33.22 Инверторы и как ими пользоваться

home4us444Инверторные источники сварочного тока стали настолько популярными и доступными, что приобрести их сегодня по карману каждому, кто желает освоить сварочное дело или просто иметь под руками надежный и компактный сварочный аппарат для домашнего использования. Вместе с тем, применение инверторов имеет свои особенности. Ведь эти виды сварочных аппаратов имеют  весьма сложное устройство, а их возможности впечатляют. Данная статья посвящена устройству, принципу действия и способам применения сварочных инверторов.

Устройство и принцип действия сварочного инвертора

В принципе, ничего нового в инверторных источниках сварочного тока по отношению к традиционным сварочным трансформаторам нет. Инверторы так же преобразуют входное сетевое однофазное или трехфазное напряжение в постоянное или переменное, но уже с другой амплитудой. Понижение напряжения необходимо для того, чтобы иметь возможность повысить сварочный ток, так как для стабильного горения электрической дуги имеет значение именно этот параметр. Однако получить качественный, стабильный и легко регулируемый сварочный ток достаточно сложно, так как традиционные трансформаторные источники имеют сильную зависимость выходного напряжения от величины входного. Достаточно незначительного скачка сетевого напряжения, чтобы на выходе сварочного трансформатора резко изменилась величина тока.

Кроме того, мощная индуктивная нагрузка, которая присуща обычным сварочным трансформаторам, негативно сказывается на производительности сварочного оборудования. Сильная самоиндукция при поджиге дуги и при её обрыве приводит к сильным колебаниям сетевого напряжения, что неблагоприятно сказывается на работе другого промышленного оборудования. Так же нельзя скидывать со счетов чрезвычайно большую массу сварочных трансформаторов классического типа. Что делает их перемещение к местам проведения работ весьма проблематичным.

Проблема обычных сварочных трансформаторов в том, что они работают на частоте 50 Гц. В инверторных источниках сварочного тока тоже есть трансформаторы, но они очень маленькие, так как работают на частоте около 100 кГц. Однако мало просто повысить частоту сетевого напряжения, чтобы уменьшить габариты источника питания, при этом нужно обеспечить простую и точную регулировку сварочного тока.

В обычных сварочных трансформаторах регулировка величины сварочного тока происходи путем вращения ручки привода корзины вторичной катушки. С её помощью изменяют расстояние между первичной и вторичной обмотками сварочного трансформатора, а значит, величину индуктивной связи. Которая чем выше, тем больше ток во вторичной обмотке при одинаковом диаметре сварочного электрода. Подобная регулировка неудобна, громоздка и требует много времени и усилий для изменения величины сварочного тока.

В инверторных источниках регулировка величины тока происходит опосредованно путем изменения скважности импульсов на первичной обмотке высокочастотного трансформатора. При этом результирующий сварочный ток складывается тоже из импульсов, образуемых двухтактным выходным контуром на основе мощных полупроводниковых транзисторов и диодов. Интересно, что инверторный источник тока может быть как постоянного, так и переменного напряжения. При этом форму и частоту импульсов выходного переменного напряжения можно легко изменять, что очень важно для сварки таких металлов как алюминий и сплавов на его основе. Регулировка любых параметров в инверторных сварочных аппаратах производится быстро и легко – либо путем вращения ручек соответствующих регуляторов, либо в цифровом виде при нажатии на соответствующие сенсоры.

Говоря об устройстве и принципе действия инверторного источника питания сварочной дуги, стоит заметить, что габариты и масса инверторов в десятки раз меньше классических трансформаторов, а возможности гораздо больше. Ведь инверторные источники сегодня являются основой для мобильной сварки, а так же делают доступной сварку в среде инертных газов. Ведь возможность задавать амплитуду и длительность импульсов сварочного тока позволяет осуществлять высоковольтный поджиг дуги, а так же блокировать подачу тока при залипании электрода и обеспечивать горячий старт при прерывании дуги, например, при сварке методом прихваток.

Также имеется возможность введения дополнительных функций для управления процессом аргонно-дуговой сварки. Например, плавное нарастание и снижение тока, регулируемое педалью, установка времени продувки после прерывания дуги, величина преобладания полярности импульсов при сварке переменным током, а так же скорость нарастания их по фронту и спада по тылу.

Как пользоваться инвертором постоянного тока

1Наибольший интерес для домашних мастеров и профессиональных сварщиков, занятых на строительных работах представляют компактные модели инверторов. Ведь в большинстве случаев их приходится носить с собой непосредственно к месту выполнения работ, а в некоторых труднодоступных местах одевать на плечо или на спину при помощи специального ремешка. Практически все подобные компактные модели имеют вес не более 7 кг и в основном рассчитаны на работу с постоянным током в режиме ручной дуговой сварки плавящимися электродами (MMA). В некоторых аппаратах предусмотрена возможность подключения аргонно-дуговой горелки для ручной сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов (TIG).

Сложившийся форм фактор таких аппаратов предусматривает наличие вентилируемого металлического защитного кожуха, внутри которого размещаются электронные компоненты инвертора с кулерами принудительного охлаждения, на передней панели находятся клеммы для быстрого подключения обратного кабеля и кабеля держателя, регулятор тока и прочие регуляторы, если они предусмотрены изготовителем, общий выключатель питания и дисплей, отображающий основные параметры настройки сварочного аппарата. На задней стенке находится питающий кабель и иногда выключатель с кнопкой возвратного автоматического предохранителя.

Для начала работы с инвертором постоянного тока необходимо включить его в сеть, подсоединить в соответствии с выбранной полярностью выходные клеммы (прямая полярность – плюс на массу, минус на держак, обратная полярность – наоборот), включить питание инвертора, выставить сварочный ток в зависимости от толщины свариваемых деталей и диаметра электрода, подключить обратный кабель к свариваемым деталям или на сварочный стол, одеть маску, краги и приступить к сварке.

Особенностью работы с инверторами постоянного тока является упрощенный поджиг дуги. В большинстве аппаратов применяют повышенное напряжение для возбуждения пламени. А в случае залипания электрода автоматика прекратит подачу напряжения на электрод и его можно будет легко оторвать от поверхности металла. Залипание электрода свидетельствует о низком сварочном токе или неправильно подобранном к данному виду металла электроде. В некоторых случаях ситуацию можно исправить, повысив ток регулятором, но все же к подбору электродов следует относиться с максимальным вниманием.

Для сварки инвертором обычных черных конструкционных углеродистых сталей хорошо подходят электроды как постоянного, так и переменного тока. Лучшими можно считать электроды шведского производства (концерн ESAB) типа OK 46.00. Они отлично ведут себя при сварке в любых пространственных положениях и ими очень легко заваривать большие промежутки. Эти электроды могут применять как профессиональные сварщики, так и начинающие. Электроды переменного тока типа АНО-21 или ОЗС-12 тоже можно применять для сварки обычных конструкционных сталей с инверторами постоянного тока. Правда, качество шва будет несколько хуже, а разбрызгивание металла больше, чем при сварке электродами постоянного тока. Наибольшую сложность представляет сварка электродами постоянного тока типа УОНИИ. Правда, стоит отметить, что качество сварного шва, получаемого при работе с ними, наилучшее. Однако подготовка поверхности для сварки должна быть на высшем уровне, так как этими электродами можно сваривать только чистый металл с разделанными кромками. Желательно переключить аппарат на сварку обратной полярностью.

Для сварки высоколегированных сталей необходимо применять специальные электроды. Однако, как бы точно вы не настраивали инвертор, надеяться на высокое качество шва при сварке нержавейки штучными электродами не стоит. Так же не имеет смысла пытаться сваривать металл толщиной менее 2 мм. Шов получится неровный. Для сварки тонкой нержавейки лучше пользоваться аргоновой горелкой.

В некоторых случаях инверторный аппарат может самопроизвольно отключиться. Это не означает, что он вышел из строя. Отключение происходит при перегреве аппарата (загорается соответствующий индикатор), а так же при слишком высоком (от 250 и выше вольт) или слишком низком (от 150 и ниже вольт) сетевом напряжении. Главной ошибкой сварщиков, приводящей к выходу аппарата из строя, является попытка удлинить штатный сварочный провод. Этого делать категорически нельзя! Длина кабелей строго рассчитана, так как они являются частью выходного колебательного контура инвертора.

shema-svarochnogo-invertornogo-polyavtomata