Традиционные сварочные аппараты трансформаторного типа, которые долгое время использовались для выполнения всех видов сварочных работ, в последние годы уверенно вытесняются современными многофункциональными сварочными инверторными устройствами как в бытовой, так и в профессиональной сферах применения. Чтобы получать качественный результат и удовлетворение от работы подобной современной техникой, необходимы знания о том, как она работает, какими обладает преимуществами и недостатками.
Принцип действия, преимущества и недостатки инверторных сварочных аппаратов
В отличие от сварочных трансформаторов в инверторах преобразование параметров электрической энергии осуществляется комбинированным способом с помощью силовой полупроводниковой электроники и маломощного трансформатора. Само преобразование проходит в несколько этапов.
- Переменный ток с частотой 50 Гц, поступающий из сети, проходит через первичный выпрямитель и преобразуется в постоянный ток, что позволяет сгладить все его колебания фильтром.
- Сглаженный ток преобразуется модулятором на силовых полупроводниковых приборах обратно в переменный, но уже гораздо более высокочастотный (20-100 кГц).
- Понижение напряжения переменного высокочастотного тока и соответствующие повышение значения тока до величин, необходимых для осуществления процесса сварки. Предварительное преобразование электрической энергии в высокочастотную позволяет на данном этапе использовать в инверторных аппаратах понижающие трансформаторы гораздо меньших размеров. Для сравнения, чтобы получить сварочных ток 160А в инверторе используется трансформатор весом около 250 г., а на получение аналогичного показателя в традиционных сварочных аппаратах индукционного преобразования необходим трансформатор весом 18 кг. В этом и заключается основной секрет компактности, небольшого веса и высокого КПД инверторных сварочных аппаратов.
- Преобразование переменного высокочастотного тока на вторичном выпрямителе в постоянный ток и подача его на выход.
Такова основа принципа действия сварочных инверторов. На самом деле все работает несколько сложнее, так как существует обратная связь с дугой, параметры которой жестко контролируются программируемыми блоками микропроцессорной электроники. При малейшем отклонении значений от оптимальных, ключевые параметры мгновенно корректируются. Все это обеспечивает стабильность работы и возможность получения самых разнообразных характеристик сварочного тока для выполнения широкого спектра работа по сварке различных материалов.
Список достоинств сварочных инверторов перед их трансформаторными аналогами весьма внушителен.
- Компактные габариты и небольшой вес аппарата. Как уже было сказано выше использование высокочастотного тока для преобразования позволило на порядки снизить размеры понижающего напряжение трансформатора.
- Значительно улучшенные показатели сварочной дуги за счет постоянного контроля и корректировки ее параметров.
- Высокий КПД. Отсутствие больших потерь на электромагнитную индукцию, которая возникает в традиционных сварочных аппаратах трансформаторного типа позволяет получать КПД инверторов более 90%. Практически вся потребляемая аппаратом энергия расходуется на дуге.
- Минимальное разбрызгивание металла при сварке. Особенно это заметно при сварке электродами малого диаметра. Дуга с ними зажигается и работает очень мягко. Шов получается очень аккуратным, с минимальным количеством шлака.
- Возможность сварки цветных металлов и нержавейки специальными электродами. С помощью соответствующих электродов инверторами можно варить нержавеющую сталь и медь. При использовании неплавящихся электродов возможна качественная сварка алюминия в среде защитного газа.
- Плавная регулировка сварочных параметров тока. Ток можно понизить вплоть до 10-15A и варить тончайшими электродами диаметром 1,6 мм.
- Легкость использования для непрофессионалов. Благодаря обязательным для любого качественного инвертора функциям таким как антизалипание электрода (Anti-Stick), горячий старт с увеличение пускового тока для первоначального розжига дуги (Hot-Start) и стабилизация дуги во время прилипания электрода (Arc-Force) сварить металл сможет даже человек, который никогда не имел опыта электросварочных работ.
- Минимальные помехи и нагрузка для питающей сети. Это снижает риск повреждения бытовой электроники и необходимость ее отключения на время сварочных работ. Запитать инвертор можно даже от электрогенератора.
- Малая потребляемая мощность. В то время как обычному трансформатору для сварки 3 мм электродом необходимо 7-8 кВт из питающей сети, инвертору достаточно 2-3 кВт при сварке электродом с диаметром 4 мм. На порядок меньше электроэнергии инвертор потребляет и во время холостого хода.
- Работа любыми электродами. Плавное регулирование настроек сварочного инвертора позволяет использовать любые типы электродов в зависимости от условий и типа металла. Возможно изменение полярности тока на обратную.
- Более высокая стоимость по сравнению с аналогичными традиционными сварочными аппаратами трансформаторного типа.
- Гораздо более сложная конструкция, с применением полупроводниковой электроники делает инверторный сварочный аппарат потенциально менее надежным устройством.
- Инверторы чувствительны к строительной пыли и нуждаются в частой очистке при работе в сильно запыленных условиях.
- Не рекомендуется использовать инверторы сразу после резких температурных колебаний. Например, если сварка хранилась в неотапливаемом гараже и зимой вы занесли ее в дом, то перед включением необходимо дать ей пару часов на «акклиматизацию» и испарение конденсата с электронных плат.
- Необходимо следить за любыми нарушениями контакта в кабелях и контактных гнездах. Искрение в этих местах из-за нарушения контактов может создать неконтролируемые скачки тока в выходных цепях, которые автоматика не сможет компенсировать и выйдет из строя.
