Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Общие и частные принципы: как работает инверторный сварочный аппарат

Общие и частные принципы: как работает инверторный сварочный аппарат

  • 25-02-2015
  • 39
  • 1585

Традиционный сварочный аппарат, в состав которого входит в обязательном порядке громоздкий трансформатор, в последнее время активно вытесняется инверторами. Чтобы понять, как работает сварочный инвертор, необходимо разобраться с его конструкцией, принципом действия, эксплуатационными особенностями, что определяет достоинства и выявляет минусы данного устройства.

Инверторный сварочный аппарат

Инверторный сварочный аппарат используется для сварки различных деталей из металла.

Общие принципы работы инвертора

В отличие от более привычных сварочных трансформаторов, в этом устройстве преобразование электрического напряжения в сварной ток происходит в несколько этапов: посредством маломощного трансформатора, по габаритам почти соизмеримого с пачкой сигарет, и электронной схемы. Также инверторный аппарат имеет систему (блок) управления, которая значительно облегчает процесс сваривания и позволяет формировать качественный шов. Как же работает инверторный сварочный аппарат?

Устройство инверторного сварочного аппарата

Устройство инверторного сварочного аппарата.

Сначала входной ток в 220 В частотой 50 А проходит через выпрямитель сварочного аппарата, преобразуется в постоянный и попутно сглаживается фильтрами (обычно в виде электролитических конденсаторов). Полученное постоянное напряжение посредством модулятора, собранного на полупроводниках, преобразуется опять в переменное, но уже с более высокой частотой (до 100 кГц). Далее производится выпрямление и понижение напряжения до значения, нужного для сваривания металла.

Использование высокочастотного преобразователя позволило применить трансформатор относительно небольших размеров, в результате чего габариты и масса инверторного аппарата значительно уменьшились. Например, чтобы получить в инверторе сварочный ток в 160 ампер, понадобится трансформатор весом примерно в 0,25 кг: чтобы достичь аналогичного результата на традиционном сварочном агрегате, придется использовать трансформатор весом не менее 18 кг. При работе инверторного сварочного аппарата важную роль играет электроника: она осуществляет обратную связь с электрической дугой, что позволяет жестко регулировать и поддерживать на нужном уровне ее параметры. Их малейшее отклонение тут же «пресекается» микропроцессорами. Все эти «дополнения» гарантируют стабильную дугу, которая гарантирует высокое качество работ при использовании сварочного аппарата инверторного типа.

Как работает основная электронная схема?

Внутреннее устройство сварочного инвертора

Внутреннее устройство сварочного инвертора .

В сетевом выпрямителе электрический ток (220 В) выпрямляется при помощи сильного диодного моста (обычно это диодная сборка), сглаживание пульсаций переменного тока производится за счет электролитических конденсаторов. Т.к. диодный мост при работе сильно нагревается, то его устанавливают на охлаждающие радиаторы. Плюс имеется термопредохранитель, срабатывающий при нагреве диодов более +90°С и защищающий недешевую диодную сборку. Рядом с выпрямительным мостом выделяются своими габаритами электролитические конденсаторы (круглые «бочонки»), емкость которых колеблется в пределах 140-800 мкФ. Дополнительно в сварочный аппарат ставят фильтр, который не допускает возникновения радиопомех.

В схему самого инвертора входят 2 мощных транзистора (чаще MOSFET или IGBT), также устанавливаемые на радиаторы. Эти полупроводники коммутируют ток, проходящий через импульсный трансформатор: при этом частота переключений достигает десятков кГц. В итоге формируется переменный ток большой частоты. Чтобы защитить дорогие транзисторы от выбросов напряжения, применяют защитные цепи, включающие в себя резисторы и конденсаторы небольшой емкости. После того как транзисторы свое «отработали», со вторичной обмотки понижающего трансформатора снимается меньшее напряжение (до 70 В), но ток при этом может быть равен 130-140 и выше ампер.

Электронная схема инверторного сварочного аппарата

Электронная схема инверторного сварочного аппарата.

Чтобы на выходе получить постоянное напряжение, используется надежный выходной выпрямитель. Обычно это устройство собирают на основе сдвоенных диодов, имеющих общий катод. Эти приборы отличаются максимальным быстродействием, т.е. быстро открываются и закрываются, при этом время восстановления не превышает 50 наносекунд. Последнее качество очень важно, т.к. эти диоды выпрямляют ток очень высокой частоты: обычные полупроводники с подобной задачей не справились бы, они не успевали бы переключаться. Поэтому при ремонте важно заменять эти диоды на такие же высокочастотные (наиболее распространены приборы типа VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), которые должны быть рассчитаны на обратное напряжение 300 В и ток 30 А.

Работа платы управления

Для питания элементов платы применяется стабилизатор напряжения, рассчитанный на 15 В и установленный на теплоотводящий радиатор. Напряжение питания поступает из основного выпрямителя. Одна из функций стабилизатора питания – подача напряжения на реле, обеспечивающее «плавный пуск» устройства. При подаче напряжения начинают заряжаться конденсаторы: при этом напряжение возрастает и, чтобы защитить диодную сборку, применяется схема ограничения, в которую входит мощный (на 8 Вт) резистор. Как только конденсаторы зарядятся, инвертор заработает, реле замкнет свои контакты, и резистор в дальнейшей работе участвовать не будет.

Управление сварочным аппаратом

Управление сварочным аппаратом.

Помимо стабилизатора напряжения, в электронной схеме инвертора есть множество других систем, обеспечивающих высокие эксплуатационные качества устройства. Основными из этих электронных блоков является:

  1. Система управления и драйверы: здесь главный элемент – микросхема ШИМ-контроллера, которая «занимается» управлением работы мощных транзисторов;
  2. Регулировочные и контрольные цепи: основной элемент – трансформатор тока, чья задача заключается в контролировании силы тока выходного трансформатора;
  3. Система контроля напряжения питающей сети и тока на выходе: состоит из ОУ (операционного усилителя), собранного на микросхеме (например, LM324). Назначение системы – при необходимости включать аварийную защиту, отслеживать работу и исправность основных элементов электронного блока.

Особые возможности инверторов

Кроме плюса, заключающегося в небольшом весе, сварочные аппараты инверторного типа позволяют применять электроды как для переменного, так и для постоянного тока. Это особенно важно при сваривании элементов из чугуна, цветных металлов. Большинство моделей имеет опции, которые делают процесс сваривания более удобным, особенно эти дополнения подойдут тем, кто только учится владеть сваркой:

  • горячий старт (или Hot start): задает для розжига электродуги наиболее оптимальные параметры;
  • антизалипание (или AntiSticking): в случае короткого замыкания ток сваривания автоматически уменьшается до минимального, в результате чего электрод не прилипает к детали:
  • ArcForce: эта опция выдает оптимальный ток в момент отрыва металла от электрода, что также предотвращает залипание.
Читайте так же:
Что такое титан металл

Хорошее разжигание дуги в сварочном инверторе реализовано благодаря независимости выходного напряжения от входного, что присутствует в традиционных сварочных устройствах. В обычной сварке слишком малый ток вызывает прилипание электрода, а слишком большой чреват пережигом металлической детали. Т.е. при работе с инвертором нельзя деталь «недожечь» или «пережечь», что гарантирует прочность шва (в нем отсутствуют раковины, трещины).

Еще одна особенность инвертора – необязательность соблюдения длины дуги.

В обычном аппарате нужно выдерживать расстояние до стыка соединяемых деталей примерно в 2 диаметра электрода, иначе величина тока будет меняться. Инверторы держат ток в строго заданных рамках, к тому же он постоянный, а не переменный. Это позволяет не так критично смотреть на длину электродуги, что облегчает работу, особенно если сварщик начинающий. При этом качество шва от длины дуги не зависит.

Инверторные сварочные аппараты. Как выбрать. Типы и работа

Применение сварки в домашних условиях с каждым годом набирает все больше оборотов. Многие домашние мастера стараются, как освоить профессию электросварщика, так и обзавестись для этого необходимым инструментом, таки как инверторные сварочные аппараты.

Первый вопрос, который обычно возникает, это какой сварочник лучше приобрести для дома, чтобы он справлялся с поставленными задачами. Рассмотрим типы аппаратов, а также их отличие. Разберем ошибки, которые совершают большинство людей при покупке аппарата, и как эти ошибки не допустить. А также обратим внимание на критерии, по которым следует выбирать сварочный аппарат, чтобы ваш выбор был успешным.

Типы сварочных аппаратов

Существует два типа сварочных аппаратов:

  1. Трансформаторные.
  2. Инверторные.

Если сравнивать два этих типа аппаратов, то разница между ними велика. На первый взгляд она выражается в цене, размерах или габаритах аппарата, их весе, а также в быстрой регулировке тока. Однако, еще больше отличий в процессе самой сварки, что намного важнее.

Устройство и принцип действия

В продаже имеются инверторные сварочные аппараты, позволяющие получать качественные сварные швы. Вес инвертора для сварки в разы меньше, чем у трансформаторного аппарата, это увеличивает производительность сварки. Инверторные сварочные аппараты – это современные устройства для сварки, вытеснившие обычные трансформаторы, генераторы и выпрямители.

Invertornye svarochnye apparaty 1

На выпрямитель поступает переменный ток от сети 220 В. Фильтр сглаживает ток. Далее, инвертор преобразует его специальными транзисторами с высокой частотой коммутации в ток переменный с очень большой частотой – около 50000 Гц. Напряжение с этой частотой снижается до 90 В, сила тока увеличивается до нужных значений сварки, 200 А.

Высокая частота — главное решение технического плана, позволяющее достигнуть преимущества инвертора, по сравнению с обычными аппаратами.

В сварочном инверторе ток сварки необходимых значений образуется преобразованием токов высокой частоты, а не изменением ЭДС в обмотке индукции, как это было в сварочных трансформаторах. Вспомогательные преобразования тока перед усилением дают возможность применять трансформатор с небольшими размерами.

Для получения тока в инверторе в 160 ампер необходим трансформатор массой 250 граммов, в обычных сварочных трансформаторах нужен вес около 18 кг.

Качество сварки

Дуговая сварка относится к работе большой ответственности. Сварщик должен иметь соответствующую квалификацию и практический опыт. Инверторные сварочные аппараты дают возможность проще производить процесс сварки.

У старых аппаратов напряжение выхода зависело от напряжения входа. Если напряжение в сети понижено, то нельзя нормально зажечь дугу, электрод залипает. При увеличении тока металл слишком горит. Инверторные сварочные аппараты устроены так, что выходное напряжение не имеет зависимости от входного напряжения. Определенный ток сварки поддерживается постоянным, при этом не важно, какое напряжение сети. Предотвращается залипание, образуется устойчивая дуга.

Это облегчает сварщику выполнять работу, качество шва не зависит от длины дуги. Опыт использования инверторов для сварки говорит о том, что они улучшают розжиг дуги, поддерживают ее постоянной, не дают залипнуть электроду, со сваркой справится даже начинающий работник. Инверторы стали выгодными устройствами для использования в строительстве и ремонте.

Инверторные сварочные аппараты их достоинства
  • Основным преимуществом инвертора остается его малый вес. Применение для сварки электродов разных марок, как для постоянного, так и для переменного тока, также служит преимуществом этого устройства. Это играет важную роль для сварки чугуна и цветных металлов.
  • Инверторный аппарат имеет большой интервал регулирования тока сварки, что позволяет использовать аргонодуговую сварку.
  • Имеется функция для розжига электрода. При начале работы подается наибольшее значение тока.
  • При замыкании электрода есть функция снижения тока до минимального. Это не дает электроду залипнуть во время сварки детали.
  • Во время отрыва капли ток увеличивается, чтобы избежать залипания.
Недостатки
  • Высокая цена относится к недостаткам аппаратов на инверторах. Она выше почти в три раза обычных сварочников.
  • Пыль вредит устройству инвертора, как и для любой электроники. Рекомендуется 2 раза в год чистить и удалять пыль из корпуса устройства, а также по мере загрязнения.
  • Низкие температуры отрицательно сказываются на работоспособности инверторных сварочных аппаратах. При -15 градусах варить можно не всегда, в зависимости от размеров деталей. Необходимо изучить инструкцию изготовителя, ознакомиться с условиями возможной эксплуатации устройства.
  • Ограниченная длина кабелей до 2,5 метров.
Как выбирать инверторные сварочные аппараты

Здесь инверторы по сравнению со сварочным трансформатором имеют более широкие возможности, позволяют работать с различными типами электродов, предназначенных для сварки нержавейки, чугуна. Даже позволяют использовать электроды для ответственных металлоконструкций. Работают при пониженном напряжении питающей сети, особенно, если у вас дача или частный сектор.

Читайте так же:
Флюгер своими руками фото чертежи из металла

Также, функции, которыми обладает инвертор – антиприлипание, форсаж дуги хорошо помогает на начальном этапе обучения электросварке. Инвертор по сравнению с трансформатором имеет больший потенциал в работе, не выключаясь от перегрева. Чтобы ответить, что именно необходимо вам, спросите себя: какие сварочные работы я собираюсь проводить.

Если для вас сварочный аппарат нужен как дополнение к вашему основному инструменту, и при этом вы не собираетесь особо тратиться, то возможно вам хватит и трансформатора. Однако, если у вас более далеко идущие планы по поводу применения сварки у себя дома, например, для изготовления металлоконструкций или для строительства, то инвертор – это самое подходящее, особенно начинающему сварщику.

Invertornye svarochnye apparaty 2

На что большинство людей обращает внимание при покупке сварочного аппарата. Какие ошибки они при этом допускают. Некоторые придают слишком большое значение какой-то конкретной модели или бренду, как будто от этого все зависит. Залог качественной сварки зависит не только от модного или дорогостоящего оборудования, но и от навыка и умения сварщика. Поэтому, не ждите от сварочного аппарата космических технологий, как будто, только лишь коснувшись электродом о металл, он у вас будет сам варить.

В аппарате есть функции, которые лишь облегчают процесс сварки, но не делают его при этом за вас. Поэтому при выборе сварочного аппарата не стоит ставить себе слишком высокую планку, потому что успешные модели есть не только европейского производства, но также, отечественного, и даже китайского. Вторая проблема при выборе сварочного аппарата заключается в том, что многие обращают внимание в первую очередь на размеры или габариты сварочного аппарата, а также на его вес. Стараются купить его как можно меньше и компактнее.

Отчасти сказывается советское, когда сварочные аппараты были внушительных размеров, их нужно было перевозить на колесах, да еще кого-то брать в помощь для этого. Понятно, что это может давить психологически. От таких аппаратов лучше держаться подальше. Однако, покупка сварочного инверторного аппарата поменьше не очень правильно, поскольку в такую же маленькую коробочку или корпус сварочного аппарата стараются запихнуть комплектующие. А чтобы они туда влезли, их минимизируют. Соответственно, это сказывается на мощности самого аппарата, а также на том, на сколько часто этот сварочный аппарат будет выключаться для охлаждения его от перегрева.

Маленькие по размерам инверторные сварочные аппараты, легкие по весу, годятся больше как дополнение к основным аппаратам, и предназначены для таких работ, где сварки минимум. Например, для установок решеток или дверей.

Еще одна из причин, которые влияют на выбор сварочного аппарата поменьше, это тот стандартный кабель, который идет вместе с аппаратом. Его длина многих не устраивает, поскольку ограничивает ваши действия. Это особенно заметно при работах на высоте. Многие понимая, что при такой длине кабеля сварочный аппарат придется таскать у себя на плече, то, чтобы облегчить себе эту ношу, стараются выбирать его как можно легче. Однако лучшим решением будет не подборка аппарата легче, а удлинение кабеля в разумных пределах.

Для этого вам не нужно ничего выдумывать. Есть готовые удлинители, которые можно использовать. Можно использовать как свой родной кабель, так и можете подключать удлинитель, если работаете на высоте.

Параметры выбора инверторного сварочного аппарата

Ампераж, максимальный сварочный ток, который обещает производитель. Он напрямую зависит от металла, с которым вы собираетесь работать, от его толщины. Под определенную толщину металла подбирают необходимый диаметр электрода. Вам нужен такой сварочный ток, при котором бы уверенно горел ваш электрод, прогревал ваш металл и давал при этом надежное сварное соединение. Если вы собираетесь работать с профильной трубой, то используют электроды диаметром 3 мм. Максимальный рабочий ток в этом случае 120-140 ампер. Если вы используете уголок, швеллер, то нужен электрод диаметром 4 мм, максимальный ток нужен 160-180 ампер. Ампераж показан на регулировке сварочного тока. Сварочный аппарат нужно выбирать с запасом тока. Вы можете удлинить кабеля. Аппарат вы можете подключать к длинной переноске. Все это может сказываться на мощности сварочного аппарата.

Что такое инверторный сварочный аппарат и как он работает?

Сварочный инвертор

Невозможно себе представить автомобилиста, который хоть раз в жизни не сталкивался с проблемой прогоревшей трубы глушителя. Или же любого владельца гаража, которому не нужна была бы сварка в том или ином месте. То же самое можно сказать и о домовладельцах — ведь во дворе всегда найдется подобная работа.

А ведь еще сравнительно недавно пришлось бы искать мастерскую или вызывать сварщика, который привезет громоздкий и тяжелый сварочный аппарат. Но с появлением т.н. инверторов подобные проблемы ушли в прошлое. Сейчас сравнительно недорого можно самому приобрести подобную технику — благо на прилавках магазинов электротоваров ассортимент весьма широк.

Сварочные инверторы действительно очень быстро завоевали рынок, и причин тому множество. Это и доступность, и маленькие размеры, и легкий вес — можно перечислять долго, но обо всем по порядку.

Для начала стоит сказать о том, что многие считают, что правильно название подобного оборудования пишется и читается как «инвентор», что в корне неверно. Но, даже разыскивая в интернете материал на эту тему и напечатав в поисковой строке «инвентор», система будет отправлять пользователей именно на странички со статьи про инвертор сварочный, а потому, наверное, лучше произносить это слово правильно.

Сейчас необходимо понять, что такое сварочный инвертор, действительно ли настолько хорош подобный аппарат? В чем его преимущества, а может и недостатки, как он устроен и из чего состоит и как работает? Вопросов много, пора искать ответы.

Читайте так же:
Реноваторы разных производителей отзывы

Внешний вид. Передняя панель инвертора «Бисмарк 170»

Принцип работы

Начать, конечно же, следует с принципа действия подобных агрегатов, рассмотреть поверхностно устройство сварочного инвертора. Если сравнивать с обычными трансформаторными сварочными аппаратами, то здесь воплощен совершенно иной способ работы. Ведь что такое инверторный? Это означает, что в его схеме должен присутствовать электронный блок, который преобразует прямой ток в переменный. Тогда, опять же, как это может помочь в сварке или изготовлении подобного устройства? Попробуем ответить на эти вопросы.

Все дело в том, что переменный ток сети сначала проходит через выпрямитель, который преобразует его в те же 220 В, но далее, на инвертор, поступает постоянный ток. Сам инверторный блок снова преобразует ток в постоянный, но при этом его частота повышается до 30–50 кГц. А после высокочастотный ток уже поступает на трансформатор, который понижает напряжение, тем самым увеличивая силу тока, но уже более высокой частоты, чем это было в трансформаторных аппаратах. И напоследок переменный ток высокой частоты и силы подается на вторичный выпрямитель, который и делает его пригодным для дуговой сварки.

Преимущества подобного преобразования очевидны — это уменьшение габаритов трансформатора за счет повышения коэффициента полезного действия, который в сварочном инверторе достигает 92%. Но это лишь общий принцип работы сварочного инвертора, ведь в преобразователе высокочастотного тока много сложных схем, понять которые несведущему в электронике человеку практически не под силу.

Принципиальная схема сварочного инвертора «Дуга-200»

Общие характеристики

Что же интересует обычного потребителя? Конечно же, возможность выбора подобных агрегатов и технические характеристики, на которые следует обратить внимание, приобретая инверторный аппарат. Основными из них являются:

  • Потребляемая мощность. Этот параметр очень важен. Ведь современные инверторные сварочные аппараты бывают как профессиональные, так и бытовые, рассчитанные на включение в обычную сеть 220 В. Но, в любом случае, максимальная выходная сила тока не должна быть меньше 160 А, т.к. запас еще никому не мешал.
  • Напряжение холостого хода. Здесь следует выбирать инвертор с диапазоном от 40 до 90 В. Это обеспечит нормальную работу и последующее легкое зажигание дуги.
  • Время включения инвертора. Дело в том, что аппарат во время работы может отключаться, т.к. постоянная работа на высоких токах может негативно сказаться на элементах его электроники. После этого ему необходимо некоторое время. Этот параметр указывается в процентах. К примеру, если указано 40%, значит, на высоких токах аппарат способен работать 4 минуты из 10.

Также важно обратить внимание и на дополнительные функции, которые могут присутствовать. «Форсирование розжига», «Антизалипание» и «Горячий старт» на сегодняшний день присутствуют во всех агрегатах. Но бывает, что инверторы оснащаются и возможностью плазменной сварки, автоматом и т.п. В любом случае, выбор дополнительных функций всегда зависит от потребителя.

Упрощенная схема работы сварочного инвертора

Преимущества и недостатки

Естественно, как и любое другое устройство, подобный инверторный сварочный аппарат имеет как достоинства, так и недостатки. И для начала стоит рассмотреть именно его минусы, т.к. их меньше. Из наиболее заметных недостатков можно отметить:

  • Стоимость. Конечно, если сравнивать трансформаторные аппараты с устройствами профессиональной инверторной сварки, то можно отметить некоторую дороговизну. Но в наше время приобрести инвертор для бытовых нужд можно даже дешевле, а потому это не столь большой недостаток.
  • Дорогое обслуживание в случае поломки. Действительно, ремонт таких устройств недешев. Ведь что такое инверторная сварка? Это в основном электронная аппаратура, в отличие от трансформаторной, в которой кроме медных катушек ничего нет.
  • Устройства требуют аккуратного обращения, очень боятся сырости и пыли. Да, электронная начинка, а именно сам инвертор очень плохо переносит агрессивные среды, такие как пыль, влажность и т.п.
  • Длина проводов, идущих в комплекте, не превышает длины в 2,5 м. Конечно, это ограничивает возможности применения, но не становится, опять же, критичным, т.к. инверторный аппарат легок и имеет небольшой размер. Это позволяет переносить его на плече в любое место. Тогда что это такое — недостаток или преимущество? Скорее его можно отнести к преимуществам, если посмотреть на это с другой стороны. Провода не будут путаться, и этот факт добавит мобильности агрегату.

Получается, что недостатки, пусть даже они и есть, незначительны. А что же с достоинствами?

Зависимость сварочного тока и электродов от толщины металла

Достоинств у инверторов достаточно. Разберем основные:

  • Мощность и диапазон регулировок. По этим параметрам подобные устройства сильно опережают обычные трансформаторные сварочные аппараты. Регулировать ток на выходе очень удобно, на табло высвечивается показатель, который можно выставить в нужном значении с точностью до вольта. По этой причине пропадает риск перегрева металла и возрастает качество сварки, повышается прочность шва.
  • Вес и размер. Если сравнивать с обычными агрегатами, то инвертор вообще уникален. Очень маленькие габариты и легкий вес позволяют носить его на плече, не снимая целый день без особой усталости.
  • Высокий коэффициент полезного действия этих устройств и, как следствие, низкий расход электроэнергии.
  • При работе с инверторным аппаратом сварочный шов получается аккуратнее за счет меньшего разбрызгивания металла. Достигается это вследствие высокой частоты тока.
  • Данные аппараты универсальны. Имеется возможность применения одного устройства в различных видах сварки (плазма, автомат и т.п.).

Конечно, есть и другие плюсы у подобных сварочников, но на одном преимуществе стоит остановиться отдельно.

Некоторые модели инверторов и их характеристики

Использование инвертора новичком

Если неопытный мастер начинает варить при помощи трансформаторного сварочного аппарата, вполне естественно, что у него периодически «залипает» электрод, при его отрыве отлетает обмазка. В итоге имеем неаккуратный шов, непровар и высокий расход электродов. К тому же, новичку сложно настроить выходной ток, что чревато прожиганием железа.

Читайте так же:
Обломило болт как выкрутить

Инвертор в этом смысле незаменим. Мало того, что ток отстраивается очень удобно, о чем уже говорилось. В нем имеется защита от залипания. Подавая более высокую частоту в момент соприкосновения, инвертор моментально разжигает дугу, после чего нормализует ток. В итоге подобной проблемы не возникает.

Так же, автоматически регулируя частоту, подобный аппарат помогает более качественно и не пережигая проварить металл так, как это нужно, что неопытному мастеру очень поможет.

Ну и плюс ко всему — аккуратность шва и экономия расходников в виде электродов.

Подводя итог данной статьи, можно с уверенностью сказать, что инверторные сварочные аппараты сделали несомненный прорыв в своей области. И независимо от того, для какой цели приобретен подобный агрегат, он, несомненно, будет хорошим помощником мастеру. Главное — правильно выбрать инвертор при покупке и следить за его состоянием в процессе эксплуатации.

Принцип сварки металлов

Контактная сварка – это метод часто используемый в промышленности для соединения однотипных деталей.

Принцип работы контактной сварки – использование электрического тока высокого напряжения, который преобразуется в месте соединения в тепловую энергию и вместе с оказываемым на поверхности давлением обеспечивает появление надежного соединения.

Технология контактной сварки известна еще уже давно. Чтобы соединить металлические детали их нагревали, прижимали друг у другу и ковали кузнечным молотом.

По сути электрический ток создает тепловую энергию, необходимую для процесса, упрощая длительный и трудоемкий процесс нагрева. Неизменным в технологии остается необходимость создать достаточное для хорошего контакта между поверхностями давление.

Оно достигается с помощью механических частей такого аппарата. Получившийся шов при правильной технологии обеспечивает достаточную прочность и герметичность даже для очень интенсивных и постоянных нагрузок на деталь.

Контактно прессовая сварка (чаще ее называют просто контактной сваркой) применяется очень широко в любых видах работ, когда необходимо соединение металлических деталей с образованием шва высокой прочности, в частности – в авиастроении.

Для домашнего использования отлично подойдут инверторные аппараты, их можно подключать даже к обычной розетке. Принцип работы инверторного сварочного аппарата очень прост, с ним сможет справиться даже новичок.

А если вам нужен более универсальный аппарат, обратите внимание на сварочные полуавтоматы. Читайте здесь, как выбрать лучший сварочный полуавтомат.

Принцип работы аппаратов контактной сварки

Такие аппараты могут быть подвесными, стационарными и переносными, в зависимости от условий производства. Чаще всего аппараты имеют очень узкую специализацию, но есть и универсальные.

Электроконтактная сварка требует определенной подготовки, поэтому чаще всего применяется в промышленности. Реже используется ручная контактная сварка, подобные аппараты можно встретить в автомастерских и на стройплощадках.

  1. Механическая часть кроме электродов включает элементы для сжатия соединяемых поверхностей, роликов. На стационарных аппаратах для создания необходимого давления и проката изделия часто используется гидравлика.
  2. Электрическая часть состоит из сварочного трансформатора, прерывателя первичной цепи и других элементов, необходимых для подачи тока к месту соединения и создания необходимого напряжения в режиме переменного или постоянного тока.
  3. В сложных современных аппаратах много электроники, позволяющей использовать различные режимы контактной сварки и регулировать мощность подаваемого тока и другие параметры.

Хотите провести ремонт автомобиля, но нет сварочного аппарата? Некоторые операции можно сделать простыми химическими средствами, например ремонт бензобака холодной сваркой.

А вы знаете, что даже такие металлы как алюминий поддаются сварке? Читайте тут различные способы сварки алюминия.

В случаях, когда шовную сварку применить нет возможность, следует отдать предпочтение точечному методу. Узнайте детальнее про режимы точечной сварки по этому адресу.

В зависимости от области применения основные элементы могут иметь различную конструкцию.

Принцип действия инверторного сварочного аппарата Принцип действия инверторного сварочного аппарата

Устройство и принцип работы сварочного аппарата

Трудно недооценить необходимость сварочных аппаратов в домашнем или дачном хозяйстве. Простота конструкции устройства позволяет производить их сборку самостоятельно.
Однако качество выполняемых работ зависит не только от умений, но и внутреннего устройства изделия. Данная статья посвящена устройству и принципам работы этих аппаратов.

Назначение

Сварочный аппарат относится к классу электрических устройств, предназначенных для формирования напряжения питания сварочной дуги. Принцип работы сварочного аппарата основан на преобразовании напряжения сети в сварочную дугу. Поскольку в дуге присутствуют большие токи (до 250 А), то чтобы их получить используют подход понижения напряжения питания дуги. Основная задача конструкции обеспечить устойчивую дугу, температура горения которой может доходить до нескольких тысяч градусов.

Типы сварочных аппаратов

Существует большое количество классификационных признаков, но в конструктивном плане электрические сварочные аппараты подразделяются на:

  • трансформаторные;
  • выпрямительные;
  • инверторные.

Устройство и принцип работы инверторной сварки

Устройство и принцип работы сварочного аппарата трансформаторного типа предполагают, что поддержание стабильности дуги при сварке происходит путём изменения индуктивного сопротивления вторичной (нагрузочной) обмотки. Это достигается введением реактивной катушки, а в мощных версиях – специальными магнитными шунтами.

Популярное решение состоит в раздвижении катушек, что приводит к изменению магнитного потока, в, свою очередь, к регулированию тока. Выпрямительная схема – самая простая. Регулировку выходного тока организуют с помощью тиристоров. Лучшими нагрузочными характеристиками обладает трёхфазная схема выпрямления.

Сварочный аппарат инверторного типа

В сварочном аппарате инверторного типа используется принцип двукратного преобразования переменного в постоянное напряжение. Сложность конструкции оправдывается достижимыми техническими характеристиками, влияющими на конечные характеристики сварочной дуги.

Характеристики

К основным техническим показателям агрегата относятся:

  • мощность;
  • напряжение питания;
  • характеристика холостого хода;
  • диапазон тока сварки;
  • диаметр поддерживаемых электродов;
  • защита от перегрева.

Преимущества сварки постоянным током

Читайте так же:
Ручная циркулярка из болгарки своими руками

Сварочные конструкции, работающие на постоянном токе, более предпочтительны по сравнению с их «переменнотоковыми собратьями». К ним относятся:

  • мягкость поджига дуги;
  • возможность работы с тонкостенными предметами;
  • меньшее разбрызгивание металла;
  • создание аккуратно проваренного шва;
  • отсутствие неприятного, раздражающего треска.

Эти преимущества достигаются исключением прерывистости при горении дуги, которая объясняется синусоидальным характером выходного тока: дуга пропадает при прохождении нулевого уровня.

Сварочный аппарат инверторного типа – эффективное решение

Принцип работы сварочного аппарата инверторного типа использует преобразование сетевого напряжения в постоянное. Далее происходит преобразование выпрямленного напряжения в высокочастотное.

Именно эту операцию реализует инвертор. Используя широтно-импульсное модулирование (ШИМ) происходит регулирование выходного тока. Этот принцип регулирования основан на изменении длительности выходных импульсов.

Этот агрегат вмещает:

  • питание силовой части;
  • непосредственно силовую часть;
  • ШИМ-регулятор;
  • питание слаботочной части;
  • управление, защита, индикация.

Достоинства

Инверторный тип сварки обладает рядом преимуществ, благодаря которым он заслужил доверие пользователей и популярность. Вот они:

  • малые габариты и масса конечного изделия за счёт отсутствия силового трансформатора;
  • плавность регулировки выходного тока, реализованная на основе ШИМ-контроллера, позволяет делать ровный шов;
  • возможность запоминания часто используемых режимов из-за наличия устройств памяти;
  • широкий спектр нагрузочных характеристик вплоть до плазменной резки.

Недостатками изделия считаются сложность и стоимость конструкции.

Таким образом, учитывая все достоинства и недостатки сварочника выполнение «тонких» сварочных работ следует доверить аппаратам инверторного типа. Но, как всегда, главный выбор за пользователем.

Расходные материалы сварочного аппарата

Самый важный элемент сварочного аппарата – электроды или сварочная проволока. В процессе располагаются с одной или обеих сторон соединяемых деталей.

Односторонняя контактная сварка считается менее эффективной, ее применяют, когда нет возможности подвести электроды с двух сторон соединяемых деталей.

В этом случае ток замыкается по контуру поверхностей. Электроды в разных аппаратах имеют разнообразную форму, в зависимости от назначения оборудования.

Чаще всего используются неплавящиеся электроды, они изготавливаются из металлов, температура плавления которых выше, чем температура плавления соединяемых металлов.

При работе с подобными аппаратами используется припой для контактной сварки, чаще всего – медные, бронзовые сплавы с добавлением других металлов.

Изготовленные из тех же металлов, бронзовые, медные электроды для контактной сварки используются в аппаратах с расплавляемыми электродами, но такие выпускаются довольно редко.

Виды сварочных аппаратов

Контактная электрическая сварка может производиться с использованием различных технологий, в зависимости от имеющегося оборудования и металла соединяемых деталей:

  • Контактно точечная сварка применяется для соединения поверхностей небольшой площади, площадь соединения равна или не намного больше площади контактов.
  • Рельефная электрическая контактная сварка – более сложный метод. С помощью штамповки или иным способом на поверхностях образуются выпуклости, на которые подается высокое напряжение. Часто таким образом соединяют два листа металла внахлестку. Этот метод позволяет соединять одновременно довольно большие площади металла.
  • Контактная стыковая сварка часто применяется для соединения рельсов и труб. Электроды повторяют по форме соединяемые поверхности по форме, это обеспечивает качественное соединение однотипных деталей.
  • Шовная контактная сварка фактически представляет собой разновидность точечной. Контактные точки соприкасаются, образуя герметичный шов, или не соприкасаются. В этом случае прочность будет значительно меньше.

Процесс сварки

Независимо от применяемой технологии сварка производится в несколько этапов:

  1. Соединяемые поверхности обрабатываются, чтобы получить более точное соприкосновение деталей. Электрическое напряжение на всей поверхности деталей должно быть одинаковым. Для этого поверхности делают как можно более ровными, обрабатывая их механически, с помощью травления, зачистки, рихтовки или обезжиривания.
  2. Затем детали зажимаются специальным механизмом или просто прижимаются в ручную – в этом случае качество шва будет ниже из-за недостаточного давления. Давление усиливает диффузию металла и позволяет создать однородный прочный шов.
  3. На соединяемые поверхности подается электрический ток, тепловая энергия расплавляет нужный участок металла, образуя жидкое ядро, в котором образуются связи между поверхностями. Давление, оказываемое на металл, препятствует выплескиванию жидкого ядра за пределы рабочей зоны.
  4. После выключения тока жидкое ядро остывает, образуя сварочный шов. По прочности он при соблюдении технологии не уступает металлу соединяемых деталей.

Для работы с тугоплавкими и мягкими металлами лучше использовать плазменный аппарат. Такой аппарат для плазменной сварки способен работать с любыми металлами и поверхностями.

Нужно провести сварочные работы в домашних условиях? Узнайте из этой публикации можно ли пользоваться сварочным аппаратом дома.

В процессе проведения таких работ не забывайте о защите глаз. Детальнее про выбор маски сварщика хамелеон можно прочитать тут.

Разные металлы требуют обработки по специальной технологии, например, поверхности алюминиевых деталей нужно обрабатывать не ранее, чем за 10 часов до процедуры соединения.

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.

Читать также: Газонокосилка бензиновая самоходная для неровного участка обзор

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector