Достоинства, недостатки и принцип работы сварочного инвертора

Принцип работы и устройство сварочного инвертора

Чтобы правильно выбрать оборудование для выполнения сварочных работ, необходимо знать устройство конструкции и принцип работы сварочного инвертора. Если хорошо разбираться в таких вопросах, можно не только эффективно использовать, но и самостоятельно ремонтировать инверторные устройства.

Инверторные сварочные аппараты производства Италии

На современном рынке предлагается множество моделей инверторов, что позволяет мастерам подобрать оборудование в соответствии со своими потребностями и финансовыми возможностями. При желании сэкономить можно изготовить инверторный сварочный аппарат своими руками.

Как работает инверторный сварочный аппарат

Принцип действия инверторного аппарата во многом схож с работой импульсного блока питания. И в инверторе, и в импульсном блоке питания энергия трансформируется похожим образом.

Процесс преобразования электрической энергии в сварочном аппарате инверторного типа можно описать так.

• Переменный ток с напряжением 220 Вольт, протекающий в обычной электрической сети, преобразуется в постоянный.
• Полученный постоянный ток при помощи специального блока электрической схемы инвертора опять преобразуется в переменный, но обладающий очень высокой частотой.
• Понижается напряжение высокочастотного переменного тока, что значительно увеличивает его силу.
• Сформированный электрический ток, обладающий высокой частотой, значительной силой и низким напряжением, преобразуется в постоянный, на котором и выполняется сварка.

Принцип работы сварочного инвертора

Основным типом сварочных аппаратов, которые использовались ранее, были трансформаторные устройства, повышавшие сварочный ток за счет уменьшения значения напряжения. Самыми серьезными недостатками такого оборудования, которое активно используется и сегодня, являются низкий КПД (так как в них большое количество потребляемой электрической энергии тратится на нагрев железа), большие габариты и вес.

Изобретение инверторов, в которых сила сварочного тока регулируется совершенно по иному принципу, позволило значительно уменьшить размеры сварочных аппаратов, а также снизить их вес. Эффективно регулировать сварочный ток в таких аппаратах становится возможным благодаря его высокой частоте. Чем выше частота тока, который формирует инвертор, тем меньшими могут быть габариты оборудования.

Одна из основных задач, которую решает любой инвертор, – это увеличение частоты стандартного электрического тока. Возможно это благодаря использованию транзисторов, которые переключаются с частотой 60–80 Гц. Однако, как известно, на транзисторы можно подавать только постоянный ток, в то время как в обычной электрической сети он переменный и имеет частоту 50 Гц. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, в инверторных аппаратах устанавливают выпрямитель, собранный на основе диодного моста.

После транзисторного блока, в котором формируется переменный ток с высокой частотой, в сварочных инверторах расположен трансформатор, который понижает напряжение и, соответственно, увеличивает силу тока. Для регулировки напряжения и тока, имеющих высокую частоту, требуются менее габаритные трансформаторы (при этом по своей мощности они не уступают более крупным аналогам).

Сварочный инвертор без защитного кожуха

Элементы электрической схемы инверторных устройств

Устройство сварочного инвертора составляют следующие базовые элементы:

• выпрямитель переменного тока, поступающего из обычной электрической сети;
• инверторный блок, собранный на основе высокочастотных транзисторов (такой блок и является генератором высокочастотных импульсов);
• трансформатор, который понижает высокочастотное напряжение и увеличивает высокочастотный ток;
• выпрямитель переменного высокочастотного тока;
• рабочий шунт;
• электронный блок, отвечающий за управление инвертором.

Какими бы характеристиками ни обладала определенная модель инверторного аппарата, принцип его действия, основанный на использовании высокочастотного импульсного преобразователя, остается неизменным.

Пример принципиальной схемы инвертора (нажмите для увеличения)

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

Инверторный блок, являющийся, по сути, генератором высокочастотных импульсов большой мощности, собирается на основе транзисторов, соединяемых по типу «косого моста». Высокочастотные электрические импульсы, формирующиеся в таком генераторе, поступают на трансформатор, необходимый для того, чтобы понизить значение их напряжения.

Наиболее распространенными трансформаторами, используемыми для оснащения сварочных инверторов, являются устройства со следующими характеристиками: первичная обмотка – 100 витков провода марки ПЭВ (толщина 0,3 мм); 1-я вторичная обмотка – 15 витков из медной проволоки диаметром 1 мм; 2-я и 3-я вторичные обмотки – 20 витков медного провода диаметром 0,35 мм. Все обмотки тщательно изолируются друг от друга, а места их выхода защищаются и запаиваются.

Внутреннее устройство сварочного инвертора

На выходной выпрямитель сварочного инвертора поступает ток, обладающий высокой частотой. С преобразованием такого тока в постоянный простые диоды не справятся. Именно поэтому основу выпрямителя составляют мощные диоды, обладающие большой скоростью открывания и закрывания. Чтобы предотвратить перегревание диодного блока, его размещают на специальном радиаторе.

Обязательным элементом любого сварочного инвертора является резистор высокой мощности, обеспечивающий устройству мягкий пуск. Необходимость использования такого резистора объясняется тем, что при включении питания на оборудование подается мощный электрический импульс, который может стать причиной выхода из строя диодов выпрямительного блока. Чтобы этого не произошло, ток подается через резистор на электролитические конденсаторы, которые начинают заряжаться. При достижении конденсаторами полного заряда и перехода устройства в штатный режим работы замыкаются контакты электромагнитного реле и ток начинает поступать на диоды выпрямителя, уже минуя резистор.

Выходные дроссели на плате сварочного инвертора

Инверторы благодаря своим техническим характеристикам позволяют выполнять регулировку сварочного тока в широком диапазоне – от 30 до 200 А.

Работой всех элементов такого сварочного аппарата, отличающегося компактными габаритами, небольшим весом и высокой мощностью, управляет специальный ШИМ-контроллер. Электрические сигналы поступают на контроллер от операционного усилителя, питающегося выходным током самого инвертора. На основе характеристик этих сигналов котроллер формирует корректирующие выходные сигналы, которые могут подаваться на диоды выпрямителя и транзисторы инверторного блока – генератора высокочастотных электрических импульсов.

Кроме основных, современные сварочные инверторы обладают еще целым перечнем полезных дополнительных опций. К таким характеристикам, которые значительно облегчают работу с устройством и дают возможность получать качественные, надежные и красивые сварные соединения, следует отнести форсирование сварочной дуги (быстрый розжиг), антизалипание электрода, плавную регулировку сварочного тока, наличие системы защиты от возникающих перегрузок.

Монтажная плата с основными элементами инвертора

Целесообразность использования инверторов и их основные недостатки

Широкое применение сварочных инверторов объясняется целым рядом весомых преимуществ, которыми они обладают.

• Устройства данного типа отличаются высокой мощностью и производительностью.
• Сварной шов, формируемый с использованием инверторов, характеризуется высоким качеством и надежностью.
• Наряду с высокой мощностью, устройства данного типа отличаются компактными размерами и небольшим весом, что дает возможность легко переносить их в то место, где будут выполняться сварочные работы.
• Сварочные инверторы обладают большим КПД (порядка 90%), потребляемая электрическая энергия используется в них эффективнее, чем в трансформаторах.
• Благодаря высокому КПД такие аппараты отличаются экономичным расходованием потребляемой электроэнергии.
• В процессе выполнения сварочных работ с помощью инвертора расплавленный металл разбрызгивается незначительно, что отражается на более рациональном потреблении расходных материалов.
• Инверторы обеспечивают возможность плавной регулировки сварочного тока.
• Благодаря наличию в таких устройствах дополнительных опций уровень квалификации сварщика почти не влияет на качество выполнения работ.
• Широкая универсальность инверторов упраздняет вопрос о том, какой аппарат выбрать для выполнения сварки по различным технологиям.

Инверторные устройства выбирают в том случае, когда нужен аппарат, характеристики которого обеспечивают высокую стабильность горения сварочной дуги в любой ситуации. При использовании инверторов не возникает вопрос и о том, какой электрод выбрать для выполнения сварочных работ, так как с помощью этого оборудования можно варить металл электродами любого типа.

Конечно, недостатки у инверторов тоже есть, но их не так много. Сюда следует отнести достаточно высокую стоимость таких устройств, по сравнению с обычными сварочными трансформаторами. Дороги такие устройства и в ремонте, который чаще всего связан с необходимостью замены мощных транзисторов (их стоимость может составлять до 60% цены всего аппарата).

Очень чувствительны инверторы к негативным внешним факторам – пыли, грязи, осадкам и морозу. Если для работ в полевых условиях вам нужен именно инвертор, придется сооружать для него закрытую и отапливаемую площадку.

Особенности работы инвертора для сварки

Сварочные инверторы всё более уверенно занимают нишу производственного сварочного оборудования, приходя на смену традиционной трансформаторной технике. В том, что этот тренд носит глобальный характер, сомневаться не приходится.

Инверторное оборудование объективно успешней справляется со стоящими перед ним задачами.

Преимущества инверторной техники

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

Если вкратце перечислить преимущества, приобретаемые при внедрении инвертора, получится примерно следующее:

• более высокий коэффициент полезного действия, превышающий 90%, что предопределяет само устройство сварочного инвертора, характеризуемое отсутствием магнитных потерь в стальном сердечнике трансформатора, присущим «классике»;
• способность работать в условиях изменения уровня питающего напряжения в широких пределах, не снижая при этом технологических параметров;
• возможность очень точной установки тока сварки с цифровой индикацией его величины и жёстким поддержанием уровня в процессе сварки;
• кардинально сниженные габаритные размеры и вес конструкции;
• целый ряд совершенно новых возможностей, присущих только инверторным аппаратам, вот только некоторые из них.

К новым возможностям относится наличие специфических функций, среди которых hot start, anti sticking, arc force, и других, делающих процесс сварки доступным даже новичку. Есть возможность использования электродов, предназначенных для сварки, как переменным, так и постоянным током.

Что касается обычно называемых недостатков, присущих данному виду оборудования, то в первую очередь, речь идёт о сравнительно высокой цене этих приборов.

По этому поводу можно сказать следующее. Вспомните, как изменялись цены компьютерных и мобильных новинок буквально в течение нескольких лет. Дальнейшее совершенствование технологии и увеличение массовости производства неизбежно приведут к значительному снижению цен на сварочные инверторы.

Пояснения на схеме

Принцип работы сварочного аппарата, построенного на основе инвертора, иллюстрирует схема.

Структурная схема инвертора для сварки начинается с обозначения входящего тока и выпрямителя. Сетевое напряжение выпрямляется мостом из мощных диодов, установленных на радиаторы для рассеивания выделяющегося тепла.

Форма выпрямленного напряжения, имеющая ярко выраженные пульсации, схематически изображена в квадрате схемы, соответствующем выпрямителю.

Перед входом в инвертор, в общем-то, представляющем собой преобразователь напряжения, пульсации фильтруются с помощью конденсаторов большой ёмкости (на структурной схеме не показаны).

В инверторе, поступающее постоянное напряжение преобразуется в переменное, имеющее высокую частоту. Преобразование осуществляется за счёт переключения с большой частотой мощных ключевых полевых транзисторов, созданных по IGBT технологии.

При работе транзисторов выделяется большая мощность, поэтому их монтируют на массивных алюминиевых радиаторах. В свою очередь, работой транзисторов управляет высокочастотный генератор, основу которого составляет микросхема контроллера, работающего по принципу широтно-импульсного модулирования.

В этой части, принципиальная схема сварочного инвертора повторяет схемы импульсных блоков питания, используемых в радиоэлектронной аппаратуре с прошлого века.

Полученные в результате инвертирования высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, где происходит снижение их амплитуды до уровня, на котором будет осуществляться сварка.

Далее, трансформированное высокочастотное напряжение окончательно фильтруется конденсаторами и поступает на выходные клеммы сварочного инвертора.

Частота генерируемого при работе инвертора тока достигает значения нескольких десятков килогерц. Именно высокая частота лежит в основе принципа работы аппарата инверторной сварки.

Благодаря принципу высокочастотного преобразования удалось добиться снижения веса и уменьшения размеров сварочных аппаратов в несколько раз.

В основном это обусловлено очень малой массой и габаритами высокочастотных трансформаторов, конденсаторов и дросселей.

Управление током

Регулирование сварочного тока инвертора производится посредством электронного регулятора с обратной связью, изображённого на схеме. С помощью потенциометра, расположенного на лицевой панели сварочного инвертора, выбирается требуемая величина тока сварки.

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

Сигнал, поступающий по линии обратной связи с датчика тока, расположенного на выходе аппарата, сравнивается компаратором с уровнем заданного регулирующим потенциометром напряжения.

При несовпадении уровней напряжения задающей цепи и сигнала датчика тока, происходит изменение амплитуды управляющего импульса, поступающего на контроллер.

При этом происходит изменение скважности импульсов, генерируемых контроллером, что вызывает изменение режима переключения транзисторов и в конечном итоге, величины тока сварки.

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

В качестве контроллера, формирующего регулируемые сигналы широтно-импульсной модуляции, обычно применяется микросхема TL494, производимая американской фирмой Texas Instruments, либо её аналоги.

Приведённая структурная схема показывает только принцип работы и взаимодействия отдельных функциональных блоков. Детализованная электросхема каждого типа инверторов может иметь индивидуальные особенности.

Автоматические функции сварочного оборудования

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

ARC FORCE

Эта функция призвана осуществлять форсирование дуги. В процессе работы сварщика иногда капля расплавленного электрода, не оторвавшись вовремя и не попав в сварочную ванну, зависает, уменьшая зазор.

Это может грозить прилипанием электрода к детали. Принцип работы arc force заключается в кратковременном увеличении тока, который «сдувает» каплю металла.

ANTI STICK

В начале работы, в процессе розжига дуги, электрод может прилипнуть к заготовке. Принцип функции anti stick состоит в том, что в этот момент происходит резкое снижение сварочного тока. После отрыва электрода режим работы аппарата возвращается к норме.

HOT START

Работа этой опции помогает легко зажечь электрическую дугу. Принцип данной автоматической функции прост. При разжигании дуги, в момент отрыва электрода от заготовки, происходит кратковременное увеличение значения сварочного тока, что способствует более надёжному розжигу дуги.

Все функции способствуют более быстрой и надежной работе инвертора, что в итоге приводит к высокому качеству сварного шва.

Типы сварочных аппаратов, принцип работы устройства

Сварка представляет собой способ соединения и разъединения металлов посредством электротока и основывается на образовании дуги между участком обработки — первый электрод, и подводимой к участку рукоятки — второй электрод, соединенный с соответствующим полюсом электротока. Таким способом выполняется соединение частей, разъединение металлов или разрезание их, сверление и проделывание полостей и отверстий, наплавление слоями.

• Электрическая дуга
• Сваривание металлов
  • Инверторы: минусы и плюсы
  • Сварочные трансформаторы
  • Сварочные выпрямители
  • Полуавтоматы: характеристика
• Выбор модели

Дуговая сварка широко применяется, ведь благодаря этой технологии появилась возможность делать неразъемное соединение металлических деталей, а прочность шва при этом такая же, как и у массива материала. Это обстоятельство обусловлено непрерывностью образованных структур и молекулярными сцеплениями между деталями.

Электрическая дуга

Температуру в тысячи градусов Цельсия обеспечивает электрическая дуга, по сути являющаяся коротким замыканием между двумя электродами, расположенными достаточно близко друг от друга. Напряжение, которое подается на электроды, увеличивается, пока не будет пробоя воздуха, являющегося изолятором.

Пробой — эмиссия электронов катода. Разогреваемые током электроны выходят и направляются к ионизированным атомам анода. Затем появляется разряд, ионизируется воздух зазора, образовывается плазма, снижается сопротивление воздушной прослойки, ток усиливается, дуга разогревается, и став проводником замыкает цепь. Процесс получил название «розжиг» дуги. Стабилизируется дуга путем установления требуемого расстояния между электродами и поддержанием характеристик энергоснабжения.

Сваривание металлов

Выбор хорошего электрода и способа сварки крайне важен, так как от него зависит, будут ли его механические свойства аналогичны свойствам основного металла.

Сварочная ванна должна быть защищенной от воздействия воздуха для исключения окисления металла. С этой целью в рабочей зоне создается особая среда, что достигается двумя способами:

• Технология MIG-MAG, когда аргон, гелий или CO2 подается из специального баллона.
• Сжигание обмазки электрода и образование при этом защитного шлакового или шлакогазового «купола».

В процессе горения электродные покрытия связывают и выводят из шва кислород. Вдобавок вещества, содержащиеся в них, помогают ионизировать дугу, рафинируют и легируют металл шва.

В плане стабильности электроснабжения сварка — процесс довольно капризный, ведь требуемый температурный режим находится в прямой зависимости от параметров тока. Должна быть обеспечена устойчивость электрической дуги. Лишь стабильная дуга предотвратит появления дефектов шва, особенно при розжиге и затухании.

Чем свариваемые детали массивнее, тем более глубоким должно быть плавление, большего диаметра применяется электрод, больше силы и мощности требуется для работы. Определить силу тока оператор зачастую может лишь опытным путем, порой ее регулируют в процессе сварки, а иногда жестко фиксируют. Горение дуги от источника постоянного тока стабильнее, без прерываний.

При потреблении постоянного тока отсутствует полярность, образуется меньшее количество брызг металла, а шов получается качественнее. Сварка с переменным током несколько сложнее, потому что для поддержания дуги рабочий должен иметь серьезные навыки, высокого качества сварки в этом случае добиться сложно. Переменным током рекомендуется варить алюминий и его сплавы.

Разные виды аппаратов для сварки имеют разные технические особенности, свои плюсы и минусы.

Инверторы: минусы и плюсы

Это самые молодые сварочные аппараты, их серийное производство было налажено лишь в 1980-х годах. Выпрямители с транзисторным инвертором. В этих источниках электричество многократно меняет характеристики. Когда ток пропускается через полупроводник, то выпрямляется, а потом специальный фильтр сглаживает его. Постоянный стандартной сетевой частоты 50 Гц преобразуется в переменный опять, но уже с частотой в десятки килогерц.

После частотного инвертирования ток идет на миниатюрный трансформатор, где уменьшается его напряжение и увеличивается сила. Затем свою работу начинает выполнять высокочастотный фильтр и выпрямитель — постоянный ток подается на электроды для образования дуги.

Увеличение частоты тока — главное достижение инвертора. К плюсам относится также:

• Высокий КПД (85—95%).
• Возможность питания от обычной розетки.
• Большой период непрерывной работы.
• Широкий диапазон значений силы тока.
• Плавная регулировка тока и напряжения.
• Режим работы контролируется микропроцессорами и управляющими схемами.
• Защита от перепадов напряжения.
• Качественный сварной шов.
• Возможность соединения материалов, с трудом поддающихся сварке.
• Повышенная электрическая безопасность.

Недостатки инверторов:

• Высокая стоимость.
• Плохая реакция на проникновение пыли в корпус.
• Электроника чувствительна к влаге и холоду, что может привести к появлению конденсата.
• Вероятность появления в основной сети помех.

Сварочные трансформаторы

На сегодня это самые распространенные сварочные аппараты, относительно недорогие и простые по конструкции, надежные. Преобразование электроэнергии осуществляется силовым трансформатором стандартной частоты 50 Гц. Ток настраивается механической регулировкой магнитного потока в составном сердечнике. От сети питается первичная обмотка, намагничивается сердечник, и на вторичной обмотке индуцируется переменный ток меньшего напряжения (50—90 В) и большей силы (100—200 А), он формирует дугу. Чем меньше витков на катушках вторичной обмотки, тем меньше напряжение и больше сила тока.

Достоинства:

• Низкая стоимость (в два-три раза дешевле инверторов).
• Простота конструкции.
• Ремонтопригодность.
• Надежность.

Недостатки:

• Большой вес и габариты.
• Из-за переменного тока сложно получить высококачественный шов.
• Трудность удерживания дуги.
• Сравнительно невысокий КПД (не более 80%).
• Невозможность подключения к внутридомовой сети.

Сварочные выпрямители

Сетевой ток в этих аппаратах не меняет частоты и индуцируется на обмотках с понижением напряжения. После преобразования проходит еще через блок селеновых или кремниевых выпрямителей. На электроды идет постоянный ток. Благодаря этому электрическая дуга очень устойчива, без существенных прерываний и скачков.

В большинстве случаев требуется охлаждение вентиляторами. Часто устройства имеют дополнительные дроссели, позволяющие улучшить характеристики исходящего тока, который сглаживается и фильтруется. В комплекте с выпрямителями может быть защитная, измерительная и пускорегулирующая аппаратура. Тут важна стабильность температуры и тока, поэтому устанавливаются ветровые реле, термостаты, плавкие предохранители, автоматы. Наиболее распространены выпрямители на три фазы.

Достоинства сварочных выпрямителей:

• Высококачественный шов.
• Легкость поддержания дуги.
• Минимальное разбрызгивание материала присадки.
• Большая глубина плавления.
• Меньшие габариты и вес в сравнении с трансформаторами переменного тока.
• Возможность сваривания чугуна, цветных металлов, теплоустойчивой стали.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Необходимость внимательного наблюдения за состоянием системы охлаждения.
• Отсутствие в большинстве случаев возможности питания от бытовой сети.
• КПД меньше, чем у инвертора.
• Относительно сложная конструкция.

Полуавтоматы: характеристика

Сварочная проволока при помощи специального механизма подается в рабочую зону, где в активном газе расплавляется и направляется в сварочную ванну. Газ вытесняет воздух около сварочной ванны, защищает шов от кислорода. Применяется с этой целью углекислый газ, аргон, гелий, комбинации этих газов. С использованием флюсовой проволоки газ можно не подавать в рабочую зону.

Плюсы:

• Легкость сваривания тонколистовых деталей.
• Качество шва, возможность получения «короткого шва».
• Широкий спектр свариваемых материалов.
• Высокая производительность.
• Большой разброс настроек и регулировок.

Минусы:

• Высокая цена.
• Высокая стоимость расходных материалов.
• Необходимо применения баллонов или подключения к специальной сети.
• Трудность работы на улице, где газовую среду нужно защищать от сдувания.

Выбор модели

Напряжение сети. Бывает одно- или трехфазным. Для непромышленного применения рекомендуется аппарат на 220 В или универсальная машина «220/380». Большинство аппаратов могут выйти из строя или перестать варить из-за перепадов напряжения. В связи с этим инверторы комплектуются защитой от скачков напряжения. У бытовых агрегатов диапазон шире на 10—15%, а профессиональным моделям нужно напряжение 165—270 В.

Напряжение холостого хода. Эта характеристика определяет способность аппарата разжигать электрическую дугу и поддерживать ее горение. Чтобы дуга возбудилась, напряжение должно быть примерно в 1,5—2,5 раза больше напряжения стабильного горения электрической дуги.

Мощность. В паспортах часто указывается максимальная мощность источника питания сварочного аппарата, соответствующая максимальным нагрузкам на сеть. Если единицы измерения кВт, значит, говорится об активной мощности, если кВА — о полной мощности, которая обычно выше из-за поправочного коэффициента.

Реальная мощность определяется силой тока, которую способен выдать аппарат. Этот показатель и определяет толщину свариваемого металла и максимальный диаметр электрода.

Класс защиты. В паспорте должен быть 2-циферный код I. P. Индекс среднестатистических источников питания для сварки — IP21-IP23. Двойка говорит, что внутрь корпуса не проникнут предметы толщиной больше 12 мм. Вторая цифра говорит о защите от влаги — 1 — означает, что капли воды, вертикально падающие на кожух, вреда не нанесут; 3 означает, что даже под углом 60 ° вода в корпус аппарата не проникнет. Но варить под дождем запрещено!

Диапазон температур. Согласно ГОСТ, ручная сварка может осуществляться при температуре -40—40 ° C. Однако не все сварочные аппараты удается пустить в работу при температуре ниже нуля градусов. Чаще всего проблемы появляются с инверторами, в которых при минусовой температуре просто загорается сигнализатор перегрузки, и сварочный аппарат выключается.

Работа от генератора. Эта функция пригождается для работы в полевых условиях. Не все аппараты могут питаться от бытовых генераторов с ДВС.

Многие источники питания облегчают удержание дуги: «Антиприлипание на выключении», «Горячий старт», «Форсирование дуги», «Розжиг на подъёме». Полезно обратить внимание на индикацию параметров, функциональность, широту рабочих регулировок, защиту от перегрузок, качество маркировки, электробезопасность, комплектность, эргономику, ремонтопригодность. Рекомендуется приобрести аппарат с максимумом технических характеристик в паспорте, а паспорт рекомендуется купить на русском языке.

Никакой магии или как работает сварочный инвертор

И сварщики профессионалы, и домашние мастера оценили принцип работы сварочного инвертора, поэтому эти приборы постепенно вытесняют с рынка традиционные сварочные трансформаторы и выпрямители. И скоро настанет то время, когда они будут царить на современном рынке сварочного оборудования. Что такое сварочный инвертор, почему они появились недавно? Необходимо отметить, что принцип инвертности, а соответственно и сам сварочный агрегат появились не вчера. Принципиальные схемы аппаратов были разработаны в 70-х годах прошлого века. Но в современном виде сварочные приборы появились недавно.

Устройство сварочного инвертора

До недавнего времени инверторный аппарат был достаточно простым по схеме работы. Со временем инженеры дополнили ее электроникой, что повысило функциональность агрегата. Самое интересное состоит в том, что от этого цена сварочного инвертора не стала выше. Как показывает тенденция продаж, она постепенно снижается, что всех и радует.

Внимание! Термин «инверторный» не относится к процессу сварки. Это не методика. Это источник питания аппарата.

В чем заключается принцип действия сварочного аппарата инверторного типа?

• Работает он от сети переменного тока напряжением 220 или 380 вольт и частотой тока 50 Гц. Включается в обычную розетку, если разговор ведем о бытовом сварочном инверторе.
• Поступивший в инвертор сварочный ток проходит через фильтр, где он сглаживается и становится постоянным.
• Полученная электрическая энергия проходит через блок транзисторов (с большой частотой коммутации), в результате получается опять переменный ток только с большей частотой – 20-50 кГц.
• Далее, напряжение тока преобразуется, оно на выходе инвертора снижается до 70-90 вольт. По закону Ома снижение напряжение дает повышение силы тока. На выходе (на конце электрода) будет сила тока, равная 100-200 ампер. Это и есть сила тока сварки.

Именно высокая частота тока является главным техническим решением в инверторных сварочных аппаратах. Оно позволяет добиться максимальных преимуществ перед другими источниками питания электрической сварочной дуги. В инверторах необходимая для сварки сила тока достигается изменением высокочастотного напряжения. В обычных сварочных трансформаторах этот процесс происходит за счет изменения электродвижущей силы (ЭДС) катушки индукции, которая является основной частью трансформатора.

Именно предварительное преобразование электроэнергии позволяет использовать в инверторах трансформаторные блоки с небольшими размерами. Для сравнения можно привести такой пример. Если необходимо на выходе получить ток силой 160 ампер, то для этого в инверторе потребуется установить трансформатор весом 300 г. Такой же ток на выходе обычных сварочных трансформаторов получится, если в него будет вмонтирован трансформатор с медной проволокой (катушкой) весом 20 кг.

Почему так происходит? Основным элементов сварочного аппарата трансформаторного типа являлся сам силовой трансформатор с катушками первичной и вторичной обмотки. Именно катушка позволяла снижать переменное напряжение и получить на выходе из второй обмотки токи большой величины, пригодные для инверторной сварки металлов. Появляется зависимость от падения напряжения до увеличения силы тока. При этом длина медной проволоки на вторичной обмотке уменьшалась, но увеличивался его диаметр. Отсюда и большие габариты сварочного аппарата, и его большой вес.

Принципиальная электрическая схема инверторного аппарата

В сварочных аппаратах инверторного типа все наоборот, небольшие размеры и вес. Но как получить высокочастотное напряжение, если его частота в сети всего лишь 50 Гц? На помощь приходит принципиальная инверторная схема прибора, которая состоит из мощных транзисторов. Именно они могут переключаться с частотой напряжение 60-90 кГц.

Но чтобы транзисторы заработали, необходим постоянный ток. Его получают посредством использования выпрямителя. Этот блок представляет собой соединение двух элементов: диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение сети, и фильтрующие конденсаторы, с помощью которых происходит сглаживание. На выходе выпрямителя получается постоянно напряжение величиною более 220 вольт. Это первый этап преобразования напряжения и силы тока.

Полученное напряжение является источником питания для работы всей схемы аппарата. А так как мощные ключевые транзисторы подключены к трансформатору (понижающему), то и переключаться они будут с высокой частотой. Соответственно и сам сварочный агрегат будет работать на такой высокой частоте. Чтобы все это работало (преобразовывалось), необходимо в схему установить большое количество дополнительных элементов.

Чтобы разобраться в принципиальной схеме сварочного инвертора, необходимо рассмотреть любую модель.

Силовой блок

Не будем повторяться и рассказывать, как работает инверторный сварочный аппарат. Пройдемся по нюансам и элементам прибора.

• Сетевой выпрямитель. Его задача – из переменного тока сделать постоянный.
• Помеховый фильтр. Его устанавливают специально для того, чтобы помехи высокочастотного типа, появляющиеся в процессе работы сварочного инвертора, не попали в питающую сеть.
• Инвертор (преобразователь). По сути, это блок из мощных ключевых транзисторов, которые чаще всего собираются по принципу косого моста. Обязателен в связке радиатор, с помощью которого отводится тепло от транзисторов. Они подключаются к высокочастотному трансформатору, где через его обмотку происходит коммутация напряжения. Обратите внимание, что в самом трансформаторе преобразование напряжения (постоянное в переменное) не происходит. Эта обязанность возложена на транзисторы. Основное назначение трансформатора – это понижение напряжения до 60-70 вольт. В нем в первичной обмотке течет ток с большим напряжением, но с малой силой тока. Во вторичной, наоборот, с малым напряжением, но с большой силой.
• Выходной выпрямитель. Это диодный мост, в котором установлены диоды быстрого действия. Они за мгновения могут открыться и закрыться. Свойства очень важное, потому что эти элементы выпрямляют переменный высокочастотный ток. Простые диоды, установленные в инвертор, не успевали бы закрываться и открываться. В результате произошел бы их перегрев, итог – выход из строя.

Внимание! Необходимо знать, что на конденсаторах, установленных в фильтр, напряжение будет больше, чем на выходе диодного моста. Величина – 1,4-1,5 раз. При стабильном напряжении в сети в 220 вольт, на конденсаторах будет напряжение 310 вольт. Если в сети будет скачок, к примеру, до 250 вольт, то внутри аппарата в конденсаторах напряжение поднимется до 350 вольт. Вот почему используются конденсаторы с номинальным напряжением 400 В.

Вот основные элементы силового блока устройства инверторного сварочного аппарата. Есть еще блок управления, но он влияет на удобство работы агрегата и на его настойку (ручная или автоматическая).

Теперь вы знаете, из каких частей состоит инверторный источник сварочного тока. Еще раз повторимся. Это выпрямитель, инвертор, собранный из транзисторов, трансформатор, который понижает напряжение, и установленный на выходе выпрямитель. Для начинающих сварочников эти элементы ни о чем не говорят. И вроде бы знать о них им нет необходимости. Ведь работать с инвертором одно удовольствие.

• Он легкий (спасибо маленькому трансформатору).
• Легко варит достаточно толстые металлические детали (спасибо высокому току и низкому напряжению).
• Электрод не прилипает к поверхности металла (спасибо функции «Arc Force»).
• Процесс поджига электрода упрощен за счет подачи на его конец в начале работы тока большой силы. Эта функция сварочного инвертора называется Hot Start.
• Если появляется короткое замыкание при залипании электрода, напряжение в аппарате резко снижается до минимума. Это оберегает его от выхода из строя.

Итак, мы разобрались в устройстве сварочного инвертора, в его принципиальной схеме, и как он работает. Необходимо отметить, что к работающему сварочному инвертору (принцип работы у всех моделей одинаковый) есть несколько требований, два из которых – это длина питающего кабеля не больше 15 м и частота проводимого обслуживания – не реже двух раз в год. В основном его надо почистить от пыли.

Сварочный инвертор

Один из способов создания неразъемных соединений из металла – это электродуговая сварка. В течение множества лет для выполнения этой операции применяли генераторы трансформаторного типа. Главный их недостаток – габаритно-весовые характеристики. Например, агрегат марки ВД 306 весит порядка 150 кг.
С развитием полупроводникового оборудования и появление таких элементов, как тиристоры привело к созданию устройств, которые обладают всеми характеристиками, как и трансформаторы, но весят в разы меньше, всего несколько килограмм, например, Ресанта САИ 250 весит всего 5 кг, — сварочного инвертора или инверторного сварочного аппарата.

Устройство и основные характеристики инверторов

Инверторные устройства имеют совершенно другую электрическую схему, основанную на использовании полупроводниковых приборов диодов, тиристоров, транзисторов.

Принцип работы инвертора

Как уже отмечалось, инверторы вошли в практику сварных работ не так давно, на исходе ХХ столетия. В основе работы аппаратов этого типа лежит принцип сдвига напряжения. Такое решение позволяет поднять силу и частоту тока. Надо отметить, что устройство инвертора, применяемого для работ – содержит довольно сложную схему, внутри которой реализуются нижеприведенные процессы:

Инверторные сварочные аппараты

1. Переменный ток, подаваемый на инвертор, преобразуют в постоянный. Изменение параметров тока происходит в устройстве, который собирают с применением диодного моста.
2. Полученный ток передается на инвертор, который играет роль генератора высокочастотных импульсов. В транзисторном блоке, происходит обратное преобразование постоянного тока в переменный. Но получаемый ток, обладает существенно большей частотой, чем тот, который поступает из сети питания.
3. Ток высокой частоты поступает на трансформатор. Это устройство снижает напряжение и одновременно повышает силу тока. Так как трансформатор, который используют для работы с токами высокой частоты, имеет небольшие габариты, все это сказывается на габаритно-весовых характеристиках инвертора.
4. После прохождения трансформатора, переменный ток, с новыми параметрами поступает на выпрямитель, где он снова трансформируется в постоянный, который и используют для сварки.

Сварка инвертором для начинающих

Надо отметить, что инверторные устройства, в отличие от устройств трансформаторного типа потребляет в два раза меньшее количество энергии. Кроме этого, параметры тока, который поступает из устройства, гарантируют то, что сварочная дуга будет иметь стабильный розжиг и горение во время сварки.

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

1. Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
2. 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.
3. Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.

Технические параметры сварочного инвертора

1. Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
2. Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
3. Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
4. 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.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Инверторные устройства показывают КПД в пределах 85 – 95%, надо сказать, что это высокий показатель среди электронной аппаратуры. Используемая схема позволяет выполнять регулировку уровня сварочного тока от нескольких ампер, до сотен, а то и тысяч.

Например, инвертор марки ММА, он составляет 20 – 220 А. Инверторы могут работать длительное время. Управление источником питания можно выполнять дистанционно. К несомненным преимуществам инверторов можно отнести их малые габаритно-весовые характеристики, позволяющие перемещать устройство на месте выполнения сварки. В конструкции аппаратов использована двойная изоляция, обеспечивающая электрическую безопасность.

Технологические достоинства

Применение инверторов позволяет использовать электроды любой марки, которые работают и с постоянным и переменным током. Устройства этого типа могут быть использованы для сварки с неплавящимся электродом в среде защитного газа. Кроме того, конструкция этого оборудования позволяет легко автоматизировать сварочные процессы.

Сварка может быть выполнена с применением короткой дуги, таким образом, снижаются энергопотери и повышается качество сварного шва, в частности, на поверхности свариваемых деталей практически не образуются брызги от выполнения сварки. Кстати, применение инверторов позволяет получать швы в любой пространственной конфигурации.

В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.

Минусы, которым обладают инверторы

Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.

Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.

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.

Какой сварочный аппарат лучше

Выбор аппарата – это по большей части дело сугубо индивидуальное. И каждый выбирает аппарат по своим потребностям, но, можно сказать, что устройства с диапазоном сварочного тока в пределах 200 – 250 А, позволяет выполнять самые сложны работы и обрабатывать детали разной толщины.

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.

Дополнительные функции в инверторах

В современных инверторных устройствах реализованы некоторые опции, которые заметно облегчают работу сварщика:

1. Горячий старт – зачастую у начинающих сварщиков, да и не только у них, возникают сложности с розжигом и поддержанием дуги в рабочем состоянии. В момент розжига, ток вырастает до необходимого уровня и сразу после розжига возвращается к рабочим параметрам. Процесс изменения тока происходит полностью автоматически, без участия сварщика.
2. Еще одна проблема, которая преследует новичков – залипание электрода. Причин тому несколько, но решение у нее одно – снижение уровня сварочного тока. Эта операция так же выполняется автоматически.

1. Форсаж дуги позволяет выполнять швы в разных пространственных положениях.
2. Снижение напряжения холостого хода до безопасного для рабочего и его окружающих людей уровня.

Определяемся с характеристиками

Как и любое техническое оборудование, сварочные инверторы обладают рядом технических параметров, которые определяют их возможности.

Сварочный ток

Инверторные сварочные аппараты обеспечивают генерацию сварочного тока в диапазонах от 100 до 250 А.

Напряжение холостого хода

После преобразования тока, подаваемого из электрической сети в 220 В, на выходе из аппарата получается ток с напряжением в 50 – 90 В и рабочей частотой в 20 – 50 кГц. Для розжига дуги необходимо использовать максимальное напряжение, но оно создает угрозу безопасности сварщика и окружающих людей. Поэтому после окончания работы, напряжение падает до безопасного уровня.

Режим работы на максимальном токе

Важный показатель работы любого сварочного аппарата это показатель длительности работы. Его могут называть ПН или ПВ. Этот показатель говорит о том, какое количество времени будет работать аппарат при десятиминутном сварочном цикле, до отключения.

Другими словами, если ПВ составляет 50% — это значит что время эффективной работы, составит 5 минут, если показатель составляет 70%, то время составит 7 минут. Этот показатель должен быть отражен в технической документации, входящей в состав поставки сварочного аппарата.

Рекомендации по эксплуатации бытовых инверторов

Инвертор, предназначенный для сварки – это сложное инженерное устройство, которое оснащено множеством уровней защиты.

Аппаратура этого класса показывает стабильность в работе и между тем требует к себе бережного отношения и своевременного обслуживания.

Перед приобретением аппарата целесообразно тщательно изучить руководство по эксплуатации.

Инструкция сварочного инвертора

При работе с инвертором необходимо соблюдать несколько простых правил безопасности:

1. Все токопроводящие рукава не должны иметь повреждений, клеммы для подключения должны надежно фиксироваться в аппарате.
2. Если в конструкции аппарата предусмотрен вентилятор и во время включения он не вращается, эксплуатация такого устройства недопустима.
3. При работе с аппаратом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Достоинства и недостатки сварочного инверторного аппарата

Одним из популярных видов сварочного оборудования является так называемый инвертор, обязанным своим названием использованию довольно специфичного принципа создания сварочных токов – инверсии – явлению, когда постоянное напряжение с помощью одного из каскадов источника преобразуется в переменное напряжение. Одними из основных причин высокого спроса на такие устройства стали их небольшие вес и размеры.

Появление и развитие сварочных инверторов

Представленные на сайте tehno-stil.com.ua сварочные аппараты инверторного типа смогли появиться на свет благодаря активному развитию отрасли силовой электроники, в частности, за счет массового внедрения в жизнь таких элементов, как биполярные транзисторы, оснащенные изолированным затвором – первые аппараты такого вида изготавливались именно на их основе. С годами конструкция приборов претерпевала неоднократные усовершенствования, и сегодня достигла своего идеала – в наши дни поддержание постоянства требуемых характеристик в таком сварочном оборудовании обеспечивается умным микроконтроллером, в случае обнаружения сетевых скачков стабилизирующим выходной ток, путем модификации усиливающих коэффициентов в различных электрических элементарных схемах устройства.

Питание сварочного инверторного аппарата

Питается сварочный инвертор от привычной всем электрической сети с переменным напряжением и стандартной частотой тока. При этом на первый его каскад возлагается задача по выпрямлению поступающего входного напряжения с одновременным осуществлением процесса фильтрации гармоник, после которого идет преобразование в напряжение высокой частоты, с показателями от 20 до 50 кГц. Встроенный компактный трансформатор понижающего типа гальваническим методом развязывает цепь электрода с источников, уменьшая величину напряжения вплоть до 70-90 В, сохраняя при этом мощность и увеличивая силу тока до нескольких сотен ампер. Итоговые токи фильтруются, выпрямляются и поступают к силовому разъему, используясь по назначению.

Преимущества сварочного инвертора

Если сравнивать сварочный инвертор с другими распространенными разновидностями аналогичных приборов, он имеет внушительный ряд плюсов, включающий в себя такие достоинства как:

• Компактные размеры, обусловленные применением небольших полупроводниковых деталей
  Небольшой вес и легкость транспортировки, проистекающие из компактности
• Высокий коэффициент полезного действия, находящийся в диапазоне от 83 до 95 процентов
  Минимально возможные потери тепла через провода
• Возможность гибкой регулировки сварочных токов в обширных пределах, облегчающая подбор оптимального режима для используемого сочетания материалов и электродов
• Допущение длительной работы с относительно короткими перерывами
• Наличие удобной и надежной двойной изоляции, гарантирующей обеспечение максимального уровня безопасности сварщика
• Использование электродов самых разных типов, независимо от того, для какого тока они предназначены – постоянного или переменного
• Легкость поджигания сварочной дуги
• Почти полное отсутствие разбрызгивания раскаленных капель металла в процессе его сваривания
  Минимальное проявление проблемы электромагнитного дутья
• Эффективная работа с металлами и сплавами, справиться с коими сварочным аппаратам трансформаторного типа не по силам

Функционирование сварочного инвертора осуществляется с привлечением микропроцессорного управления, позволяющего рабочему использовать такие полезные опции, как горячий старт, в процессе которого выдается поджигающий дугу дополнительный стартовый импульс, и режим борьбы с прилипанием, существенно снижающий риск прилипания электрода к свариваемой поверхности.

Недостатки сварочного инвертора

Единственным серьезным недостатком сварочных аппаратов инверторного типа является их более высокая стоимость по сравнению с конкурентными решениями, работающими по другому принципу, такими, как трансформаторные сварочные аппараты.

Сварочный инвертор – лучший выбор

Для выполнения большинства распространенных типов сварочных работ, аппараты инверторного типа являются наиболее оптимальным выбором, а для новичков так вообще – этот инструмент является просто самым рекомендуемым. Выдаваемый им шов – всегда качественный и безупречный, даже при отсутствии у исполнителя большого опыта проведения сварки.

Инверторные сварочные аппараты: плюсы и минусы, правила выбора

Традиционные сварочные трансформаторы постепенно уступают место многофункциональным инверторным аппаратам, широко востребованным как для бытового, так и для профессионального применения.

Принцип работы сварочных инверторов

Основное отличие этих аппаратов от трансформаторов – многоступенчатое преобразование параметров питающего электрического тока в характеристики, оптимальные для сварочного процесса.

• Переменный сетевой ток частотой 50 Гц подается на первичный выпрямитель для его трансформации в постоянный.
• Сглаженный фильтром ток с помощью модулятора на полупроводниковых приборах преобразуется снова в переменный очень высокой частоты – до 50 кГц.
• На последней стадии происходит формирование тока, параметры которого оптимальны для сварки.

С помощью электронной «начинки» инвертора реализуется контроль параметров электрической дуги.

Виды инверторных аппаратов

Аппараты для ручной сварки покрытыми электродами, обозначаемой аббревиатурой ММА, разделяются на группы.

• Бытовые. Агрегаты для нечастого применения и несложных работ, не требующих большой мощности.
• Полупрофессиональные. Средний класс по цене, мощности и производительности.
• Профессиональные. Способны выдерживать ежедневные нагрузки, в этом классе присутствуют универсальные агрегаты, которые, помимо ручной дуговой сварки, могут работать в других режимах: в качестве резака или для сварки в среде инертных защитных газов.

Как выбрать сварочный инвертор: полезные советы

Перед приобретением сварочного инвертора принимается во внимание комплекс параметров.

Толщина свариваемых изделий. Не рекомендуется выбирать аппарат в расчете на использование на максимальном сварочном токе. В характеристиках инвертора указывается время, которое он может работать в максимальном режиме, и время последующего отдыха, период расчета – 10 минут. Например, показатель в 40% означает, что аппарат после 4-х минутной работы в максимальном режиме должен отдыхать 6 минут. На средних и низких токах необходимости в таких перерывах нет.

Таблица зависимости необходимого сварочного тока от диаметра электродов и толщины свариваемых элементов

Напряжение сети. Большая часть агрегатов рассчитана на работу в бытовых однофазных сетях. Современные модели инверторов обычно предусматривают вероятность скачков напряжения. Показатель возможности отклонения от 220В, равный 20-25%, означает, что такие аппараты могут работать в диапазоне 170-270В. Для домашнего использования в районах с более-менее стабильным напряжением достаточно показателя 10-15%. Чем больше защита от скачков, тем дороже стоит агрегат.

Дополнительные функции, которые могут выполнять инверторы

• HOT START – «Горячий старт» – обеспечивает подачу дополнительного импульса, позволяющего быстро начать сварочный процесс.
• ARC FORCE – «Форсаж дуги» – предназначен для автоматического роста силы тока при резком приближении электрода к месту сварки, служит для предотвращения залипания электрода.
• ANTI STICK – «Антизалипание» – опция, актуальная для начинающих сварщиков. Обеспечивает отключение тока при залипании электрода и повторное включение при его отрыве.
• Индикация и автоматическое отключение при перегреве аппарата. Такая функция ослабляет влияние человеческого фактора и снижает вероятность выхода агрегата из строя.

Важные мелочи

При покупке обращайте внимание не только на аппарат, но и на комплектующие и другие факторы.

• В комплекте обычно идет силовой кабель и два сварочных. Один имеет зажим крепления на деталь, второй – с держателем электрода. Предпочтительны легкие и длинные кабели. Оптимальный вариант – чтобы они были припаяны, а не зажаты или завальцованы.
• Наличие и длительность гарантийного срока.
• Наличие поблизости сервисного центра.

Преимущества и недостатки сварочного инвертора

• по сравнению с обычными сварочными трансформаторами – небольшая масса и компактные размеры;
• возможность использования электродов любого типа (как для постоянного, так и переменного тока), что позволяет работать с разными материалами одним электродом;
• возможность аргонодуговой сварки (не все модели);
• достаточно редкие случаи залипания электрода при касании к металлу;
• высокий КПД (90% и более), благодаря отсутствию значительных потерь на большую индукцию, характерную для традиционных сварочных трансформаторов, практически вся расходуемая агрегатом энергия поступает на дугу;
• минимальное разбрызгивание металла, что особенно заметно при ведении работ электродами малых диаметров. Дуга зажигается и работает с ними мягко, шов аккуратный, количество шлака небольшое. Возможность понижения силы тока до 10-15А позволяет варить электродами диаметром 1,6 мм;
• аппарат позволяет работать со специальными электродами для коррозионностойких сталей, цветных металлов, неплавящимися электродами для сварки алюминия в среде инертных защитных газов;
• возможность плавного регулирования сварочного тока;
• модели с функциями антизалипания, горячего старта и стабилизации дуги во время залипания значительно облегчают процесс сварки для новичков;
• минимальные помехи и нагрузка для электросети, что обеспечивает безопасность и избавляет от необходимости отключать бытовую технику на время работы сварочного инвертора.

• для большинства моделей – слабая защищенность от пыли, негативно влияющей на работоспособность электроники;
• высокая чувствительность электроники к минусовым температурам. Большинство моделей нельзя использовать уже при температурах окружающего воздуха ниже -3°C;
• более высокая стоимость, по сравнению с традиционными сварочными трансформаторами.

Какой сварочный инвертор лучше купить

Ремонтные работы в частном доме и на даче неизбежны. Если они связаны с восстановлением или изготовлением металлических изделий, сварочный инвертор будет незаменим. Особенно для владельцев гаража с автомобилем и сельхозтехникой. Электроника поможет начинающему мастеру накладывать качественные швы. Чтобы купить аппарат в соответствии с планируемыми работами, нужно знать, как выбирается сварочный инвертор для дома и дачи.

Что такое сварочный инвертор и как он работает

Инвертор — это улучшенная модификация сварочного аппарата. За счёт изменения частоты тока с последующим выпрямлением у него лучше характеристики и качество швов.

Устройство и принцип работы

Несмотря на внешнее сходство, инвертор отличается от сварочного трансформатора наличием:

• низко и высокочастотного выпрямителя;
• рабочего шунта;
• инвертора;
• электронного блока управления;
• стабилизатора;
• датчика тока.

Как и у обыкновенного сварочного аппарата имеется силовой трансформатор, охлаждаемый вентилятором.

У сварочного инвертора принцип работы основан на сдвиге напряжения, что позволяет увеличить мощность за счёт повышения частоты. Процесс происходит в следующей последовательности:

• низкочастотный выпрямитель изменяет переменный в постоянный ток;
• после выпрямления ток подаётся на инвертор, который преобразует его в переменный с частотой 50 — 60 кГц;
• после чего напряжение понижается трансформатором;
• затем уменьшенное напряжение проходит через высокочастотный выпрямитель и поступает на выходные клеммы.

Достоинства и недостатки инверторной сварки

У сварочных аппаратов инверторного типа КПД достигает 90%. Электронный регулятор позволяет менять силу сварочного тока от десятков до сотен ампер. Малый вес и размеры позволяют перемещать их в сумках, например, при дачном переезде. Двойная изоляция надёжно защищает от поражения электрическим током.

Инверторная сварка может использоваться в режиме короткой дуги, что повышает качество швов, снижает потери. Работа может производиться любыми электродами. Возможна ручная сварка нержавейки, цветных металлов, сплавов в среде аргона. Для увеличения мощности допускается параллельное соединение устройств.

К минусам относится высокая стоимость ремонта. При поломке ключевых элементов придётся заплатить треть цены устройства.

Инверторный сварочный аппарат лучше не хранить в холодном помещении, так как образующийся из-за температурных перепадов конденсат губителен для электроники. Пыль также не лучшим образом сказывается на его самочувствии, поэтому чистку нужно производить часто.

Виды сварочных инверторов

Инверторные устройства подразделяются на три типа:

1. Бытовой используется для ручной сварки металла толщиной до 3 мм. По международной классификации обозначается MMA.
2. Полупрофессиональный тип отличается повышенной мощностью и меньшими перерывами на охлаждение, допускается сварка изделий толщиной до 6 мм. Работоспособность сохраняется при питающем напряжении от 165 вольт. Некоторые модели оснащаются разъёмами для TIG (ручная сварка в среде инертного газа).
3. Профессиональный вид позволяет работать в течение 6 — 8 часов при напряжении от 130 вольт без перерывов. Когда требуется высокая производительность, эти инверторы применяются для полуавтоматической сварки в среде аргона (MIG/MAG) специальной проволокой.

Какой сварочный инвертор лучше подойдет для домашних целей

Определяются значения характеристик для успешного проведения планируемых работ. Затем выбирается инверторный сварочный аппарат и вспомогательное оборудование по этим показателям.

Основные характеристики

При выборе учитываются следующие параметры:

1. Подключение tig потребуется для сварки нержавейки и цветного металла, но вольфрамовые электроды, баллон с газом, горелка приобретаются отдельно.
2. Режим работы на максимальном токе должен периодически прерываться на остывание агрегата. Такие циклы измеряются интервалами времени 10 минут, обозначаются как ПВ и указываются в процентах. Если в паспорте стоит 45%, значит, через каждые 4,5 минуты работа останавливается на 5,5 мин. Это относится только к максимальному току, на средних и низких значениях перерывы не требуются. Для бытовых устройств ПВ выбирается в пределах 50 — 70%.
3. Чем больше мощность, тем более толстый металл можно варить. Однако этим показателем определяется, сколько потребляет сварочный инвертор электроэнергии. Поэтому следует учитывать состояние проводки на даче. Для бытовых нужд оптимальная мощность 2,7 — 3,5 кВт.
4. Регулировка силы тока на дорогостоящих моделях осуществляется плавно, с точностью до 1 А. В быту не требуется высокое качество швов, поэтому лучше для дома выбрать более дешёвую модель со ступенчатым переключателем.
5. Напряжение холостого хода замеряется на устройстве с отключенной нагрузкой. Его значением, от 40 до 90 вольт, определяется стабильность и лёгкость поджига дуги. Начинающим сварщикам рекомендуется выбирать 70 — 90 В.
6. Сварочный ток выбирается по максимальному значению. Он зависит от толщины свариваемых изделий. Если предполагается работать с толщиной до 10 мм, достаточно аппарата с током 160 — 180 А. Если иногда случается сваривать более толстые изделия — 200 А. Поскольку металлопрокат более 20 мм в быту не применяется переплачивать за агрегат с током 220 — 250 А нецелесообразно. Желательно чтобы у выбранной модели регулировка начиналась с 10 А, что необходимо для прихватки листов толщиной менее 1 мм.
7. Питающее напряжение выбирается в зависимости от качества энергоснабжения. Если в городах стабильно поддерживается 220 вольт, то в посёлках напряжение нередко падает до 180 — 190 В. Поэтому при выборе нужно обращать внимание при каких значениях у инвертора будет сохраняться работоспособность. В техническом паспорте пределы напряжения указываются через дефис, например, 160 — 240 вольт или процентами.

Дополнительные функции

Сервисные опции упрощают рабочий процесс, но придётся доплатить. Стандартный набор содержит:

• антиприлипание — автоматическое отключение питания, когда залипает электрод с последующей подачей тока после отрыва;
• горячий старт способствует лёгкости розжига дуги путём подачи дополнительного импульса;
• форсаж дуги не позволяет за счёт увеличения силы тока электроду залипать при резком сближении с поверхностью металла.

Какого производителя выбрать

Большинство современных сварочных инверторов бытового назначения выпускаются Китаем по лицензии европейских, американских, российских производителей. Поэтому в документации указывают страну бренда и изготовителя.

Российские сварочные инверторы

К сожалению, наша родина небогата производителями инверторов. Заслуженной популярностью пользуются аппараты Торус с 3-хлетней гарантией. Они выпускаются двумя линейками:

1. У бытовых модификаций в названии указана величина тока — 165, 175, 200, 210. Стоимость от 13 000 до 15 000 рублей, ПВ 60%.
2. Модели профессионального типа Торус 235 Прима, 250 Экстра, 255 Профи по цене 17 300 — 20 500 рублей. ПВ 80%.

Производимые в России профессиональные инверторы Inforce выпускаются в двух разновидностях — на 200 и 250 А. Могут использоваться для MMA и TIG. Ток регулируется плавно, начиная с 50 А, ПВ 60%. Стоимость от 16 000 до 21 000 рублей.

Нижегородские аппараты Neon рассчитаны на работу при температуре -40 — +40˚C. Оснащены комплектами сервисных функций, разъёмами для TIG. Цена модели на 160 А 9 700, а на 180 — 12 500 рублей. ПВ, измеренное при +40˚C, 80%.

Аппараты зарубежного производства

Латвийский бренд Ресанта, производимый Китаем, выпускается тремя линейками:

1. САИ с током 140 — 250 А, диапазон входного напряжения 170 — 250 В. Стоимость, зависящая от мощности, от 6 500 до 14 000 рублей.
2. САИ ПН — модификация, рассчитанная на использование при напряжении от 150 В. Ток от 160 до 250 А, стоимость 11 000 — 19 000 рублей.
3. САИ К — компактный вариант небольшого веса, сохранивший характеристики прототипа. Модель на 160 А стоит 7 300, а на 250 — 12 000 рублей.

Германский бренд Fubag производится во Франции (серия IN) и Китае (IR). Работают при напряжении 190 — 250 вольт, ток от 160 до 220 А. Французские модели имеют разъём для TIG, стоят 11 800 — 18 000 рублей. Китайские инверторы предназначены только для ручной сварки, но оснащены функциями антизалипания и горячего старта. Цена от 7 000 до 9 500 рублей.

Модель FoxWeld разработана и производится в Китае. Выпускается в нескольких модификациях:

1. FoxWeld Дачник на 160 А стоит 7 200 рублей. Текущая информация выводится на дисплей. Диапазон питающего напряжения 180 — 240 А, ПВ 40%.
2. FoxWeld Корунд — вариант дачника с улучшенными характеристиками.
3. FoxWeld Мастер имеет разъём для TIG, антиприлипание, горячий старт, однако ПВ всего 36 %.

Подведем итог

Используя полезные советы, данные в статье, можно определиться с примерной стоимостью сварочного инвертора. Для несложных работ на даче достаточно аппарата стоимостью 4 — 8 тыс. рублей. Если предстоит монтаж отопления, выбираем модель по цене 6 — 12 тыс. рублей. Для автомастерской и сварки цветных металлов потребуется сварочное оборудование за 14 — 38 тыс. рублей. За аппарат для работы с металлом большой толщины придётся заплатить 17 — 40 тыс. рублей.

Как работает сварочный инвертор, правила его хранения и эксплуатации

Разработанный еще в прошлом веке инверторный источник сварочного тока на сегодняшний день стал самым востребованным в сварочном деле. Причина этому очевидна.

Если раньше сварщикам приходилось работать с крупногабаритными и тяжелыми трансформаторами, то с появлением легковесных инверторов процесс сварки теперь более удобен.

К тому же, требуется меньше времени на обучение новичков, поскольку инверторный сварочный аппарат прост в настройках и эксплуатации.

Наш материал, по сути, — введение в основы сварочных работ инвертором. Мы поможем разобраться в основах функционирования аппарата, правилах ухода, чтобы он прослужил вам как можно дольше.

• Общие сведения
• Особенности функционирования
• Руководство пользователя
• О безопасности эксплуатации
• Основы техобслуживания
• Хранение
• Заключение

Общие сведения

Совсем недавно, покупка сварочного аппарата для бытовых нужд было затруднительно. Фактическое отсутствие выбора на ранке сварочного оборудования ограничивало возможности сварщиков.

Можно было обзавестись трансформатором или выпрямителем, но потом предстояло долго обучаться, прежде чем приступить к работе. Эти виды аппаратов сложны в применении и для начала следует вникнуть в азы: как регулируется сила тока, как вести шов и т.п.

Настоящим прорывом с наступлением XXI века стало появление в широком доступе инверторов. Их отличие от громоздких и сложных в пользовании трансформаторов сразу привлекло массовое внимание со стороны сварщиков разных категорий.

Среди плюсов инвертора можно выделить малый вес и небольшие размеры (в среднем около 10 кг). Это решило проблемы с транспортировкой: сварщики без труда могли перевозить его с одного объекта на другой.

Расширился функционал: появился механизм защиты от прилипания электрода к свариваемой поверхности, простое поджигание дуги и т.п. Неудивительно, что инвертор стал пользоваться большим спросом среди потребителей.

Этот вид сварочного оборудования можно встретить дома, в гаражах, частных мастерских, крупных предприятиях. Свое название инвертор получил из-за скрывающегося под корпусом инверторного источника сварочного тока.

Это, в свою очередь, сбивает новичков с толку, так как им сложно различить сварочный аппарат инверторного типа от, непосредственно, инвертора. Разъясняем, небольших, как правило, размеров аппарат, которым выполняется ручная дуговая сварка, — это инвертор.

Собственно, это его единственное предназначение. Существенно от него отличается аппараты инверторного типа, сферы применения которых значительно шире.

Их используют при сварке в углекислом газе или сварочных работах порошковой проволокой. В качестве примера, приведем полуавтомат, работающий на базе инверторного источника тока.

С появлением инвертора, изучение сварочного дела значительно упростилась для рядового бытового сварщика. Доступность понимания принципов функционирования аппарата, сводит знакомство с ним до банального прочтения инструкции.

И можно смело приступать к варке металлических конструкций.

Особенности функционирования

Простота эксплуатации отличает инверторную сварку от трансформаторной. Чтобы начать сварочные работы нужно лишь запитать инвертор от обычной розетки домашней электросети.

Для сглаживания поступающего переменного тока в аппарат встроен фильтр выпрямителя. За преобразование постоянного тока в переменный высокой частоты — отвечают транзисторы. Теперь частота равняется 20-50 кГц.

Это лишь первый этап. Следующая фаза состоит в понижении высокочастотного переменного тока. Показатель величины силы сварочного тока будет составлять порядка 100-200 Ампер.

В это и заключается весь алгоритм работы инвертора. Так как, инвертор снабжен электросхемами для преобразования тока, объемы корпуса были значительно уменьшены. Уже никого не удивишь инвертором, вес которого не будет превышать пяти килограмм.

Простота устройства инверторного сварочного аппарата дает возможность воссоздать его у себя дома, используя подручные запчасти и материалы.

Руководство пользователя

Не стоит забывать, что инверторный аппарат относится к электрической технике, поэтому должен правильно эксплуатироваться, обслуживаться и храниться.

Ниже приведены основные постулаты, которых нужно придерживаться. Тогда ваш инвертор прослужит длительное время.

Для начала проверьте в инструкции степень защиты от влажности и грязи. Недорогие модели, как правило, устойчивы лишь к брызгам воды, что влечет некоторые особенности в содержании (далее в статье мы их изложим).

Если же защита от пыли и воды будет высокая, то вы сможете применять его даже в поле.

Корпусы, всех без исключения, аппаратов оснащены сигнализирующими лампочками — световыми индикаторами. Следите за ними во время сварочных работ.

Если лампа загорается, то нужно прекратить работу до полного остывания сварочного устройства. Эта система предохраняет ваш сварочный аппарат от перегревания.

Перед началом наложения шва, металлические детали осмотрите на присутствие ржавчины, окалины, загрязненности, остатков лакокрасочных веществ. Обязательно зачистите металлические поверхности и обезжирьте их.

Зачистить металл можно при помощи наждачки или болгарки. Для удаления жировых отложений воспользуйтесь Уайт спиритом. Эти нехитрые манипуляции позволят выполнить качественный шов.

По завершении сварки (даже если вы прерываетесь минут на десять) отсоединяйте прибор от сети питания. Правилами безопасности запрещено проводить сварочные работы в присутствии людей или домашних животных.

О безопасности эксплуатации

В продолжение темы безопасной эксплуатации, хотим отметить индивидуальную защиту. Для работы со сваркой вы должны надеть спецодежду из брезента или плотного сукна. Защитить глаза от ультрафиолета щитками или масками со светофильтрами.

Работать стоит только в рукавицах (крагах) и не проводящей электричество обуви. Спецобувь можно заменить резиновым ковриком. В робе не должно быть легковоспламеняющихся предметов.

Проверяйте все кабели на целостность перед включением в сеть. Осмотрите разъемы и корпус на отсутствие дефектов и повреждений. В случае возникновения неприятного запаха (типа гари) от сварочного аппарата сразу же выключите его.

Халатное отношение к правилам безопасности зачастую оборачивается для сварщиков печально. Они получают повреждения глазного яблока отлетевшей окалиной, ожоги разной степени, теряют зрение из ультрафиолетового излучения.

Поэтому, проявляйте благоразумие и не игнорируйте технику безопасности.

Основы техобслуживания

По своему устройству и принципам работы инвертор достаточно прост. Но примененные в нем электросхемы должны грамотно и вовремя обслужены.

Новичкам не стоит самостоятельно обслуживать аппарат, но элементарные приемы они могут выполнить сами. Для тщательной проверки все же лучше обратиться в сервисный центр.

Очищение аппарата от пылевой грязи должно войти у вас в привычку. Желательно, чтобы корпус регулярно протирался. Инвертор может поломаться, если пыль попадет через вентиляционные отверстия внутрь.

В сервисном центре сжатой воздушной струей могут полностью почистить аппарат от пыли.

Обязательно протирайте кабеля сварочного инструмента. Перед манипуляцией отключите его от сети энергоснабжения. Кабеля не стоит протирать влажной тканью. Избегайте заламывания проводов.

Эти не сложные меры ухода за инвертором стоит выполнять по интенсивности применения. Перед зимним хранением, все-таки имеет смысл отнести его в сервисный центр, а потом очищать от пыли один-два раза в месяц.

Хранение

Ранее мы отмечали, что малые габариты инвертора – это заслуга электросхем, которые подвержены отрицательному воздействию температуры и пылевым загрязнениям.

Значит, к вопросам хранения тоже нужно подойти со всей ответственностью. Постоянные перепады температуры, влажности и большие скопления пыли могут испортить инвертор.

После распаковки прибора, не выбрасывайте упаковочную коробку. Из доступных вариантов хранения, она подходит лучше всего, так как изготавливается из плотно прессованного картона.

Хоть она и уступает качеству пластиковый упаковкам, но это тоже неплохой способ для хранения. Для дополнительной защиты от пыли, устройство можно обернуть целлофаном, а затем проделать в нем (целлофане) вентиляционные дырки.

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

Заявления производителей, что их аппараты устойчивы к резким погодным изменениям — преувеличены, поэтому уличное и гаражное хранение не подходят.

Заключение

Сегодня мы рассмотрели принципы функционирования инверторного сварочного аппарата и какими способами можно увеличить срок его эксплуатации. Далее, вы можете ознакомиться с выбором сварочного режима и как подобрать электроды.

Умение настраивать инвертор – это залог успешно выполненного сварочного шва. Как установить нужный режим сварки, выбрать первый инвертор и много других полезных материалов вы можете найти на нашем сайте.

Если возникают вопросы или вы хотите поделиться советами – пишите нам в комментариях. Успехов!