты служит гелий или аргон.
Аргонодуговой аппарат с использованием вольфрамового электрода содержит следующие компоненты:
- источник, обеспечивающий получение постоянного или переменного сварочного тока;
- приспособление регуляции для работы с током;
- комплект горелок для применения с различными напряжениями;
- управляющая схема, обеспечивающая координацию цикла сварки и защиту;
- стабилизирующее устройство для возбуждения, а также выравнивания дуги.
Агрегаты этого вида применяют, если есть необходимость в качественной сварке цветных металлов.
Устройство инверторов
Рассматривая то, как работают сварочные инверторы, нужно вспомнить принцип действия трансформаторов, предназначенных для преобразования силы тока и напряжения. Аппарат инверторного типа обладает следующими особенностями:
- Магнитная индукция применяется для существенного снижения напряжения, которое подается на рабочий орган.
- При снижении напряжения в условии постоянного сопротивления существенно повышается сила тока. Сварочные аппараты инверторного типа обычное напряжение 220 В снижают до показателя 30 В, за счет чего сила тока увеличивается на несколько сотен ампер.
- Повышение рассматриваемого показателя приводит к образованию дуги, которая становится источником тепла. За счет излучения происходит расплавка металла.
Инверторный сварочный аппарат изнутри
Простота конструкции определяет то, что домашний сварочный аппарат получил широкое распространение, применяется для осуществления различных по сложности задач. Однако, для повышения качества шва нужно точно контролировать параметры образующейся дуги. Именно поэтому преобразование напряжения проводится в несколько этапов.
При рассмотрении того, как правильно выбрать сварочный аппарат для дома, отметим, что типовая конструкция инвертора представлена следующими элементами:
- На первом этапе проводится выпрямление напряжения, которое поступает от сети питания.
- Далее проводится сглаживание импульсов, возникающие после выпрямления.
- Постоянное напряжение преобразуется в переменный, частота которого варьируется в пределе от 20-50 кГц.
- Выполняется понижение величины напряжения высокочастотного тока до 70-80 В. За счет этого сила тока возрастает до показателя 100-250 А.
- Последний шаг заключается в преобразовании переменного тока в постоянный, что обеспечивает более благоприятные условия для образования сварочного шва.
Инверторы в последнее время получили более широкое распространение по причине того, что обладают достаточно большим количеством различных функций, которые могут быть полезными на момент проведения сварочных работ.
Инверторный сварочный аппарат может обладать следующими функциями:
- Ускоренный процесс зажигания дуги.
- Форсирование образующей дуги в зоне резания. Эта функция связана с увеличением силы тока при сближении электрода с обрабатываемой поверхностью, что позволяет снизить вероятность его прилипания.
- Снижение вероятности прилипания электрода к обрабатываемой поверхности. Подобная функция заключается в автоматическом прекращении подачи напряжения на электрод, после его размыкания с поверхностью инверторный аппарат автоматически возобновляет ранее установленные режимы преобразования напряжения.
Схема конструкции инверторного сварочного аппарата
Для применения дома рекомендуется выбирать именно инверторный сварочный аппарат. Это связано с тем, что за счет дополнительных функций можно обеспечить наиболее высокое качество обработки.
Технические параметры устройств
Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:
Конструкция сварочного инвертора
- Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
- Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
- Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.
Технические параметры сварочного инвертора
- Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
- Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
- Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
- Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.
Устройство инверторов
Рассматривая то, как работают сварочные инверторы, нужно вспомнить принцип действия трансформаторов, предназначенных для преобразования силы тока и напряжения. Аппарат инверторного типа обладает следующими особенностями:
- Магнитная индукция применяется для существенного снижения напряжения, которое подается на рабочий орган.
- При снижении напряжения в условии постоянного сопротивления существенно повышается сила тока. Сварочные аппараты инверторного типа обычное напряжение 220 В снижают до показателя 30 В, за счет чего сила тока увеличивается на несколько сотен ампер.
- Повышение рассматриваемого показателя приводит к образованию дуги, которая становится источником тепла. За счет излучения происходит расплавка металла.
Инверторный сварочный аппарат изнутри
Простота конструкции определяет то, что домашний сварочный аппарат получил широкое распространение, применяется для осуществления различных по сложности задач. Однако, для повышения качества шва нужно точно контролировать параметры образующейся дуги. Именно поэтому преобразование напряжения проводится в несколько этапов.
При рассмотрении того, как правильно выбрать сварочный аппарат для дома, отметим, что типовая конструкция инвертора представлена следующими элементами:
- На первом этапе проводится выпрямление напряжения, которое поступает от сети питания.
- Далее проводится сглаживание импульсов, возникающие после выпрямления.
- Постоянное напряжение преобразуется в переменный, частота которого варьируется в пределе от 20-50 кГц.
- Выполняется понижение величины напряжения высокочастотного тока до 70-80 В. За счет этого сила тока возрастает до показателя 100-250 А.
- Последний шаг заключается в преобразовании переменного тока в постоянный, что обеспечивает более благоприятные условия для образования сварочного шва.
Инверторы в последнее время получили более широкое распространение по причине того, что обладают достаточно большим количеством различных функций, которые могут быть полезными на момент проведения сварочных работ.
Инверторный сварочный аппарат может обладать следующими функциями:
- Ускоренный процесс зажигания дуги.
- Форсирование образующей дуги в зоне резания. Эта функция связана с увеличением силы тока при сближении электрода с обрабатываемой поверхностью, что позволяет снизить вероятность его прилипания.
- Снижение вероятности прилипания электрода к обрабатываемой поверхности. Подобная функция заключается в автоматическом прекращении подачи напряжения на электрод, после его размыкания с поверхностью инверторный аппарат автоматически возобновляет ранее установленные режимы преобразования напряжения.
Схема конструкции инверторного сварочного аппарата
Для применения дома рекомендуется выбирать именно инверторный сварочный аппарат. Это связано с тем, что за счет дополнительных функций можно обеспечить наиболее высокое качество обработки.
Потребляемая мощность
В зависимости от того, для каких работ используется инвертор и к какому типу относится, рассчитывается потребляемая мощность агрегата.
Бытовой сварочный, масса которого не превышает 5 кг, работает от однофазной сети переменного тока в 220 вольт. Аппарат рассчитан на время работы до 20 минут на предельной мощности.
Полуавтоматические и автоматические сварочные инверторы имеют в конструкции усиленный трансформатор, микроблок регулировки, дополнительные радиаторы, конденсаторы. Время непрерывной работы 6–8 часов от сети 220–380 Вольт, как от однофазной, так и от трехфазной.
Все характеристики аппарата — потребляемая мощность, ток на выходе, тип сети — указаны на маркировочной пластине аппарата. Для инвертора, который работает от бытовой сети 220 вольт, ток максимальной нагрузки не должен превышать 160 А.
Если подключить профессиональный инвертор с высокими характеристиками потребляемой мощности в бытовую сеть, произойдет либо автоматическое аварийное отключение агрегата, либо короткое замыкание и выгорание контактов розетки.
Во время эксплуатации необходимо отслеживать показатели индикатора защиты от перегрева, индикатор сети, настраивая аппарат через шкалу регулировки сварочного тока. Кнопка реле устанавливается на корпусе инвертора.
Как работает сварочный инвертор
Внутри инвертора происходит выпрямление входного напряжения. Затем преобразованное напряжение с помощью транзисторных ключей трансформируется в переменный ток высокой частоты. Далее происходит выпрямление переменного тока в постоянный.
Рисунок 2 — Схематическое устройство инвертора
Установка ключевых транзисторов высокой мощности и диодного моста сокращает габариты трансформатора. На выходе получается высокочастотный ток 30–90 кГц. Диодный выпрямитель дает на выходе постоянное напряжение. Оно преобразуется в постоянный ток фильтром из нескольких конденсаторов большой емкости, что необходимо для сглаживания пульсации.
Диодный мост и фильтр представляют блок питания инвертора. На входе стоят ключевые транзисторы, обеспечивающие питание импульсного трансформатора. За ним подключается высокочастотный выпрямитель, выдающий постоянный ток высокой частоты.
Схема считается простой и доступной для самостоятельной реализации.
Рекомендуемые при пониженном электропитании
Обычные модели сварочных инверторов уверенно работают в диапазоне напряжений от 190 до 240 вольт. Для рынков развивающихся стран и специальных условий эксплуатации ведущие производители оборудования предлагают специально доработанные инверторы, способные работать при пониженном входном напряжении
Какой инвертор лучше? При выборе устройства необходимо обратить внимание на следующие параметры и особенности:
- достаточный для местности использования диапазон входного напряжения;
- широкие возможности настройки рабочего тока;
- стабильность напряжения холостого хода;
- опции «горячий старт» и «антизалипание»;
- диапазон рабочих температур, подходящий к климатическому поясу;
- возможность длительной непрерывной эксплуатации.
Перечисленным условиям отвечают ряд моделей.
Fubag IR 200
Первый агрегат представлен хорошо известно германской компанией с заводами в Китае. Новинка устойчиво работает с электродами диаметром 1,6-5 мм при понижении напряжения до 150 вольт. Диапазон рабочих токов: 5-200 ампер. Устройство снабжено опцией горячего старта и стабилизации дуги. Работоспособность сохраняет от -10 до +40оС.
Сварог ARC -160
Самая простая и надежная модель малой мощности известной марки компактен и обеспечивает стабильную дугу при колебаниях на входе от 160 до 245 вольт. Диапазон регулировки выходного тока – 20-160. Устройство снабжено горячим стартом и способно работать как с обычными плавкими электродами, таки с неплавкими вольфрамовыми. К недостаткам следует отнести малую продолжительность непрерывной работы: 40% от общего времени.
Интерскол ИСА 160
Третья модель также обладает небольшой мощностью, ток изменяется от 20 до 160 ампер. При тестировании показал устойчивую работу при минимальном питающем напряжение-155 вольт. Устройство имеет горячий старт, антизалипание и форсированный режим дуги, а также стабильное напряжение холостого хода. Может работать без перерыва благодаря эффективной системе охлаждения.
Aurora PRO Inter 200
Эта новинка выделяется возможностями своего стабилизатора и блока ККМ. Тест подтвердил способность эффективно варить даже от 140 вольт. При этом развивается рабочий ток от 20 до 200ампер. Поддерживает работу со 100-метровым удлинителем, если сечение провода 2,5 мм2 и более. Может работать непрерывно до 60% от общего времени.Все перечисленные модели отличаются компактностью и скромным весом, не превышающим 8 кг. Разумеется, при работе на нижнем пределе значений питающего напряжения не стоит рассчитывать на максимальный сварочный ток и 5-миллиметровые электроды.
Но 1,6 и 2 миллиметровые будут варить стабильно, без залипаний и досадных прожогов тонких заготовок и мелких частей. При продолжительной работе износ деталей и узлов блока питания устройства будет повышенным.
Важно также учитывать репутацию фирмы-изготовителя. Малоизвестные компании, недавно появившиеся на рынке, часто выставляют свою продукцию за малую по сравнению с известными марками цену
При этом они обещают чудеса, противоречащие закону сохранения энергии, например, работу при входном напряжении 90 вольт. Это может означать только одно: очевидный пример недобросовестной рекламы. Входное напряжение в этом случае будет близко к выходному, и, сколько бы его ни преобразовывали, выдержать требуемые параметры по току никак не получится.
Как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи на 220 В
При подборе сварочного оборудования потребитель должен определиться для решения, каких задач он будет необходим.
Если он будет использоваться для ремонта кузовных деталей, то у него должны быть одни параметры, а если для работы по изготовлению металлоконструкций то другими. Но в любом случае, устройства должны отвечать ряду требований, в частности, в домашнем аппарате должны быть реализованы такие функции, как горячий старт, антизалипание и некоторые другие. Именно этим инверторы отличаются от традиционных аппаратов.
В конструкции аппарата этого типа должен быть установлен вентилятор. Кроме того, схема должны быть защищена от скачков напряжения в питающей сети. В принципе устройство, обладающее такими параметрами, могут работать и в условиях домашней мастерской, и в условиях промышленного производства.
Основные плюсы и минусы инверторов
Начнём с хорошего:
- Стабильность сварочного тока и высокий КПД 85-95%;
- Не значительное потребление электроэнергии (почти в 2 раза ниже, чем у силовых трансформаторов);
- Имеется тонкая регулировка нужного тока и большой диапазон режимов работы;
- Лёгкое возбуждение дуги с устойчивым горением при ветре и резких движениях руки;
- Минимальные брызги;
- Возможность сварки короткой дугой и с высоким качеством;
- Система обратной связи за счёт контроля параметров стабильности дуги, позволяющая работать без наличия специальной квалификации;
- Малый вес и габариты;
- Универсальное применение большинства аппаратов, способных обеспечить работу с разными металлами;
Ещё добавлю, что встроенный процессор создаёт устойчивую связь тока и напряжения. Поэтому, «варить» постоянкой гораздо легче, чем переменкой. В момент зажигания дуги, инвертор создаёт импульс так называемого «Горячего старта» (Hot start), а в случае короткого замыкания, функция «Антистик» (Antistick), отключает подачу тока и «прилепить» электрод практически нельзя (хотя и бывает). А для повышения качества сварки вертикальных швов имеется функция «Форсаж дуги» (Arc force). Эти опции есть практически у всех аппаратов. Среди дополнительных стоит выделить:
- Наличие дисплея, где указывается величина рабочего тока (полезно для новичков);
- Понижение «напруги» холостого хода. Эта опция особо важна для безопасности во время работы в условиях повышенной влажности или ограниченного пространства.
Ну и недостатки, как же без них:
- Цена аппарата инверторной сварки в среднем в 2-3 раза дороже трансформаторной;
- Как следствие – более высокая стоимость ремонта (особенно при поломке модуля);
- Повышенные требования к периодическому обслуживанию (чистка и продувка от пыли);
- Проблемы при работе ниже нуля;
- Хранение при стабильной температуре, чтобы исключить появление конденсата на платах.
Есть и ещё, однако они не являются общими для всех, поэтому это все.
Как пользоваться аппаратом
После включения самодельного аппарата в цепь контроллер автоматически задает определенную силу тока. Если напряжение провода меньше 100 В, значит, устройство неисправно. Придется аппарат разобрать и повторно проверить правильность сборки. При помощи такого вида сварочных аппаратов осуществляется спайка и черных, и цветных металлов. Для сборки сварочного аппарата потребуется владение основами электротехники и, конечно, свободное время для его изготовления.
Инверторная сварка незаменима в гараже. Если не обзавелись еще этим инструментом, сделайте его самостоятельно и пользуйтесь в свое удовольствие!
Устройство и принципиальная схема выпрямителя
Электрическая цепь прибора включает следующие компоненты:
- Силовой трансформатор. По принципу действия он схож с преобразователем, работающим с переменными параметрами.
- Выпрямительный узел с полупроводниками. Для превращения переменного тока в постоянный в схему включают кремниевые диоды (неуправляемые переключатели), тиристоры (регулируемые вентили).
- Пусковой блок. Устройство автоматически отключает сварочный агрегат при выходе выпрямителя из строя.
- Панель управления. Включает средства регулировки параметров, измерительные приборы.
- Блок защиты от токовых перегрузок. Препятствует выходу аппарата из строя по причине перегрева. Подобные ситуации часто возникают из-за несоблюдения сварщиком технологии работ.
- Охлаждающая система. Схема этого блока содержит вентилятор и несколько радиаторов. Для поддержания нормальной температуры в корпусе выпрямителя после включения агрегата охлаждающая система периодически запускается на некоторое время.
Рекомендуется включать в электрическую цепь трехфазный выпрямитель, снабженный соответствующим трансформатором. В таком случае скачки напряжения будут менее выраженными, это повысит коэффициент полезного действия сварочного оборудования, улучшит качество шва.
Устройство СВ.
Преимущества инверторного агрегата
Инверторы имеют небольшой вес и габариты, что очень важно при выполнении сварочных работ, вес аппарата всего 4-4,5 кг.
Высокий КПД и электробезопасность, которая обеспечивается большим количеством схем защиты – перегрев, перегрузка или электрическое перенапряжение.
Низкий уровень электропотребления, инверторы потребляют в 1,5-3 раза меньше, чем привычные сварочные аппараты. Такая особенность позволяет использовать агрегат даже при напряжении в сети в 180В
При включении он создает минимальные электромагнитные помехи в сети.
Плавное и легкое управление силой тока.
В итоге получаются качественные сварные швы, такой высокий результат достигается благодаря легкому зажиганию электрической дуги с ее устойчивым горением. В процессе работы не наблюдается большого разбрызгивания сварного металла.
Можно использовать различные электроды.
Есть система быстрого зажигания электродов – Hot Start.
Как выбрать сварочный инвертор для дома
Само собой разумеется, что ничего такого в бытовых целях не требуется и с решением самых разнообразных задач, способен справиться относительно недорогой инвертор для ручной дуговой сварки
Тем не менее, и здесь, очень важно учитывать определенные характеристики инвертора, чтобы выбрать его, исходя из специфики сварочных работ
Поэтому, для того чтобы правильно выбрать инвертор для бытового использования, обратите внимание на следующие его характеристики:
Номинальное значение тока — данный параметр важно учитывать, зная, какой по толщине металл придется варить. Многие инверторы имеют максимальный ток в 160. А, для большинства работ со сваркой дома, его вполне будет достаточно
При этом от силы тока сварочного инвертора, напрямую зависит и допустимый диаметр используемых электродов. Чем выше ток, тем больше по диаметру электрод можно использовать для сварки толстых металлов. Для использования в бытовых условиях вполне хватит сварочного инвертора с номинальным током в 160-200 Ампер
А, для большинства работ со сваркой дома, его вполне будет достаточно. При этом от силы тока сварочного инвертора, напрямую зависит и допустимый диаметр используемых электродов. Чем выше ток, тем больше по диаметру электрод можно использовать для сварки толстых металлов. Для использования в бытовых условиях вполне хватит сварочного инвертора с номинальным током в 160-200 Ампер.
Чувствительность к пониженному напряжению — сварочные инверторы свалятся не только своим малым весом и небольшими габаритами, но и умением варить при пониженном напряжении в электросети. Поэтому, перед тем, как выбрать сварочный инвертор для дома, задумайтесь над тем, насколько стабильное напряжение у вас дома и не придется ли подключать инвертор к бензиновому генератору. Большинство моделей сварочных инвертором умеют работать при пониженном напряжении в 140-160 Вольт, и это очень важный момент, если в доме постоянно прыгает напряжение.
Мощность инвертора — от мощности инвертора зависит многое, но в первую очередь, сложность выполнения задач по сварке. Мощный инвертор способен справиться с более толстыми металлами, однако и нагрузку на электросеть он будет создавать, также несколько большую. Большинство бытовых инвертором для сварки имеет мощность в 4-5 кВт, и этого вполне достаточно для бытовых целей. Кроме того, сварочный инвертор небольшой мощности можно будет подключить к генератору на 2,5-3 кВт и варить электродом в 2-3 мм, без каких-либо проблем. Следует знать, что в техническом паспорте к инвертору его мощность чаще всего указывается в кВА, которые нужно перевести в кВт, для того, чтобы знать не полную мощность инвертора (кВА), а полезную (кВт).
Рабочий цикл — очень важный параметр, который указывает на то, сколько непрерывно можно варить инвертором, до тех пор, пока не сработает защита. Большинство бытовых инверторов имеют цикл непрерывной работы всего лишь 5 минут, но и этого достаточно для того, чтобы справиться с большинством задач по сварке дома. Навряд ли вы будете варить беспрерывно и более одной минуты, поскольку в любом случае, вам нужно будет отбить шлак, что-то подогнать или заменить электрод новым.
Дополнительные функции — современный сварочный инвертор оборудуется дополнительными функциями, которые позволяют без труда варить новичку-сварщику и справляться с этим очень легко. Самые распространенные функции сварочных инверторов, такие как: «Антизалипание», «Горячий старт» и «Форсаж дуги» позволят с большим комфортом использовать рассматриваемый аппарат для сварки. О том, из чего состоит сварочный инвертор, вы можете прочесть в другой статье.
Ну и, конечно же, нужно смотреть на стоимость, производителя, и гарантийный срок на сварочный инвертор, чем он будет больше, тем, конечно же, лучше. Порой нет необходимости брать чересчур дорогой инвертор, только из-за «брендового названия», здесь лучше всего искать как всегда «золотую середину».
Подведем итоги
Сварочный выпрямитель может пригодиться как профи, так обычному мастеру. Вы можете варить с его помощью даже в гараже или на заводе. В нашей статье мы определили, что с ним достаточно трудно работать в отличие от инвертора.
Его эксплуатация кажется сложной для молодого мастера. Но при этом аппарат лишен таких минусов, которые есть у трансформатора. Проблему громоздкости аппарата можно решить путём использования модели с колёсами.
Говоря о ремонте сварочного выпрямителя, он будет недорогим. Его легко можно починить так же, как и трансформатор. Если у вас есть опыт, можно доработать свой аппарат, сделав его более удобным.
