Сварочный аппарат дуга

Что такое сварочная дуга, ее определение

Сварочной дугой считается очень большой по величине мощности и длительности электрический разряд, который существует между электродами, на которые подано напряжение, в смеси газов. Ее свойства отличаются высокой температурой и плотностью тока, благодаря которым она способна расплавлять металлы, имеющие температуру плавления выше 3000 градусов. Вообще можно сказать, что электрическая дуга – это проводник из газа, который преобразует электрическую энергию в тепловую. Электрическим зарядом называется прохождение электрического тока через газовую среду.

Существует несколько видов электрического разряда:

• Тлеющий разряд. Возникает в низком давлении, применяется в люминесцентных лампах и плазменных экранах;
• Искровой разряд. Возникает, когда давление равно атмосферному, отличается прерывистой формой. Искровому разряду соответствует молния, также применяется для зажигания двигателей внутреннего сгорания;
• Дуговой разряд. Применяет при сварке и для освещения. Отличается непрерывистой формой, возникает при атмосферном давлении;
• Коронный. Возникает, когда тело электрода шероховато и неоднородно, второй электрод может отсутствовать, то есть возникает струя. Применяется для очистки газов от пыли;

Природа и строение

Природа сварочной дуги не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Электрический ток, проходя через катод, затем проникает в ионизированный газ, происходит разряд с ярким свечением и очень высокой температурой, поэтому температура электрической дуги может достигать 7000 – 10000 градусов. После этого ток перетекает на обрабатываемый свариваемый материал. Так как температура настолько высока дуга выделяет вредное для человеческого организма ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, оно может навредить глазам или оставить световые ожоги на коже, поэтому при проведении сварочного процесса необходима надлежащая защита.

Строение сварочной дуги представляет собой три главные области: анодная, катодная и столб дуги. Во время горения дуги на катоде и аноде образуются активные пятна – области, в которых температура достигает самых высоких значений, именно через данные области проходит весь электрический ток, анодные и катодные области представляют собой более большие падения напряжения. А сам столб располагается между этими областями падение напряжения в столбе очень незначительно. Таким образом, длина сварочной дуги представляет собой сумму вышеперечисленных областей, обычно длина равна нескольким миллиметрам, когда анодные и катодные области, соответственно, равны 10-4 и 10-5 см. Самая благоприятная длина примерно равна 4-6мм, при такой длине обеспечивается постоянная и благоприятная температура.

Разновидности

Виды сварочной дуги отличаются схемой подвода сварочного тока и средой, в которой они возникают, наиболее распространенными вариантами являются:

• Прямое действие. При таком способе сварочный располагается параллельно свариваемой металлической конструкции и дуга возникает под углом девяносто градусов по отношению к электроду и металлу;
• Сварочная дуга косвенного действия. Возникает, когда используется два электрода, которые располагаются под углом 40-60 градусов к поверхности свариваемой детали, дуга возникает между электродами и сваривает металл;

Также существует классификация в зависимости от атмосферы, в которой они возникают:

• Открытый тип. Дуга данного типа горит на воздухе и вокруг нее образовывается газовая фаза, содержащая пары свариваемого материала, электродов и их покрытий;
• Закрытый тип. Горение такой дуги происходит под слоем флюса, в газовую фазу, образовавшуюся вокруг дуги входят пары металла, электрода и флюса;
• Дуга с подачей газов. В горящую дугу подаются сжатые газы – гелий, аргон, углекислый газ, водород и другие различные смеси газов, подаются они для того, чтобы не окислялся свариваемый металл, их подача способствует восстановительной или нейтральной среде. В газовую фазу вокруг дуги входят – подающийся газ, пары металла и электрода;

Также различают по длительности действия – стационарная (для долгого применения) и импульсная (для однократного), по материалу используемого электрода – угольные, вольфрамовые – неплавящиеся электроды и металлические – плавящиеся. Самый распространенный плавящийся электрод – стальной. На сегодняшний день наиболее часто применяется сварка с неплавящимся электродом. Таким образом, виды сварочных дуг разнообразны.

Условия горения

При стандартных условиях, то есть температуре в 25 градусов и давлении в 1 атмосферу газы не способны проводить электрический ток. Для того, чтобы образовалась дуга необходимо, чтобы газы между электродами были ионизированы, то есть имели в своем составе различные заряженные частицы – электроны или ионы (катионы или анионы). Процесс образования ионизированного газа будет называться ионизацией, а работа, которую необходимо затратить на отрыв электрона у атомной частицы для образования электрона и иона – работой ионизации, которая измеряется в электрон-вольтах и называется потенциалом ионизации. Какую именно энергию необходимо затратить для отрыва электрона от атома зависит от природы газовой фазы, значения могут быть от 3,5 до 25 эВ. Самый маленький потенциал ионизации имеют металлы щелочной и щелочно-земельной группы – калий, кальций и, соответственно, их химический соединения. Такими соединениями покрывают электроды, для того, чтобы они способствовали устойчивому существованию и горению сварочной дуги.

Также для возникновения и горения дуги необходима постоянная температура на катод, которая зависит от природы катода, его диаметра, размера и температуры окружающей среды. Температура электрической дуги поэтому должна быть постоянной и не колебаться, благодаря огромным значениям силы тока температура может достигать 7 тысяч градусов, таким образом, сваркой можно присоединять абсолютно все материалы. Постоянная температура обеспечивается с помощью исправного источника питания, поэтому его выбор при конструировании сварочного аппарата очень важен, он оказывает влияние на свойства дуги.

Особенности

Она имеет следующие особенности по сравнению с другими электрическими зарядами:

• Высокая плотность тока, которая достигает нескольких тысяч ампер на квадратный сантиметр, благодаря чему достигается очень высокая температура;
• Неравномерность распределения электрического поля в пространстве между электродами. Вблизи электродов падение напряжения очень велико, когда в столбе – наоборот;
• Огромная температура, которая достигает самых больших значений в столбе из-за высокой плотности тока. При увеличении длины столба температура уменьшается, а при сужении – наоборот увеличивается;
• С помощью сварочных дуг можно получать самые различные вольт-амперные характеристики – зависимости падения напряжения от плотности тока при постоянной длине, то есть установившемся горении. На данный момент существует три вольтамперные характеристики.

Первая – падающая, когда при увеличении силы и ,соответственно, плотности тока, напряжение падает. Вторая- жесткая, когда изменение силы тока никак не влияет на значение величины напряжения итретья – возрастающая, когда при увеличении силы тока напряжение также увеличивается.

Таким образом, сварочную дугу можно назвать самым лучшим и надежным способом скрепления металлических конструкций. Сварочный процесс оказывает большое влияние на сегодняшнюю промышленность, потому что только высокая температура сварочной дуги способна скреплять большинство металлов. Для получения качественных и надежных швов необходимо правильно и верно учитывать все характеристики дуги, следить за всеми значениями, благодаря этому процедура пройдет быстро и наиболее эффективно. Также необходимо учитывать свойства дуги: плотность тока, температуру и напряжение.

Поделись с друзьями 0 0 0 0

Типы сварочных аппаратов

Различают следующие виды сварки:

• ручная дуговая (MMA);
• аргонно-дуговая (TIG);
• полуавтоматическая (MIG/MAG);
• точечная (SPOT);
• плазменная резка (PLASMA).

Сварочный аппарат ручной дуговой сварки (MMA)

Для сварки используется дуга, горящая между сварочной ванной и электродом. Последний представляет собой металлический стержень со специальным покрытием.

Дуга образуется во время касания конца электрода металла, подверженного обработке. При этом в месте соприкосновения поверхность начинает плавиться. Образуется сварочная ванна. Электрод также оплавляется и выступает материалом для сварного шва.

Побочные продукты процесса – газ и шлак. Второй защищает шов от воздействия внешней среды.
После обработки металла шлак удаляется.

Аргонодуговой сварочный аппарат (TIG)

Применяется преимущественно для работы с цветными металлами. Эффективна при обработке алюминия. Представляет собой своеобразный альянс дуговой и газовой сварки.

TIG – Tungstren Inert Gas. В переводе означает ручную дуговую сварку неплавящимися электродами в среде инертных газов. Электроды для нее производятся из вольфрама, тугоплавкого металла с большой температурой кипения (около 5900 °С). Из инертных газов применяется аргон.

В процессе сварки аргон не позволяет кислороду окислять поверхность металла, что положительно влияет на его характеристики.

Сварочный аппарат полуавтомат (MIG/MAG)

Имеет схожую технологию работы со сваркой TIG. Отличие состоит в том, что в качестве электродного материала используется плавкая проволока, а в качестве защитной среды – смесь газов.

Наиболее распространена смесь аргона и углекислого газа.
Первый обеспечивает защиту от кислорода, а второй скорость проплавления.

Этот вид сварки имеет ряд преимуществ:

• простота освоения;
• высокая скорость работы;
• возможность делать длинный шов, без необходимости остановок и частого зажигания дуги;
• отсутствие необходимости очистки готового шва.

Аппарат точечной сварки (SPOT)

Применяется для соединения тонких листов металла. Широко используется в автомобильной промышленности.

Листы металла помещаются между зажимом из электродов, по которым пропускается ток высокого значения. В результате место контакта нагревается выше температуры плавления и образуется крепкое соединение.

Аппарат для плазменной сварки (PLASMA)

Представляет собой разрезание металла посредством раскаленной струи плазмы. Через форсунку под высоким давлением подается инертный газ, разогретый электрической дугой до состояния плазмы.

Рабочая температура достигает 30 000 °С, что позволяет разрезать даже тугоплавкие металлы с высокой скоростью.

Среди сварочных аппаратов выделяются 2 большие группы:

• сварочные аппараты для дома;
• профессиональные сварочные аппараты.

Бытовые предназначены для частного пользования. Они работают от сети 220В и рассчитаны на небольшую силу тока.

Профессиональные могут работать при напряжении сети и 220В, и 380В. Они имеют большую силу тока (свыше 200 Ампер), и предназначены для продолжительной работы в сложных производственных условиях.

Типы аппаратов

В сварочной работе применяются следующие типы оборудования:

• трансформаторы;
• выпрямители;
• инверторы;
• полуавтоматы;
• полуавтоматы-инверторы;
• генераторы (бензиновые или дизельные).

Как работают сварочные аппараты

В зависимости от типа оборудования принцип действия различается.

Трансформаторный сварочный аппарат

Этот инструмент преобразовывает электрический ток и регулирует его, чтобы сварочная дуга была устойчивой.

Принцип работы заключается в следующем. На сердечнике, выступающем в роли магнитопровода, расположены первичная и вторичная обмотки. При этом одна из них закреплена статично, а вторая двигается относительно первой по магнистору. Тем самым обеспечивается регулировка тока. Основная роль инструмента – понижающий трансформатор.

Сварочный выпрямитель

В основе этого аппарата, представляющего собой источник питания, лежат следующие элементы:

• трансформатор;
• выпрямительный блок (тиристорный или диодный);
• регулятор.

Инструмент работает за счет питания электрической дуги постоянным током. Ток проходит через вторичную обмотку на выпрямительный блок. Выпрямители могут быть кремниевыми или селеновыми.

Дополнительный дроссель на аппарате позволит регулировать настройки.

Сварочный инверторный аппарат

В отличие от обычного выпрямителя, в котором производится однократное выпрямление тока, в инверторе происходит многократное преобразование тока по различным параметрам.

Переменный ток преобразуется первичным сетевым выпрямителем. После этого он поступает на фильтр. При этом показатели напряжения не изменяются. Затем ток подается в частотный преобразователь. На выходе получается переменный параметр высокой частоты.

После этого трансформатор понижает рабочий параметр до значений напряжения холостого тока сварки. Его выпрямление происходит во вторичном выпрямляющем блоке.

Полуавтомат

Отличие этого инструмента от вышеперечислнных заключается в том, что при работе с ним не требуются электроды. Сварка производится за счет плавки специальной проволоки в газовой среде. В основе – обычный трансформатор.

В комплект полуавтомата входят:

• источник питания;
• устройство подачи проволоки;
• соединительные шланги и кабели;
• горелка;
• – система управления;
• газосодержащая емкость;
• проволока.

Инверторные сварочные аппараты полуавтоматы

В основе этого аппарата – инвертор. Процесс сварки идентичен обычному полуавтомату. Объединяет преимущества и недостатки инвертора и полуавтомата.

Генератор для сварочного аппарата

Основная задача этого агрегата – преобразовать в электрический ток механическую энергию.

Основные его части:

• статор с магнитными полюсами;
• якорь с обмоткой;
• коллекторы.

В обмотке якоря в местах пересечения витков с магнитными силовыми линиями (они расположены на полюсах статора) возникает переменный ток. В коллекторах происходит его преобразование в постоянный ток. Через угольные щетки он попадает на зажимы, а от них к сварочным проводам, которые ведут к электроду.

Характеристики сварочных аппаратов

Основные характеристики

Периодичность включения.

Эта характеристика позволяет определить, какой процент времени рабочего цикла (у разных производителей он может составлять 5 или 10 мин.) аппарат может беспрерывно функционировать, и сколько ему требуется для отдыха.

К примеру, если рабочий цикл составляет 10 мин., а периодичность включения 30 %, то это означает 3 мин. непрерывной работы, и необходимость в 7 мин. отдыха после нее.

Чаще всего оборудование оснащено системой защиты, основанной на этом параметре. При достижении предельного уровня нагрузок аппарат автоматически отключится во избежание перегрева.

Ток сварки.

В сварочном оборудовании он может быть:

• переменным;
• постоянным;
• переменным/постоянным.

Переменный вид тока используется в бытовой электросети. Имеет сменную полярность, при которой «+» и «-» меняются местами с частотой 50 Гц. Некоторые сварочные аппараты способны повышать частоту до больших значений.

Переменный ток не имеет понятия полярности, поэтому отсутствует риск неправильного подключения оборудования. Он применяется чаще всего для работы с черными металлами.

Недостаток этого вида тока заключается в том, что частая смена полярности приводит к сильному разбрызгиванию расплавленного металла.
Это, в свою очередь, снижает качество сварного шва.

Постоянный вид тока имеет постоянную и неизменную направленность. За счет этого количество брызг существенно меньше, чем при использовании переменного тока, а качество шва лучше. При подключении оборудования важно соблюсти полярность.

Технология производства аппаратов, в которых применяется постоянный ток, значительно дороже, поскольку требует включения выпрямителей.

Сфера применения: обработка цветных металлов и нержавеющей стали.

Аппараты, использующие и постоянный, и переменный ток, универсальны. Они могут работать в разных условиях и с разным металлом. Стоимость на порядок выше простого инструмента.

Входное напряжение.

Эта характеристика показывает напряжение источника питания, на которое рассчитан аппарат. Важно не только само значение напряжения, но и способ подключения.

Различают следующие варианты:

• однофазное (1 пара контактов «0»-«фаза»). Напряжение – 220В. Такой инструмент работает от бытовой розетки, за счет чего получил широкое распространение. За счет большого уровня потребления возрастает нагрузка на сеть, поэтому мощные аппараты могут потребовать подключение напрямую к распределительному щитку.
• трехфазное (3 пары контактов «0»-«фаза»). Напряжение – 380В. Инструменты с таким напряжением не используются в быту. Применяются в основном в производственных помещениях с соответствующим подключением сети. Используются для сложных работ, при которых требуется высокая мощность.
• однофазное/трехфазное. Напряжение – 220В/380В. В зависимости от назначения инструмента одно из значений является ключевым или дополнительным.

Потребляемая мощность.

Этот параметр измеряется в кВт (киловатт) и показывает значение максимальной мощности, на которую рассчитан сварочный аппарат.

Чем она выше, тем больший ток способно вырабатывать оборудование. Это позволяет работать с толстым металлом.

Напряжение холостого хода.

Показатель напряжения, которое инструмент выводит на электроды. Значение параметра зависит от типа аппарата, вида сварки и используемых электродов. Обычно колеблется в диапазоне от 40 до 90В.

Минимальный ток сварки.

Наименьшее значение тока, при котором аппарат способен сваривать металл. Параметр важен для оценки годности оборудования для работы с тонким металлом, при которой большое значение тока губительно.

Максимальный ток сварки.

Противоположное значение, показывающее, насколько способно оборудование работать с толстыми металлами, используя электроды больших диаметров. Зависимость толщины материала от сварочного тока можно отследить по специальным таблицам.

Минимальный диаметр электрода.

Показатель определяет минимальную величину электроду, с которым способно работать устройство.

Максимальный диаметр электрода.

Обратный параметр. Диапазон размеров электродов необходимо подбирать, исходя из требований предстоящей работы (вид сварки, толщина металла и т.д.).

Дополнительные функции

Для облегчения труда сварщика производители оснащают оборудование некоторыми полезными функциями:

• Горячий старт. Предназначен для облегчения зажигания дуги. Во время касания электрода рабочей поверхности значение тока кратковременно повышается, а после этого возвращается к стандартным показателям;
• Защита от залипания. В этом случае аппарат автоматически понижает ток до того значения, при котором можно легко отсоединить залипший электрод;

Совет! Залипание происходит от использования сырых или некачественных электродов.
Таким образом, для снижения риска возникновения этой ситуации, необходимо покупать их в проверенном специализированном магазине и хранить в сухом месте при низкой влажности.

• Форсирование дуги. При критическом снижении расстояния между электродом и металлом аппарат увеличивает сварочный ток, что позволяет повысить скорость плавления электрода и глубину сварочной ванны. Еще один способ избежать залипания;
• Транспортировочные колеса. Позволяют одному человеку перемещать даже тяжелое оборудование.

Комплектация и аксессуары

В зависимости от конкретной модели оборудования комплектация может различаться. Вместе с тем существует необходимый минимум, который должен присутствовать в каждом комплекте:

• сварочный аппарат;
• 2 сварочных кабеля (длиной около 2 метров);
• гарантийный паспорт;
• инструкция по применению.

Также в комплекте могут присутствовать дополнительные элементы:

• сварочная маска;
• чемодан для переноски;
• ручки для переноски;
• плечевые ремни;
• щетка для чистки оборудования.

Аксессуары

Для облегчения работы сварщика и последующего обслуживания оборудования существуют разного рода аксессуары, которые можно выделить в несколько групп:

Электроды для сварочного аппарата:

• для сварки углеродистой и низколегированной стали;
• для наплавки;
• для сварки чугуна;
• для сварки цветных металлов;
• для резки;
• для сварки высоколегированной стали;
• для сварки легированной теплоустойчивой стали;
• для сварки разнородных металлов.

Спреи и пасты. Составы предназначены для разных целей:

• огнезащита поверхностей, находящихся в непосредственной близости от сварочных работ;
• защита против налипания брызг;
• антипригарная защита газовых горелок и прочие.

Вспомогательные материалы:

• зеркало сварщика;
• строительные карандаши и держатели для мелка талька;
• линейки и угольники.

Так же к аксессуарам относятся:

• Горелки.
• Плазменные резаки.
• Электродержатели.
• Зажимы заземления.
• Сварочные кабели.

Эксплуатация

Обслуживание, уход и профилактика

Своевременное обслуживание, уход и профилактика сварочного оборудования – необходимые инструменты продолжительной службы. Регулярное проведение этих работ обеспечивают хорошую производительность и в дальнейшем помогут избежать серьезной поломки.

Необходимо проводить следующие действия:

• регулярную проверку основных элементов аппарата на предмет выявления внешних признаков неисправности (нарушении изоляции, оплавление контактов и т.д.);
• чистку и смазку деталей;
• тестирование и анализ производительности.

В процессе работы следует держать источник питания вдали от источников тепла, беречь его от механических повреждений и атмосферных осадков.

Меры предосторожности

Нарушение техники безопасности при работе со сварочным оборудованием может привести к серьезным последствиям:

• пожару;
• взрыву;
• травмам (поражению током, ожогам, механическим повреждениям);
• гибели людей.

Для допуска к работам сварщик должен иметь:

1. профессиональную подготовку;
2. документально подтвержденный допуск к работе;
3. медицинское разрешение на работу.

Чтобы избежать неприятных последствий, нужно соблюдать следующие меры предосторожности.

• Во избежание поражения электрическим током необходимо одевать сухой защитный костюм и краги. Запрещено дотрагиваться голыми руками до электродов и корпуса оборудования, находящегося под напряжением. Особенно внимательным нужно быть при работе в условиях высокой влажности.
• Сварочная маска защитит от дугового излучения и поражения лица сварщика.
• Помещение, в котором осуществляются работы, должно хорошо вентилироваться для предотвращения отравления газом и дымом.
• При высоком уровне шума обязательно наличие слуховой защиты.
• Вблизи сварочных работ не должно быть горючих и легковоспламеняющихся веществ. В непосредственной близости нужно иметь средства пожаротушения.

Гарантия

Производители оборудования для сварки устанавливают различный гарантийный срок. В среднем он составляет от 1 до 3 лет. Условия гарантийного обслуживания для каждой модели индивидуальны. С ними можно ознакомиться в техническом паспорте или на сайте производителя.

Гарантия исчисляется с момента передачи аппарата покупателю. В дополнение может быть предложено бесплатное регламентное обслуживание оборудования в рамках гарантийной программы.

Оно включает в себя:

• диагностику;
• замену электродов по согласованию с владельцем;
• настройку;
• чистку;
• тестирование параметров.

Гарантия не распространяется на оборудование:

• имеющее внешние повреждения;
• доработанное владельцем;
• используемое в недопустимых условиях;
• имеющее следы несанкционированного ремонта;
• эксплуатируемое с нарушениями требований;
• с поврежденной маркировкой;
• полностью исчерпавшее ресурс, заявленный производителем;
• с истекшим гарантийным сроком.

Также обязательства производителя не распространяются на:

• отдельные детали, подверженные естественному износу;
• детали, износ которых зависит от условий эксплуатации;
• регулировку оборудования.

При поломке сварочной техники по вине изготовителя пользователь имеет право на бесплатный ремонт. Для этого необходимо лично или почте (использую защитную транспортную упаковку) отправить оборудование в гарантийный сервисный центр. При этом обязательно следует предъявить гарантийный талон.

Важно! Срок гарантийного обслуживания продлевается на время ремонта и пересылки.

Претензионная работа с покупателями регулируется «Законом о защите прав потребителей». В соответствии с его требованиями, срок ремонта не может превышать 45 календарных дней. За каждый день просрочки потребитель вправе потребовать уплату пени.

Неисправности и ремонт

Распространенные неисправности и поломки зависят от конкретного типа сварочного аппарата.

Неисправности сварочных трансформаторов.

Плохой контакт в клеммной колодке, к которой подключаются сварочные кабели. Приводит к сильному нагреву соединения, разрушению изоляции и короткому замыканию. Устраняется путем перебора греющего соединения, зачистки контактной группы и их зажиму для более плотного контакта.

Самопроизвольное отключение оборудования. Происходит сразу после включения аппарата в сеть из-за срабатывания защиты. Вероятные причины – замыкание в цепи высокого напряжения, между витками катушек, а также неисправность конденсаторов. Для ремонта обязательно нужно отключить аппарат от сети и устранить дефект, восстановив изоляцию или заменив конденсаторы.

Чрезмерное гудение трансформатора. Часто сопровождается перегревом. Вероятная причина – ослабление болтов или перегрузка трансформатора. Также гудение возникает вследствие замыкания между кабелями или листами магнитопровода.

Сильный нагрев аппарата. Наиболее часто происходит из-за превышения допустимого уровня нагрузки.

Следует соблюдать предельные значения заявленного тока и диаметра электродов. В противном случае оборудование может выйти из строя.

Недостаток сварочного тока. Возникает из-за низкого напряжения сети или поломки регулятора тока.

Потребления большого количества тока без нагрузки. Причина – замыкание витков обмотки. Необходимо восстановить изоляцию. По этой же причине возможен внезапный обрыв сварочной дуги без возможности ее восстановления.

Неисправности сварочных инверторов.

Перегорание транзистора. Считается слабым местом инверторов. В случае выхода оборудования из строя необходимо сначала проверять именно транзисторы. Для их проверки нужно использовать мультиметр.

Поломка элементов драйвера. Проверяются с помощью омметра. При необходимости неисправные элементы можно заменить подходящими аналогами.

Дефект входных и выходных выпрямителей.

Неисправность платы управления. Самый сложный элемент оборудования. Работоспособность проверяется с помощью осциллографа.

Нестабильность дуги. Возникает из-за неверной настройки тока.

Перегрев аппарата. Вероятные причины – долгая работа при большой нагрузке, отказ системы охлаждения или загрязнение платы.

Ремонт трансформаторов вполне по силам произвести собственными руками. Сварочные инверторы имеют более сложную конструкцию, и для их ремонта необходимо не только иметь соответствующее оборудование, но и обладать специальными знаниями и навыками.

Следует помнить, что ремонт и обслуживание сварочного оборудования могут нанести серьезный вред здоровью. В случае отсутствия необходимых знаний и опыта для этих целей лучше обратиться к профессионалам.

Производители

Aurora-PRO

Аппараты этой торговой марки производятся исключительно на базе техники инверторного типа. Совместное производство группы компаний AURORA и китайской компании RILAND Industry, где и собирают оборудование для России. Официальный сайт производителя – www.aurora-online.ru.

Компания предлагает широкий ассортимент сварочного оборудования по всем направлениям: MMA, MIG/MAG, TIG, SPOT, PLASMA.

Гарантия на все виды инструмента – 2 года.

BlueWeld

Итальянская компания, ведущий европейский производитель. Начало производства сварочного оборудования – 1963 год. Начало поставок в Россию – 2002 год.

Специализируется на изготовлении всех известных видов инструмента и аксессуаров. Производство продукции налажено в Италии. Официальный сайт – www.blueweld.ru.

Гарантия – 1 год.

Brima

Немецкий производитель сварочного оборудования. Выпуск продукции налажен в нескольких странах Европы и Азии. Широкий выбор оборудования и аксессуаров для различных целей (инверторы, выпрямители, трансформаторы, полуавтоматы).

Официальный сайт – www.brima.ru.

Гарантия – 1 год.

Elitech

Производитель сварочного оборудования, аксессуаров и садовой техники. Предлагает различное оборудование для сварки и резки металлов, а также сварочные мультисистемы ММА-MIG-MAG-TIG.

Официальный сайт интернет-магазина компании – elitech.com.ru.

Гарантия – 1 год.

Eurolux

Компания занимается изготовлением инверторных сварочных аппаратов. Линейка моделей небольшая. Официальный сайт – www.eurolux-russia.ru.

Гарантия – 1 год.

FoxWeld

Итальянский бренд с производством в Китае. Широкий выбор сварочного оборудования и аксессуаров. Имеет представительства и сервисные центры в 16 городах России, что значительно облегчает обслуживание. Официальный сайт – foxweld.ru.

Гарантия – 1 год.

Fubag

Немецкая компания, производящая различные виды оборудования для строительства и ремонта: глубинные вибраторы, дрели, шуруповерты, краскопульты и т.л. Сварочные инструмент – инверторного типа. Заводы расположены в Германии и Швейцарии.

Компания имеет собственный штат специалистов, создающих новые технологии. Официальный сайт – www.fubag.ru.

Гарантия для оборудования, купленного после 1 апреля 2014 года – 2 года. До этого срок был 1 год.

Kedr

Российский производитель сварочного оборудования: инверторов, полуавтоматов, аппаратов для аргонно-дуговой и ручной дуговой сварки. Компания позиционирует себя, как изготовитель приспособленного к суровым климатическим условиям инструментов. Официальный сайт – www.kedrweld.ru.

Гарантия – 2 года.

Patriot

Американская компания, производящая среди прочего оборудования инверторные сварочные аппараты. Это направление не является основным. Обладает широкой сетью сервисных центров. Официальный сайт – www.onlypatriot.com.

Базовая гарантия – 1 год. В случае покупки оборудования для личного использования предоставляется расширенная гарантия сроком на 3 года. При этом каждые 6 месяцев потребитель обязан проходить плановое обслуживание в сервисном центре компании.

RedVerg

Еще один американский производитель оборудования для строительства и ремонта. Предлагает в числе прочего сварочные аппараты: инверторы и полуавтоматы. Имеет исследовательский центр. Обладает сетью авторизованных сервисных центров. Официальный сайт – www.ru.redverg.com.

Гарантия – 1 год.

Resanta

Один из самых популярных на рынке производитель инверторных сварочных аппаратов. Кроме них специализируется на изготовлении стабилизаторов напряжения. Развитое сервисное обслуживание. Официальный сайт – www.resanta.ru.

Гарантия – 1 год.

Stavr

Российский производитель электроинструмента. Собирает инверторные и полуавтоматические сварочные аппараты. Имеет широкую сеть центров сервисного обслуживания. Официальный сайт – ставр.рф.

Гарантия – 2 года.

Svarog

Компания, специализирующаяся на производстве инверторных сварочных аппаратов. Изделия собирают на китайском заводе. Официальный сайт – www.svarog-rf.ru.

Срок гарантии в зависимости от оборудования – от 2 до 5 лет.

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.