Принцип работы сварочного инвертора с пояснениями на схеме инвертора

Преимущества инверторной техники

Превосходство сварочных инверторов над классическими преобразователями трансформаторного типа проявляется как в технологическом, так и в экономическом аспектах.

Если кратко перечислить преимущества, которые вы получаете, внедрив инвертор, то получится примерно следующее:

• более высокий КПД, превышающий 90%, что предопределяет сам сварочный инверторный блок, характеризующийся отсутствием магнитных потерь в стальном сердечнике трансформатора, что присуще «классике»;
• возможность работы в условиях изменения уровня питающего напряжения в широких пределах, без снижения технологических параметров;
• возможность очень точной настройки сварочного тока с цифровой индикацией значения и строгим поддержанием уровня в процессе сварки;
• резко уменьшены габаритные размеры и вес конструкции;
• целый ряд совершенно новых функций, уникальных для инверторных блоков, вот лишь некоторые из них.

К новым возможностям можно отнести наличие специфических функций, среди которых горячий старт, антиприлипание, мощность дуги и другие, делающие процесс сварки доступным даже новичку. Возможно использование электродов, предназначенных для сварки, как переменного, так и постоянного тока.

Что же касается часто называемых недостатков, присущих данному типу оборудования, то речь в первую очередь идет об относительно высокой цене этих устройств.

Об этом можно сказать следующее. Вспомните, как буквально менялись цены на компьютерные и мобильные новинки за несколько лет. Дальнейшее совершенствование технологии и увеличение серийного производства неизбежно приведут к значительному снижению цен на сварочные инверторы.

Правила эксплуатации инвертора

Инвертор представляет собой технически сложное электротехническое устройство, которое необходимо правильно использовать, обслуживать и хранить. Мы собрали основные правила, которых стоит придерживаться, чтобы ваше устройство прослужило долго.

В первую очередь узнайте, как ваше устройство защищено от пыли и влаги. Большинство бюджетных инверторов выдерживают только брызги воды и нуждаются в бережном хранении (об этом мы поговорим чуть позже). Если ваш инвертор защищен от дождя и грязи, вы можете использовать его даже в полевых условиях.

Обратите внимание на индикаторы на корпусе инвертора. Все агрегаты оснащены индикатором, сигнализирующим об опасном перегреве. Если во время сварки загорается индикатор перегрева инвертора, остановите работу и дайте машине остыть.

Для получения сварных швов хорошего качества металл перед сваркой необходимо обезжирить и очистить. Поверхность должна быть очищена от краски, масла, грязи и других загрязнений. Уайт-спирит подходит для обезжиривания, а для зачистки можно использовать наждачную бумагу или шлифовальную машину.

Читайте также: Закалка ножа: подробная инструкция как сковать, закалить и отпустить металл

Всегда отключайте сварочный инвертор от сети, если вы прекращаете работу более чем на 10 минут или заканчиваете сварку. Держите незнакомцев и домашних животных подальше от зоны сварки. Это основы техники безопасности.

Техника безопасности

В продолжение темы безопасности добавим, что не стоит пренебрегать средствами индивидуальной защиты. Обязательно наденьте сварочный комбинезон, защитную маску (идеальный вариант – маска типа хамелеон), сварочные краги, специальную непроводящую обувь. Самый простой вариант – встать на резиновый коврик. И ни при каких обстоятельствах не держите легковоспламеняющиеся предметы в рабочей одежде.

Перед сваркой осмотрите все сварочные кабели, они должны быть целыми. Не лишним будет проверить все контакты и внешне осмотреть само устройство. Если во время сварки вы почувствовали неприятный запах от инвертора, немедленно выключите инвертор.

Все эти правила были созданы не на пустом месте. Игнорируя их, можно нанести серьезный вред себе и своему здоровью. К сожалению, сварщики часто страдают от шлаков в глазах, ожогов и даже потери зрения. А все из-за несоблюдения техники безопасности.

Базовое техническое обслуживание

Устройство и принцип работы инвертора просты, но основаны на использовании электрических схем. И вы должны понимать, что электрические цепи нуждаются в грамотном обслуживании. Не рекомендую новичку делать все обслуживание своими руками. Но можно выполнить основные действия, которые продлят жизнь инвертору. А более сложные работы можно доверить специалисту сервисного центра.

Так что самое главное, что вам нужно делать регулярно, это очищать устройство от пыли и грязи. В идеале на поверхности корпуса вообще не должно скапливаться пыль. Он легко проникает в чехол через вентиляционные отверстия и может повредить устройство. Протрите инвертор тканью и оберегайте его от пыли. Вы можете отнести устройство в сервисный центр, где вам его очистят струей сжатого воздуха.

Помимо корпуса, необходимо протереть все сварочные кабели. Никогда не используйте для очистки влажную ткань. И не забудьте отключить машину перед обслуживанием. Старайтесь чистить аккуратно, не ломая провода.

Остается вопрос: как часто нужно проводить техническое обслуживание, чтобы сварочный инвертор прослужил долго? Все зависит от рабочей частоты инвертора. В любом случае перед постановкой на зимнее хранение мы рекомендуем обслужить его в сервисном центре. Также раз в месяц протирайте машину и осматривайте ее.

Правила хранения инвертора

Как мы уже упоминали выше, сварочный инверторный блок компактен за счет высокоэлектрических цепей, которые так чувствительны к пыли и перепадам температур. Именно по этой причине важно уделить особое внимание хранению преобразователя. Разовое повышение влажности и пылинка не убьют инвертор, но постоянное пренебрежение хранением выведет его из строя.

Самый простой вариант хранения — использовать коробку, в которой вы ее купили. Зачастую она сделана из достаточно плотного картона, что неплохо для хранения, например, в квартире. Пластиковая упаковка конечно предпочтительнее, но можно использовать и то, что уже есть. Для безопасности заверните устройство в целлофан и сделайте в нем вентиляционные отверстия.

Отнеситесь серьезно к выбору места хранения. Неотапливаемая дача или гараж точно не подойдут. Инвертору необходима постоянная комнатная температура и отсутствие колебаний влажности. Производители уверяют, что их устройства прекрасно хранятся как в жару, так и в минусовую температуру. Но на самом деле это не так. Так что не экспериментируйте.

Пояснения на схеме

Принцип работы сварочного аппарата, построенного на базе преобразователя, поясняется схемой.

Блок-схема преобразователя для сварки начинается с обозначения входящего тока и выпрямителя. Сетевое напряжение выпрямляется мостом с установленными на радиаторах мощными диодами для рассеивания выделяющегося тепла.

Форма выпрямленного напряжения, имеющая ярко выраженные пульсации, схематически изображается в квадрате схемы, соответствующей выпрямителю.

Перед входом в преобразователь, обычно представляющий собой преобразователь напряжения, пульсации фильтруются с помощью больших конденсаторов (на блок-схеме не показаны).

В преобразователе поступающее постоянное напряжение преобразуется в переменное напряжение с высокой частотой. Преобразование осуществляется переключением на высокой частоте мощных ключевых полевых транзисторов, выполненных по технологии IGBT.

При работе транзисторов выделяется много мощности, поэтому их монтируют на массивные алюминиевые радиаторы. В свою очередь работой транзисторов управляет высокочастотный генератор, в основе которого лежит микросхема-контроллер, работающая по принципу широтно-импульсной модуляции.

В этом разделе принципиальная схема сварочного инвертора повторяет схемы включения источников питания, используемые в электронной технике с прошлого века.

Импульсы высокой частоты, полученные в результате инверсии, подаются на трансформатор, где их амплитуда уменьшается до уровня, при котором будет производиться сварка.

Кроме того, преобразованное высокочастотное напряжение окончательно фильтруется конденсаторами и подается на выходные клеммы сварочного инвертора.

Частота тока, образующегося при работе преобразователя, достигает значения в несколько десятков килогерц. Именно высокая частота лежит в основе принципа работы инверторного сварочного аппарата.

Благодаря принципу высокочастотного преобразования удалось в несколько раз уменьшить массу и габариты сварочных аппаратов.

В основном это связано с очень малым весом и габаритами высокочастотных трансформаторов, конденсаторов и дросселей.

Потребляемая мощность

В зависимости от того, для какой работы используется инвертор и к какому типу он относится, рассчитывается потребляемая мощность устройства.

Бытовая сварка, масса которой не превышает 5 кг, работает от однофазной сети переменного тока напряжением 220 вольт. Устройство рассчитано на время работы до 20 минут при максимальной мощности.

Полуавтоматические и автоматические сварочные инверторы имеют усиленный трансформатор, микроблок регулировки, дополнительные радиаторы и конденсаторы. Время непрерывной работы 6–8 часов от сети 220–380 Вольт, как от однофазной, так и от трехфазной.

Все характеристики устройства — потребляемая мощность, выходной ток, тип сети — указаны на шильдике устройства. Для преобразователя, работающего от бытовой сети 220 вольт, максимальный ток нагрузки не должен превышать 160 А.

Если подключить профессиональный преобразователь с высокими характеристиками энергопотребления к бытовой сети, произойдет либо автоматическое аварийное отключение устройства, либо короткое замыкание и перегорание розеток.

Во время работы необходимо следить за работой индикатора защиты от перегрева, индикатора сети, поставить аппарат по шкале регулировки сварочного тока. Кнопка реле установлена ​​на корпусе инвертора.

Хранение

Ранее мы отмечали, что малые габариты инвертора являются преимуществом электрических цепей, подверженных негативному воздействию температуры и запыленности.

А это значит, что к вопросам хранения тоже нужно подходить со всей ответственностью. Постоянные колебания температуры, влажности и большие скопления пыли могут повредить инвертор.

После распаковки прибора не выбрасывайте упаковку. Из имеющихся вариантов хранения он самый лучший, так как сделан из плотно спрессованного картона.

Хотя она уступает по качеству пластиковой упаковке, это также хороший способ ее хранения. Для дополнительной защиты от пыли устройство можно обернуть целлофаном, а затем сделать в нем вентиляционные отверстия (целлофан.

Для нормальной сохранности сварочный аппарат лучше хранить в помещении с постоянной комнатной температурой и низкой влажностью.

Утверждения производителей о том, что их агрегаты устойчивы к резким погодным изменениям, преувеличены, поэтому уличное и гаражное хранение не подходит.

Какой сварочный аппарат лучше

Выбор устройства в основном дело сугубо индивидуальное. И каждый выбирает аппарат по своим потребностям, но можно сказать, что аппараты с диапазоном сварочного тока 200 – 250 А позволяют выполнять самые сложные работы и обрабатывать детали разной толщины.

Элементы электрической схемы инверторных устройств

Блок сварочного преобразователя состоит из следующих основных элементов:

• выпрямители переменного тока, поступающие от обычной электрической сети;
• инверторный блок, собранный на основе высокочастотных транзисторов (такой блок является генератором высокочастотных импульсов);
• трансформатор, понижающий высокочастотное напряжение и повышающий высокочастотный ток;
• выпрямители переменного тока высокой частоты;
• рабочий шунт;
• электронное устройство, отвечающее за управление инвертором.

Вне зависимости от характеристик той или иной модели инверторного блока принцип его работы, основанный на использовании высокочастотного импульсного преобразователя, остается неизменным.

Пример принципиальной схемы инвертора (нажмите, чтобы увеличить)

Выпрямительный и инверторный блоки оборудования сильно нагреваются в процессе работы, поэтому их устанавливают на радиаторы, активно отводящие тепло. Кроме того, для защиты выпрямительного блока от перегрева используется специальный термодатчик, отключающий блок питания при достижении им температуры 90 градусов.

Инверторный блок, фактически являющийся генератором высокочастотных импульсов большой мощности, собран на основе транзисторов, включенных по типу «наклонный мост». Генерируемые в таком генераторе высокочастотные электрические импульсы подаются на трансформатор, что необходимо для понижения значения их напряжения.

Наиболее распространенными трансформаторами, применяемыми для оснащения сварочных инверторов, являются устройства со следующими характеристиками: первичная обмотка — 100 витков провода ПЭВ (толщиной 0,3 мм); 1 вторичная обмотка — 15 витков медного провода диаметром 1 мм; 2 и 3 вторичная обмотка — 20 витков медного провода диаметром 0,35 мм. Все обмотки тщательно изолированы друг от друга, а их выводы защищены и пропаяны.

Внутренняя структура сварочного инвертора

На выходной выпрямитель сварочного инвертора поступает ток высокой частоты. Простые диоды не справятся с преобразованием такого тока в постоянный. Поэтому в основе выпрямителя лежат мощные диоды с высокой скоростью открытия и закрытия. Для предотвращения перегрева диодного блока его размещают на специальном радиаторе.

Обязательным элементом любого сварочного инвертора является мощный резистор, обеспечивающий плавный пуск устройства. Необходимость использования такого резистора объясняется тем, что при включении питания на оборудование подается мощный электрический импульс, что может привести к выходу из строя диодов выпрямительного блока. Чтобы этого не произошло, через резистор подается ток на электролитические конденсаторы, которые начинают заряжаться. Когда конденсаторы достигают полного заряда и устройство переходит в нормальный режим работы, контакты электромагнитного реле замыкаются и ток начинает течь на диоды выпрямителя, уже минуя резистор.

Выходные дроссели на плате сварочного инвертора

Инверторы, благодаря своим техническим характеристикам, позволяют регулировать сварочный ток в широком диапазоне – от 30 до 200 А.

Работой всех элементов такого сварочного аппарата, отличающегося компактными габаритами, малым весом и большой мощностью, управляет специальный ШИМ-регулятор. Электрические сигналы подаются на контроллер от операционного усилителя, который управляется выходным током самого инвертора. На основании характеристик этих сигналов контроллер формирует выходные корректирующие сигналы, которые могут подаваться на выпрямительные диоды и транзисторы инверторного блока — генератора высокочастотных электрических импульсов.

Помимо основных, современные сварочные инверторы имеют еще и целый список полезных дополнительных опций. К таким свойствам, значительно облегчающим работу с аппаратом и позволяющим добиться качественных, надежных и красивых сварных соединений, относятся форсирование сварочной дуги (быстрое зажигание), антиприлипание электрода, плавная регулировка сварочного тока, и наличие системы защиты от новых перегрузок.

Печатная плата с основными элементами инвертора

Управление током

Сварочный ток, подаваемый на инвертор, регулируется с помощью электронного регулятора с обратной связью, показанного на схеме. С помощью потенциометра, расположенного на передней панели сварочного инвертора, выбирается необходимое значение сварочного тока.

При вращении ручки потенциометра устанавливается определенный уровень опорного напряжения на входе логических элементов, построенных на операционных усилителях.

Сигнал, поступающий по линии обратной связи от датчика тока, расположенного на выходе устройства, сравнивается компаратором с уровнем напряжения, заданным управляющим потенциометром.

При несовпадении уровней напряжения цепи возбуждения и сигнала датчика тока изменяется амплитуда управляющего импульса, поступающего в контроллер.

При этом изменяется скважность импульсов, формируемых контроллером, что вызывает изменение режима включения транзисторов и, в конечном итоге, величины сварочного тока.

То есть принцип регулирования заключается в том, что схема всегда стремится поддерживать соответствие между значениями заданного и фактического тока, что обеспечивает стабильность.

В качестве контроллера, формирующего регулируемые сигналы широтно-импульсной модуляции, обычно используется микросхема TL494 производства американской компании Texas Instruments или ее аналоги.

На данной блок-схеме показан только принцип работы и взаимодействия отдельных функциональных блоков. Подробная схема подключения для каждого типа инвертора может иметь индивидуальные функции.

Плюсы и минусы инверторной аппаратуры

Среди всех существующих способов инверторная техника сварки для начинающих считается самой практичной и доступной. При желании научиться готовить инверторным сварочным аппаратом в домашних условиях можно всего за один день.

Преимущества данного вида оборудования неоспоримы:

1. Доступность. Стоимость оборудования невысока, а обширный выбор моделей предлагает практически каждый специализированный магазин.
2. Мобильность. Благодаря небольшому весу (всего 3-10 кг) оборудование можно без посторонней помощи перемещать с одного места на другое.
3. Универсальность. Правила сварки инвертором допускают применение электродов на постоянный и переменный ток, что имеет большое значение в случаях сварки цветного металла, чугуна и других сплавов.
4. Удобство. Аппарат позволяет регулировать силу тока в широком диапазоне, благодаря чему становится возможной аргонно-дуговая сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами.
5. Многофункциональность. В большинстве моделей схема управления позволяет выполнять различные функции, облегчающие процесс сварки деталей.

Говоря о плюсах, нельзя также отметить экономичность аппаратов по потребляемой мощности, а также простоту обучения, позволяющую в короткие сроки освоить секреты сварки инвертором.

Наряду с полезными свойствами преобразователей им свойственны и некоторые отрицательные моменты, которые необходимо изучить перед сваркой сварочным преобразователем:

• по сравнению с обычным трансформатором цена сварочного преобразователя выше примерно в 2-3 раза. Это связано с высочайшей сложностью и эффективностью оборудования;
• так как в схеме агрегата используются полупроводниковые детали, оборудование отличается повышенной чувствительностью к пыли, и в течение сезона необходимо производить чистку не менее 2-3 раз;
• некоторые модели не способны полноценно функционировать при минусовой температуре, что ограничивает их ассортимент.

Но если сопоставить минусы с несколькими положительными чертами, то они кажутся незначительными и полностью перевешиваются простотой обучения сварке, простотой использования и возможностью создания прочных соединений в одном изделии.

Характеристики и критерии выбора инвертора

 

При выборе сварочного аппарата с инвертором в первую очередь необходимо определить предполагаемую максимальную толщину и виды свариваемого материала. От этих параметров напрямую зависит мощность и сварочный ток будущего приобретения, а также цена. В таблице ниже приведены ориентировочные значения минимального и максимального тока для деталей из конструкционной стали различной толщины. Для других видов стали и цветных металлов эти значения будут другими, поэтому, если предполагается сварка нержавеющей стали или алюминиевых сплавов, необходимо уточнить применимые параметры для этих материалов.

Диаметр электрода (мм)	1,6	2	2,5	3	четыре	5
Сварочный ток (А)	25÷50	40÷80	60÷100	80÷160	120÷200	180÷250

Основные характеристики сварочного преобразователя, которые указывают в своих каталогах все производители данного оборудования:

• параметры входного напряжения;
• сила;
• продолжительность включения (ПВ);
• пределы сварочного тока (мин./макс.);
• холостое напряжение;
• рекомендуемый диаметр электрода;
• диапазон рабочих температур;
• класс защиты;
• вес и размер.

Покупая сварочный инвертор, помните, что, как и все производственное оборудование, он не вечен. Даже при качественном производстве и надежных комплектующих срок службы такого устройства до полной амортизации составляет 7-10 лет, а наработка на отказ – несколько тысяч часов.

Входное напряжение

 

Сварочные преобразователи питаются от однофазного или трехфазного напряжения 220 и 380 В. Как правило, в качестве источника выступает электрическая сеть, но существуют и передвижные установки, работающие от газогенератора. При выборе устройства для использования дома или в небольших мастерских одним из ключевых критериев является максимальная потребляемая мощность, которая должна соответствовать характеристикам электросети квартиры, дачи, гаража или производственного помещения.

Но покупка сварочного инвертора, потребляемая мощность которого соответствует нормам электросети, вовсе не гарантирует отсутствие проблем с питающим напряжением в процессе эксплуатации. Мощность источников таких объектов, как гаражные и дачные кооперативы, ограничена возможностями их подстанций, поэтому при коллективном включении высокой нагрузки напряжение может «пилить» до 150–180 В необходимо выбирать устройство с возможностью работы при пониженном напряжении.

Сварочный ток

Производители указывают максимальный и номинальный сварочный ток исходя из максимально допустимой температуры нагрева электронных компонентов преобразователя. Но фактический температурный режим отличается от нормативного, так как во многом зависит от условий эксплуатации: температуры воздуха, влажности, запыленности. Поэтому рабочий ток лучше выбирать с запасом: не менее чем на 15÷20 % выше необходимого.

Во избежание перегрева сварку тонких металлических листов, а также различных металлов и сплавов необходимо производить на слабом токе. Поэтому, если предполагается работа с такими материалами, необходимо учитывать значение минимального сварочного тока. Еще одним важным показателем технологических характеристик преобразователя является частота регулирования сварочного тока (отношение max/min значений). Для режима ММА этот параметр обычно находится в диапазоне 3÷5. Чем выше значение, тем шире возможности при выполнении сварки.

Напряжение холостого хода

При увеличении напряжения холостого хода процесс зажигания дуги значительно облегчается, а сама дуга становится более упругой и стабильной. Однако это увеличивает размер оборудования и снижает коэффициент мощности. Еще одним негативным последствием этого варианта является повышенный риск поражения электрическим током.

При уменьшении сварочного тока дуга становится неустойчивой, поэтому в современных преобразователях предусмотрено автоматическое повышение напряжения холостого хода при малых токах и снижение его при приближении к максимальным значениям. Оптимальное значение для сварки ММА 60÷85 В (в зависимости от значения максимального тока).

Режим работы на максимальном токе

В паспорте всех преобразователей в качестве одной из основных характеристик всегда указывается режим работы, который выражается в виде нормативного соотношения между временем сварки и общей продолжительностью технологической операции. При этом производители используют разные названия этого параметра: продолжительность нагрузки (DL) и продолжительность (PV). Отличие ПВ от ПН состоит в том, что в первом случае преобразователь полностью отключается от сети в перерыве между сварочными работами, а во втором преобразователь продолжает подавать напряжение холостого хода.

Однако чаще всего дают ПВ, который равен отношению времени работы на номинальном токе к общей продолжительности сварочного цикла. Согласно международным стандартам интервал в 10 минут считается циклом, то есть, если рабочий цикл = 40%, инвертор должен работать вхолостую в течение 6 минут каждые 4 минуты сварки. Некоторые производители в паспортах оборудования указывают ПВ для нескольких значений нагрузки. Вот такой пример для инвертора с максимальным током 160 А: 40% — 160 А, 60% — 135 А, 100% — 105 А. На первый взгляд может показаться, что 40% — это очень маленькая величина. Но на самом деле технологический процесс, кроме самой сварки, включает в себя ряд подготовительно-заключительных и вспомогательных операций, которые лишь занимают большую часть цикла сварки.

Полезные дополнительные функции

 

Большинство современных сварочных инверторов оснащены дополнительными функциями, многие из которых уже стали стандартными для данного типа оборудования. Среди них наиболее распространены:

1. Ограничение напряжения холостого хода. Этот режим направлен на повышение безопасности труда и обязателен при работе в условиях повышенной влажности, осадков и внутри металлических емкостей. Перед сваркой напряжение холостого хода составляет не более 12 В, а при касании электродом металла мгновенно увеличивается до номинального значения. В конце сварки напряжение снова падает до 12 В.
2. Теплый старт (Теплый старт). Для облегчения зажигания дуги в начале сварки инвертор на короткий период (0,5÷3 с) выдает импульс тока, превышающий установленное на приборе значение в полтора-два раза. Эта особенность также улучшает качество первой части сварного шва.
3. Защита от прилипания. В случае короткого замыкания через 0,5÷1 секунды ток дуги кратковременно уменьшается, затем снова восстанавливается.
4. Дуговая сила. С помощью этой функции восстанавливается режим капельного переноса электродного металла в сварочную ванну. Непрерывный поток металла разрушается последовательностью коротких импульсов повышенной мощности.

Вершиной функционального развития инверторных технологий является синергетическая система управления, способная самостоятельно выбирать нужную программу по заданным параметрам и адаптивно управлять процессом сварки на протяжении всего производственного цикла.

Основы сварки инвертором

Давайте сначала рассмотрим конструкцию сварочного инвертора. Оценивать «начинку» мы не будем, разберем, что там сверху и что нам нужно использовать.

Из чего состоит инверторный сварочный аппарат (Чтобы увеличить размер изображения, кликните по нему правой кнопкой мыши)

Это устройство представляет собой небольшую металлическую коробку, которая в зависимости от мощности весит от 3 кг до 6-7 кг. Корпус обычно металлический, некоторые производители делают в нем вентиляционные отверстия — для лучшего охлаждения «начинки» (в основном трансформатора). Есть ремень для переноски, иногда есть и ручка: ремень надевается на плечо, если работа требует движения.

На одной из панелей есть ключ или выключатель питания. В передней части расположены индикаторы тока и перегрева. Также имеются ручки для установки напряжения и сварочного тока. Также на передней панели есть два выхода — «+» и «-«, к которым подключаются рабочие кабели. Один кабель заканчивается зажимом-штырем, который крепится к детали, другой — электрододержателем. Разъем для подключения кабеля питания обычно расположен сзади. Вот собственно и все.

При покупке инвертора убедитесь, что кабели достаточно длинные и достаточно гибкие, чтобы с ним было легче работать. Именно к недостаточно длинным и жестким рабочим кабелям больше всего претензий у пользователей популярной марки инверторных сварочных аппаратов «Ресанта».

Общие принципы работы с инверторным сварочным аппаратом описаны в этом видео.

Сварка инвертором для начинающих

Как и при любой электросварке, плавление металла происходит за счет тепла от электрической дуги. Это происходит между сварочным электродом и свариваемым металлом. Чтобы образовалась дуга, их соединяют с противоположными полюсами: «+» подается на один, «-» на другой «-«.

При подключении электрода к «минусу», а детали к «плюсу», соединение называется «прямым». Если на электрод подается «плюс», соединение меняется на противоположное. Оба варианта используются при сварке, но только для металлов разной толщины: наоборот — для сварки тонких металлов; прямой — для сварки толстых металлов (толщиной более 3 мм). Но это не непреложное правило, иногда делают наоборот.

Прямая и обратная полярность подключения сварочного инвертора

В чем причина такого разделения на практике? Физика процесса. Когда возникает дуга, электроды перемещаются от минуса к плюсу. При этом они также передают свою энергию положительно заряженной поверхности, повышая температуру. Поэтому элемент, подключенный к плюсовому выходу, нагревается сильнее. При сварке металлов достаточной толщины их необходимо хорошо прогреть, чтобы они сплавились между собой и шов получился качественным. Поэтому они получают «+». Тонкий металл, наоборот, может прогореть от перегрева, и к нему прилагается «минус», сильнее нагревающий электрод, от которого в шов поступает больше расплавленного металла.

Правильно сварить металл инвертором можно только в том случае, если электрод вами хорошо управляется. Для этого нужно правильно взяться за ручку. Как это сделать, смотрите в видео.

Как при сварке образуется шов

Чтобы основы инверторной сварки были понятнее, рассмотрим, что происходит при образовании шва. Для начала уточним, что сварочный электрод для сварки металлов состоит из металлического сердечника и покрытия – специального покрытия, закрывающего зону сварки от контакта с кислородом воздуха. Подробнее об электродах для инверторов читайте здесь.

Теперь о самом процессе сварки. Электрическая дуга образуется при соприкосновении сердечника электрода и металла (как зажечь дугу читайте ниже). При этом покрытие начинает подгорать. Он частично плавится, переходит в жидкое состояние, частично превращается в газы. Эти газы окружают зону сварки – сварочную ванну. Они не позволяют кислороду воздуха «прорываться» к расплавленному металлу. Часть покрытия, перешедшая в жидкое состояние, покрывает расплавленный металл, создавая второй слой защиты. После остывания он превращается в шлак, который покрывает шов коркой. И на этом этапе шлак защищает еще горячий металл от кислорода.

Как работает инверторная сварка

Но шлакообразование и защита — далеко не единственный процесс, который имеет место и нуждается в контроле. При сварке необходимо следить за тем, чтобы место соединения двух кусков металла прогревалось равномерно и в достаточной степени. Обе части должны плавиться на одинаковом расстоянии от края. Чтобы нагрев был равномерным, необходимо соблюдать одинаковое расстояние от острия электрода до детали. Сделать это не очень просто: электрод при сварке плавится, и частицы его расплавленного металла переносятся дугой в шов. Поэтому электрододержатель необходимо постепенно приближать к детали. Но на этом технология электродной сварки не заканчивается. Также нужно «напечатать» кончиком некоторые фигуры – зигзаги, кружочки, елочки и т д. Они позволяют сделать шов шире и сплавить две детали между собой. Наиболее распространенные движения электрода показаны на изображении ниже.

Движения электрода при сварке инвертором: новичкам нужно отработать несколько движений перед автоматизацией

То есть нужно перемещать электрод из стороны в сторону на ширине шва по одной из этих траекторий, следя при этом за состоянием сварочной ванны, и опускать ее при выгорании электрода, сохраняя расстояние до детали постоянным . Это такая сложная задача для тех, кто хочет научиться сваривать металл. Со сварочным инвертором проще — дуга постоянная и не скачет, но поначалу может и не получиться.

Это очень медленное видео показывает перенос частиц металла с электрода в сварочную ванну и то, как он формируется.

На что обратить внимание при выборе сварочного инвертора

Дело не в свойствах, а в выборе марок и производителей. Ситуация на рынке со сварочными инверторами не лучше и не хуже, чем с другими инструментами или бытовой техникой. Много товаров из Поднебесной. Ценовая категория — от самой дешевой до средней. Есть также российские, украинские и белорусские подразделения. В основном они относятся к среднему ценовому диапазону, хотя есть и более дорогие линейки. «Европейцев» в последнее время очень мало и цена далеко не «средняя».

Как работает сварочный инвертор — это одно. Он также должен быть ремонтопригодным. Формы могут существенно различаться

Так что же выбрать? Оптимально — обычно Китай и устройства производства стран СНГ. И будьте осторожны. Есть много дешевых китайских подделок, имитирующих российские, украинские или белорусские бренды или даже «нормальные» товары из Китая. В «фирменных» устройствах заявленные параметры соответствуют реальным. А если выставить ток, например, 130 ампер, на выходе вы получите именно 130 ампер, плюс-минус пару процентов. В дешевых поделках приходится «испытывать», переписывая цифры на регуляторах. Потому что при положении регулятора 150 А, а на выходе может быть только 90 А. В лучшем случае 110-120 А, что явно не обнадеживает.

Автоматические функции сварочного оборудования

Чтобы понять, как работают инверторные сварочные аппараты в разных ситуациях, следует ознакомиться с принципом работы некоторых их функций.

ARC FORCE

Эта функция предназначена для форсирования дуги. Во время работы сварщика иногда замерзает капля расплавленного электрода, которая вовремя не отрывается и не попадает в сварочную ванну, уменьшая зазор.

Это может привести к прилипанию электрода к заготовке. Принцип действия мощности дуги заключается в кратковременном увеличении тока, который «сдувает» каплю металла.

ANTI STICK

В начале работы во время зажигания дуги электрод может прилипнуть к заготовке. Принцип работы антипригарной функции заключается в том, что в этот момент происходит резкое снижение сварочного тока. После отрыва электрода режим работы аппарата возвращается к нормальному.

Виды сварочных агрегатов и их выбор

Образцы импульсных преобразователей представлены на отечественном рынке в двух исполнениях:

• изделия со встроенным механизмом подачи присадочного материала в зону сварки (полуавтоматическая подача). Эти образцы выполнены в виде малогабаритных агрегатов с системой газового охлаждения;
• модели с независимым механизмом подачи проволоки больших размеров и жидкостным охладителем.

При выборе подходящего образца инверторного агрегата, как правило, исходят из соответствия параметров требуемым режимам сварки в условиях работы.

Для определенной категории сварщиков больше подходят максимальные критерии выбора сварочного аппарата. При их оценке следует исходить из того, что вне зависимости от режимов сварки максимальные характеристики в преобразователе определяются не показателями предельного тока, а величиной преобразуемого преобразователем напряжения. Значения рабочего тока в этом случае получаются из действующих в устройстве напряжений.

Чем большее напряжение может преобразовать инверторный модуль, тем более мощная токовая нагрузка может быть подключена к выходу сварочного аппарата.

Но в данной ситуации предельные характеристики инверторного блока не являются решающим фактором при выборе. Для сложных импульсных юнитов гораздо важнее выбрать диапазон своих способностей.

Такой подход к оценке инверторных преобразователей предполагает учет всей совокупности режимов работы и степени этих характеристик (аргонно-дуговая сварка, например).

При выборе также не стоит забывать о допустимых габаритах аппаратов импульсной сварки. Для удобства обращения с крупногабаритными промышленными изделиями предпочтительно, чтобы они были оснащены колесами, прикрепленными к кузову, или имели вспомогательную систему для перемещения в виде небольшой тележки.

Должное внимание следует уделить системе охлаждения импульсного аппарата, эффективность и надежность которой во многом определяют работоспособность и срок службы аппарата.