Інверторний-імпульсний зварювальний апарат

1. Принцип дії
2. Переваги та недоліки ІСА
3. Основні схеми ІСА
4. Особливості зварювання інвертором
5. вибір апарату
6. типи інверторів
7. особливості зварювання
8. Зварювання нержавіючої сталі
9. зварювання алюмінію
10. Відео

В даний час замість великовагових і габаритних зварювальних трансформаторів вигідніше купити імпульсний інверторний апарат (ІСА). Він являє собою джерело струму для електрозварювання з легким підпал і автоматичним підтриманням горіння дуги.

Моделі зварювальних інверторів провідних виробників

Інверторний джерело струму застосовується для наступних видів зварювання:

• MMA - ручне зварювання стали на постійному або змінному струмі за допомогою штучних електродів з покриттям;
• TIG - зварювання плавляться з вольфраму з подачею в робочу зону захисного газу. На постійному струмі спосіб застосовується для сталевих деталей, а на змінному - для алюмінієвих сплавів;
• MIG / MAG - зварювання сталей і сплавів алюмінію електродним дротом на напівавтоматах. В якості захисного газу застосовується аргон і іноді - вуглекислий газ. Якщо використовується порошковий дріт, газ не застосовується.

Принцип дії

Все ІСА працюють однаково. Різниця полягає лише в вольт-амперних характеристиках.

Схема вольтамперних характеристик зварювальних інверторів

Харчування подається від мережі змінного струму з напругою 380 В або 220 В. Падаюча характеристика застосовується в джерелах ручного дугового зварювання (синя і зелена лінії). З ростом струму напруга знижується, так як збільшується електропровідність дуги.

Жорстку характеристику мають напівавтомати, де напруга залишається постійним при зростанні струму (червона горизонтальна лінія). При напівавтоматичному зварюванні під флюсом використовується зростаюча характеристика (жовта лінія).

Як виглядає схема інвертора

Схема апарату, наведена на малюнку вище, працює наступним чином:

1. Подача напруги 220 В з частотою 50 Гц на пристрій комутації КК, де виробляється фільтрація сигналу і відключення пристрою при виході електричних параметрів за допустимі межі.
2. Випрямлення змінного струму в постійний, пульсуючий в блоці В.
3. Згладжування пульсацій в фільтрі Ф.
4. Перетворення випрямленого струму в високочастотний змінний за допомогою транзисторних ключів і зниження напруги до заданого зварювального рівня (блок ТП). Цей блок є головним.
5. Випрямлення змінного струму в постійний (блок ВВ).

У процесі зварювання мікропроцесорами автоматично підтримується встановлене значення зварювального струму. Система управління УУ через зворотні зв'язки створює ідеальні вихідні характеристики.

Переваги та недоліки ІСА

Основною перевагою пристрою є підтримування поліпшених динамічних характеристик дуги. В апараті передбачений режим роботи для початківців. Нова технологія дає можливість значно зменшити масу і габарити зварювального апарату, а також підвищити його ККД. Параметри приладу налаштовуються в широкому діапазоні і регулюються в процесі зварювання. При роботі утворюється менше бризок.

Відсутність силового трансформатора дає можливість істотно зменшити вагу і розміри інвертора. Якщо зварювальний трансформатор створював при роботі значні поштовхи електроенергії, знижуючи напругу в мережі живлення, інвертор містить конденсатори, які накопичують енергію. При цьому електромережа не перевантажується, а електрична дуга розпалюється м'якше.

Інверторні апарати мають недоліки:

1. Не дуже висока надійність апарату, хоча вона постійно зростає, коли почали застосовуватися IGBT модулі.
2. Пристрій чутливе до високої вологості повітря. Утворення конденсату на електронних платах може привести до виходу їх з ладу.
3. Створення електромагнітних завад. Їх можна зменшити, застосовуючи у вторинних ланцюгах синхронні випрямлячі і широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ).

Основні схеми ІСА

Схем побудови інверторів багато, але переважаючими є три типи перетворювачів:

1. Однотактний прямоходні імпульсні схеми створюють імпульси однієї полярності.

Схема однотактного інвертора на транзисторах

Імпульсний сигнал системи управління СУ подається на базу транзистора VT1. При цьому реактивна енергія накопичується в намагничивающей ланцюга трансформатора Т1. Транзистор відкривається, і струм тече через його первинну обмотку. Діод VD1 закритий і на навантаження розряджається конденсатор Сн. В паузу транзистор закривається, і енергія намагнічування передається через діод VD1 на зарядку конденсатора і на навантаження Rн.

Схема є простою і надійною.

1. Двохтактній полумостовій або мостові. У двотактному инверторе керуючі сигнали надходять по черзі на пари транзисторів VT1, VT4 і VT2, VT3 (показано на малюнку нижче - а). Коли імпульси подаються на транзистори VT1, VT4, струм протікає через них і первинну обмотку Е1 трансформатора Т. При цьому у вторинній обмотці з'являється вихідна напруга U2. Наступний напівперіод відкриваються інші транзистори, а попередні закриваються. Полярність на вторинній обмотці змінюється на протилежну (показано на малюнку нижче - б).

Схематичне зображення двотактного інвертора

1. Резонансні.

Особливості зварювання інвертором

Особливістю апарату є наявність трьох функцій:

1. Гарячий старт. Звичайний зварювальний трансформатор створює проблеми, коли електрод ще «холодний» в початковому періоді і не може розплавити метал. Інвертор створює більший струм при пуску і більш потужна дуга дозволяє успішно розпочати зварювання.
2. Антизалипания забезпечує збільшення робочого струму в момент прихоплювання електрода. Як тільки відбувається його відрив, параметри зварювання тут же відновлюються.
3. Форсування дуги. При роботі відбувається розплавлення електрода. Коли крапля металу відділяється з його кінця, довжина дуги зменшується, що може призвести до залипання. Але прихоплювання в цей момент не відбувається, оскільки зварювальний струм збільшується, і розплавлений кінець не прилипає до деталі. Цей параметр можна настроїти, щоб зменшити розбризкування металу.

вибір апарату

Параметри роботи у побутових і промислових інверторів відрізняються. Для невеликого ремонту і при рідкісному використанні, досить мати побутову модель з короткочасними режимами роботи. Оптимальна тривалість включення становить 60% (пауза 4 хв після 10 хв безперервної роботи). На якість зварного шва це не впливає. При невеликому струмі і зварюванні без поспіху, коли доводиться періодично чистити шов, можна працювати без зупинок.

Мінімальна величина зварювального струму становить 160 А для нормального і стабільного напруги. Якщо вона низька, слід брати пристрій потужністю до 200 А.

Побутові інвертори для дугового зварювання вручну мають позначення ММА з числом, що вказує на величину робочого струму в амперах: ММА 160, ММА 200 і т. Д.

При зниженій напрузі харчування його продуктивність істотно падає, що проявляється в зниженні зварювального струму.

Зниження струму зварювання при зменшенні напруги живлення

Важливо мати діапазон технічних характеристик 170-250 В приладу, щоб його робочий режим перебував всередині діапазону відхилення напруги побутової мережі від розрахункових 220-230 В. Такий захист від коливань напруги зазвичай мають дорогі апарати (± 20-25%). Побутові пристрої мають менший діапазон, що становить ± 10-15%.

Діаметр електрода безпосередньо пов'язаний з величиною зварювального струму. Купуючи пристрій, робиться невеликий запас: якщо розрахунок береться на 3 мм електрода, доцільно купити апарат, здатний працювати з «четвіркою». Тоді шов буде виходити якісним, якщо напруга мережі знижений.

Діапазон зварювального струму вказується на приладі. Якщо нижня межа становить 10 А, можна зварювати жесть. При струмі 180 А допускається робота електродом товщиною 4 мм, а товщина листів, що з'єднуються становить 5 мм.

Для інверторів часто застосовується примусова вентиляція, оскільки вони не переносять пилу. Прилади слід розбирати не рідше двох разів на рік для очищення внутрішніх частин від пилу. Її знімають м'яким пензлем або за допомогою продувки стисненим повітрям. Для особливо брудного виробництва застосовується тунельна вентиляція, коли радіатор розміщується вздовж корпусу, а головні вузли розташовуються усередині його. Спосіб значно підвищує вартість приладу.

При покупці варто звертати увагу на температурний діапазон роботи.

Електронні мікропроцесори на будь-яких пристроях не переносять температуру нижче - 150 С. Слід вибирати режим експлуатації в межах від -100 С до +400 С. Зберігання проводиться в опалювальних приміщеннях. Якщо прилад знаходився на холоді, перед роботою його слід занести в тепло на кілька годин.

У випадку виникнення неполадки инвертирования струму (силового модуля IGBT), ремонт обійдеться дорого. Вивести модуль з ладу можуть скачки напруги або перевантаження, коли проводиться різання металу великої товщини.

Професійний інструмент відрізняється великою потужністю і тривалим процесом зварювання, протягом всієї восьмигодинний зміни.

Кожному хочеться купити пристрій дешевше, щоб воно дозволяло вирішувати необхідні завдання і при цьому його не потрібно було нести в ремонт після нетривалої роботи.

Важливо зібрати побільше відгуків про модель, яку хочеться купити. Одним з найважливіших критеріїв якості є ціна і по ній можна краще визначитися з оптимальним вибором.

Побутові інвертори німецької марки «Фубаг», італійської «Телвін», китайської «Бріма», вітчизняні «Кедр» і «Торус» відрізняються високою якістю, надійністю і прийнятними цінами - від 8 до 16 тис. Руб. Також популярні бренди «Ресанта» і «Интерскол», цінова категорія яких становить 6-11 тис. Руб. Можна купити дешеві апарати, вартістю не більше 6 тис. Руб., Але якість у них значно нижче.

Ціна не завжди повністю відображає якість виробу.

Великі виробники, що випускають апарати великими серіями, пропонують купити їх за нижчими цінами, оскільки собівартість виходить нижче. Щоб вибрати гідний апарат, треба також враховувати непрямі показники: рівень сервісу, наявність якісних інструкцій, сайту, каталогів та ін.

типи інверторів

Розрізняють такі типи зварювальних інверторів:

1. «Калібр СВИ-205АП» - один з найдешевших апаратів, що дозволяють проводити зварку «четвіркою» з силою струму 200 А (виробництво - Китай).

Особливістю є низька якість системи охолодження, що призводить до розплавлення пластмасових частин конструкції. Це заважає проводити аварійне відключення, що призводить до виходу приладу з ладу.

Для професійного застосування він не підходить, а для періодичних дачних та гаражних робіт модель можна купити. Є багато негативних відгуків по надійності. Пристрій часто ламається. Трапляються також вдалі варіанти, коли інвертор працює тривалий час без поломок.

1. «STURM 220А (AW97I22N)» - модель середньої ціни (бренд з Німеччини), стійко працює. Вага - 6,7 кг. Тривалість навантаження (ПН) при максимальному струмі становить 50%. Відключається при низькій температурі.

Апарат чутливий до ударів і падінь через наявність пластмасових деталей. Прилад можна відремонтувати в кустарної майстерні. Перегоріла плата може бути Випаяв і замінена на нову.

Центри по ремонту потребують заміни блоку цілком, що обходиться набагато дорожче.

1. «PRORAB FORWARD 221 MOS» - інвертор вагою 8,3 кг має прийнятну ціну для потужних апаратів. Він розроблений в Росії, а виробляється в Китаї. Призначений для приватних господарств, невеликих підприємств і при будівництві дач і невеликих будинків.
   

Пристрій забезпечує зварювання товстостінних з'єднань. За його користувачів, його нестійким до перегріву. При скупченні пилу всередині відключається за сигналом теплового захисту. При належному догляді модель відрізняється високою продуктивністю.

1. «Ресанта САІ 220» - легкий апарат середньої ціни, з широким діапазоном регулювання струму - від 10 до 220 А. Перевагою пристрою є надійна робота при зниженні напруги мережі від номіналу на 30%. При збої в електромережі воно відключається від спрацьовування автомата.

Зварювальний інвертор «Ресанта» зі зварювальними кабелями і зажимами

Справжнім апаратом часто користуються професіонали за рахунок стабільності роботи при максимальному навантаженні, хоча ПН становить 50%. Багато хто віддає перевагу купити цю модель.

1. «ELITECH АІС 200СА» - сучасний важкий апарат з широким діапазоном напруги (від + 20% до -35% від номіналу), що дозволяє застосовувати електроди товщиною до 5 мм. Вартість моделі - середня при привабливих технічних характеристиках, цілком відповідних заявлених в паспорті. Максимальний зварювальний струм становить 200 А.

Зварювальний апарат - інвертор «ELITECH АІС 200СА»

Відмінність апарату полягає в можливості реалізації двох режимів зварювання - звичайна ручна дугова і не плавиться, з подачею в робочу зону інертного газу. Його часто використовують професіонали.

особливості зварювання

Робота зі зварювальним інвертором вимагає виконання певних умов:

1. Дотримання правил техніки безпеки, перелік яких подано в інструкції по експлуатації.
2. Використання необхідних захисних засобів і спецодягу.
3. Не допускається застосування інструменту в умовах підвищеної вологості, при наявності дощу і снігу.
4. Якщо електрод довго не розпалюється на початку роботи, збільшується сила струму.
5. Оброблювані деталі не повинні бути підключені до джерела напруги.
6. Допускається робота з апаратом в певному температурному режимі.
7. Інструмент повинен міститися в чистоті. У нього не допускається попадання металевого пилу.
8. Ослаблення контактів кабелів і порушення ізоляції в апараті не допускається.
9. Інверторний блок експлуатується без перевищення заданих навантажень, інакше він може згоріти.
10. Зберігання апарату проводиться тільки в сухому місці.

Налаштування інструменту проводиться установкою параметрів, відповідних діаметру електрода і товщині металу. На корпусі є позначення, що нагадують, яка повинна бути енергія для певної товщини деталі.

Електрод підноситься до місця зварювання поступово, під невеликим кутом до робочої поверхні. Нахил робиться в сторону переміщення електрода або в протилежну. До металу слід короткочасно доторкнутися кілька разів, але не в швидкому темпі, інакше відбувається залипання. В цьому випадку електрод активізується, т. Е. Утворюється електрична дуга. Відстань до деталі підтримується на рівні 2-5 мм. Дуга гасне, якщо зазор менше або більше допустимого.

У процесі зварювання шов виходить якісним, якщо правильно вибрати відстань до деталі. Якщо воно мало, опуклість шва буде велика, з нашаруваннями з боків. При великому зазорі метал не провариться, а дуга буде постійно перериватися. Якщо стик виходить акуратним, значить, режим обраний правильно.

Якість шва наполовину залежить від уміння оператора запалювати дугу і рівномірного витримування зазору.

Незалежно від того, горизонтальний шов або вертикальний, протягом всього процесу, в його початку повинна розташовуватися зварювальний ванна з розплавленим металом, рівномірно розподілена по всій ділянці. Для цього електрод переміщається круговими рухами або зигзагом, а зварювальний ванна завжди повинна рухатися в бік джерела тепла. Вона буде контролюватися при кутах нахилу електрода 45-900.

Автоматичне підтримування інвертором величини струму зварювання, дає можливість не дуже ретельно зберігати довжину дуги, що полегшує роботу починаючому зварнику. Тут зв'язок якості шва з довжиною дуги не така суттєва.

Зварювання нержавіючої сталі

Для нержавійки застосовуються електроди типів ОЗЛ-6 (жаростійкий сталь), НЖ-13 (харчова нержавіюча сталь), ЦЛ-11 (хромонікелеві стали) і інші. В кожному окремому випадку застосовуються електроди цільового призначення.

При виборі апаратів керуються наступним:

• Моделі підбираються для певних кліматичних умов. Деякі з них не призначені для роботи при низьких температурах;
• Для зварювання нержавійки потужність побутових пристроїв становить 180 А, а промислових - 200 А і вище;
• Звертається увага на додаткові функції, характерні для інверторів: «Hotstart», «Antistick», «Arcforce».

зварювання алюмінію

Для зварювання алюмінію застосовуються найсучасніші апарати. Тут потрібні наступні складові:

• електроди для зварювання високо теплопровідні металів (в тому числі і алюмінію) з маркуванням ОЗА, ОЗР і ОЗАНА;
• інвертор для зварювання алюмінію;
• піч для підігріву електродів.

Моделі інверторів відрізняються стабільною напругою, що забезпечують якісний шов. Продаж новаторських розробок почалася зовсім недавно. Найчастіше використовуються напівавтомати з застосуванням захисних газів або флюсового дроту.

Для роботи з алюмінієм потрібні знання і навички, оскільки зварювання виробляти складніше.

Вартість апаратів висока і приватнику під силу купити тільки пристрій, що було у використанні. Як інвертора підходить модель марки «Tiger», що має невелику вагу і широку функціональність. Випускаються модифікації різної потужності - на 170 А і 210 А. Пристрої можуть бути для зварювання з постійним або змінним струмом.

Високу ефективність мають моделі «Invertig PRO» з цифровим дисплеєм, прості і надійні в застосуванні.

Інвертор «Invertig PRO» для зварювання алюмінію

Інвертори марки «Mitech (AC / DC)» застосовують при аргонно-дугового зварювання з плавляться з вольфраму. Підходять для зварювання різних металів. Застосування силових транзисторів виробників «Toshiba» і «Fuji» істотно підвищує надійність апаратів. Купити сучасні моделі можна зручно і швидко в Москві.

Відео

Для зварювання інвертором слід правильно підбирати підходящі апарати. Любителю цілком підходить побутової інвертор, в той час як для тривалої постійної роботи краще придбати професійне обладнання. Незважаючи на додаткові функції інверторів, що полегшують процес зварювання, важливо дотримувати правильну технологію.