Сварочный инвертор – простая сварка и компактные размеры

Сварочные аппараты инверторного типа в наши дни признаются наиболее современными устройствами для осуществления высококачественной сварки. Они уверенно теснят традиционные сварочные выпрямители и трансформаторы в рейтинге пользовательских симпатий.

1 Принцип функционирования инверторного оборудования

В инверторах необходимая по величине сила тока обеспечивается посредством преобразования токов высокой частоты. Это отличает их от классических трансформаторов для сварки, в которых в катушке индукции происходит преобразование электродвижущей силы, требуемой для выполнения процесса.

За счет того, что электротоки преобразовываются перед сварочной операцией, инвертор характеризуется объективно малыми геометрическими размерами.

Так, если на обычном трансформаторе нужно получить 160-амперный ток, его масса должна равняться 18 килограммам. А вот инвертор, обеспечивающий такой же показатель тока, может весить порядка четверти килограмма. Как говорится, какие-либо комментарии тут излишни.

Фото инвертора для сварки, kokosy.com.ua

В бытовой электросети применяется переменный ток стандартной частоты 50 Гц напряжением 220 В. Такие его характеристики не годятся для проведения сварки. Инверторное оборудование для того и создается, чтобы придать току и напряжению величины, подходящие для розжига сварочной дуги и поддержания ее в горящем состоянии. Что важно, инверторный агрегат дает возможность преобразовывать эти показатели в широких пределах.

В инверторе имеется первичный выпрямитель. На него приходит напряжение в тот момент, когда аппарат подключается к бытовой электрической сети. Выпрямитель изменяет переменный ток в постоянный (напряжение при этом остается прежним). А затем передает его в специальный инверторный блок, где отмечается обратное преобразование тока (в переменный).

После всех этих превращений частота тока составляет несколько десятков тысяч герц, а не стандартные 50 (подобные характеристики обеспечиваются набором тиристоров и транзисторов, входящих в конструкцию инверторного оборудования). Напряжение с высокой частотой идет на понижающий трансформатор, который увеличивает силу тока, уменьшая при этом его напряжение.

На фото - конструкция инверторного оборудования, go-radio.ru

Малые габариты, которые имеет современный инвертор для дачи или профессиональный агрегат, как раз и объясняется наличием трансформатора высокочастотного типа. В стандартных сварочных агрегатах используется низкочастотный. Трансформатор в инверторе был бы тяжелым и крупным по размерам, если бы в аппарате не было предусмотрено инверторного модуля.

Здесь также стоит отметить тот факт, что в трансформаторе высокочастотного вида потери тока являются минимальными. Благодаря этому все профессиональные инверторы гарантируют высокий КПД (около 85–90 процентов) и отличаются по-настоящему стабильным функционированием в рекомендованных производителем условиях.

Устройство сварочного инвертора предполагает наличие еще одного выпрямителя (вторичного). В нем требуемый по показателю напряжения переменный ток снова становится постоянным. Именно этот ток и идет на электроды, используемые для сварки.

Фото устройства сварочного инвертора, go-radio.ru

Также в конструкции инверторного агрегата имеются многочисленные модули управления, построенные на базе миниатюрных процессоров. Они постоянно следят за величинами напряжения и тока, корректируя эти технические характеристики в тех случаях, когда они отклоняются от оптимальных. По сути, микропроцессоры и обеспечивают работу агрегата без сбоев. Кроме того, они обуславливают возможность выбора характеристик сварочного процесса в широком интервале.

2 Технические характеристики и основные функции инверторов

В настоящее время выпускается достаточно много разнообразного инверторного оборудования. Его производят и зарубежные компании, и отечественные предприятия. Принцип действия инверторов, описанный нами выше, остается неизменным, а вот конкретные технические характеристики могут быть разными. Они колеблются в следующих пределах:

  • Сварочный ток – от 5 до 200 ампер. Профессиональные агрегаты способны выдавать максимальный ток в обширном интервале, аппараты же для дачи, как правило, рассчитаны на меньший диапазон регулирования данной величины.
  • Продолжительность включения – от 20 до 100 процентов. Это очень важный показатель эффективности использования установки, так как он определяет возможность выполнения сварки на том или ином токе без перерыва. Инверторы для дачи и бытового применения не могут длительно работать без остановки. А вот аппараты, используемые на промышленных объектах, например, российский Сварог ARC 205 или инвертор SSVA 160-2, способны выдавать показатель продолжительности включения до 100 процентов на сравнительно высоких величинах сварочного тока (до 180 ампер).
  • Холостой ход – от 40 до 80 ватт.
  • Напряжение электрической сети – от 140 до 260 вольт.

Величина потребляемой мощности сварочного инвертора очень высока. Для промышленных агрегатов она может превышать показатель в 20 киловатт. Понятно, что такие установки нельзя использовать в быту, так как домашние электрические сети просто-напросто не рассчитаны на столь мощные агрегаты. Здесь сразу заметим – стоимость инвертора повышается с увеличением его мощности (также на цену оборудования влияют и другие его технические характеристики).

На фото - промышленный сварочный инвертор, volzhsky-vgg.all.biz

Практически все инверторы, которые реализуются сейчас в специализированных магазинах, способны выполнять далее указанные типы виды сварки:

  • полуавтоматическая сварка, называемая в мировой практике MIG/ MAG (производится в защитных газах при помощи сварочной проволоки);
  • ручная дуговая сварка ММА (используются электроды, процесс ведется на постоянном токе);
  • аргонодуговой процесс TIG (применяется инертный аргон и неплавящиеся электроды).

Для повышения эффективности работы в режиме TIG-операции инверторы могут оснащаться рядом функций. Среди них можно выделить такие: плавное уменьшение силы тока на финальной стадии сварочного процесса, бесконтактный розжиг сварочной дуги, сварка в импульсном режиме, регулировка продолжительности обдува поверхности газом, баланс полярности (повышение чистоты шва посредством снижения глубины провара изделия).

Ручной электродуговой процесс (его чаще всего используют для дачи и дома) становится более удобным благодаря наличию в инверторах сварочных функций форсажа дуги, розжига ее легким касанием о поверхность свариваемых деталей, антиприлипания (электроды никогда не привариваются к заготовке), а также снижения в авторежиме при простое агрегата величины напряжения, горячего старта (снижение риска получения бракованного шва, брызг при сварке). Инверторы могут иметь и другие функции. Но, как вы понимаете, с ростом "навороченности" аппарата увеличивается и его цена.

Фото ручного электродугового процесса сварки, weldering.com

Отметим и дополнительные функции для инверторов, с помощью которых может выполняться MIG-сварка. К их распространенным видам относят:

  • "Мягкий финиш": после того, как подача проволоки приостанавливается, она автоматически дожигается;
  • "Синергетика": технические характеристики оборудования самостоятельно "подстраиваются" под запрограммированные сварщиком показатели непосредственно во время сваривания;
  • "2/4 такта": проволока подается либо автоматически, либо по требованию пользователя;
  • "Мягкий старт": при розжиге электродуги аппарат повышает ток;
  • "Индуктивность": специальная функция (ей оснащаются дорогостоящие установки), обеспечивающая снижение уровня разбрызгивания металла, контроль ширины сварочного соединения и максимальную стабильность дуги.

3 Как выбрать электроды и генератор для инверторного оборудования?

Инверторы дают возможность применять разные электроды для осуществления сварочной операции. При этом следует знать, что для конкретных видов свариваемых поверхностей необходимо использовать определенные стержни. Профессиональные сварщики обычно эксплуатируют электроды марок ОЗС, МР, АНО, УОНИ, которые и стоят относительно недорого, и качество процесса обеспечивают высокое (даже тогда, когда сварку выполняет неопытный человек).

Для соединения деталей из углеродистых сталей (они, пожалуй, наиболее распространены) рекомендуется применять электроды УОНИ 13/45, МР-3, ОЗС-4, АНО-21, ЦЛ-11. Чугунные заготовки лучше сваривать стержнями ОЗЧ-2, малоуглеродистые сплавы – изделиями АНО-6 и АНО-4, высоколегированные – стержнями ЦЛ-11. Последние электроды марки ЦЛ также годятся для сварки нержавеющих сталей. Можно работать и с другими сварочными стержнями, которые выпускаются зарубежными производителями. Но они, как правило, существенно дороже российских аналогов.

Правильно выбрать электроды для соединения металлических конструкций – это полдела. Требуется, кроме того, позаботиться о том, чтобы грамотно подобрать генератор для сварочного инвертора. Такой выбор осуществляется с учетом следующих характеристик инверторного оборудования:

На фото - генератор для сварочного инвертора, stroy-plys.ru

  • сечение применяемых стержней для сварки;
  • потребляемая мощность агрегата;
  • совместимость инвертора и генератора;
  • сила сварочного тока.

Если вы планируете работать с электродами диаметром 4 мм, наименьшая мощность генератора должна составлять 4,5 кВт. Для стержней сечением 3 мм достаточно мощности 3,5 кВт, а для изделий диаметром 2 мм – 2,5 кВт.

В паспорте сварочного инверторного агрегата и инструкции к генератору всегда есть сведения об их мощности. В принципе, любой человек может сравнить их и остановить свой выбор на подходящем источнике тока. Но здесь специалисты советуют приобретать генератор с мощностью на 25–30 процентов большей, чем мощность, рекомендованная для инвертора.

Подобная предосторожность не будет лишней, так как аппарат для сварки достаточно быстро сломается, если эксплуатировать его на "критических" мощностных показателях. Если же вы планируете эксплуатировать инвертор очень активно, да еще и на большом сварочном токе, нужно еще больше перестраховаться и купить генераторную установку с мощностью в два раза выше той, которая указана в инструкции к инверторному оборудованию.

Фото генераторной установки для сварки инвертором, generator-nn.ru

Обратите внимание – начинающие сварщики нередко путают максимальную и номинальную мощности аппаратов, а также не видят особой разницы между единицами их измерения – киловольтами (кВт) и киловаттамперами (кВА). Это их и подводит. Всегда помните, что под кВА понимают активную мощность агрегата (ту, которая тратится на осуществление полезных рабочих действий), а под кВт – потребляемую (полную).

Иногда люди становятся владельцами сварочных инверторов без паспортов, что не позволяет им четко узнать рекомендованные характеристики для выбора генератора. Как в таком случае определиться с требуемой мощностью источника питания? Совсем несложно. Существует схема достаточно точного расчета этого показателя.

Берете показатель наибольшей силы тока инвертора, умножаете ее на напряжение электрической дуги (на большинстве современных агрегатов для бытового использования она составляет 25 В), а затем делите полученное произведение на коэффициент полезного действия инвертора. КПД, как правило, принимается 0,85 единиц. Полученная в результате этих нехитрых арифметических действия величина и станет вашей рекомендацией в вопросе выбора мощности генератора (не забудьте добавить к ней "запасные" 25–50 %).

Отметим, что многие производители сварочных инверторов изначально советуют потребителям те или иные генераторные установки, которые оптимально подходят для их аппаратов. Общие же рекомендации при выборе генератора таковы:

На фото - современные инверторные агрегаты для сварки, seveko.ru

  • если приобретается генератор мощностью свыше 10 киловатт, желательно, чтобы он функционировал на дизтопливе;
  • при мощности станции менее 10 киловатт лучше купить бензиновый агрегат;
  • генераторы с алюминиевыми блоками считаются менее функциональными и надежными, нежели аппараты с гильзами, сделанными из чугуна.