Инвертор: постоянный ток или переменный? Сварочный аппарат постоянного тока Сварочный аппарат инвертор постоянного тока.

В двадцатом веке сварочный аппарат переменного тока был самым распространенным устройством сварки металлов в строительстве и промышленности. Это объясняется простотой конструкцией аппарата.

Если говорить кратко, он представляет собой силовой понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого имеет несколько выводов. В зависимости от того какой метал нужно варить, какой толщины, каким электродом, сварщик выбирает тот или иной вывод вторичной обмотки.

Сварочные аппараты, работающие за счет действия переменного тока, подразделяются на следующие виды:

• оборудование для ручной электродуговой сварки с помощью отдельных электродов покрытых флюсом;
• оборудование для ручной аргоновой электросварки с помощью неплавящихся электродов из вольфрама;
• полуавтоматическое оборудование, осуществляющее сварку в среде защитного и инертного газа с помощью электродной проволоки;

В международной классификации электродуговая сварка получила обозначение ММА-АС или ММА-DC, в случае ручной электросварки одиночными электродами, а аргоновая сварка с неплавящимися электродами – TIG.

Конструкция на трансформаторах

Обычный аппарат для сварки по размерам и форме выглядел как стиральная бытовая машинка на колесах, только еще тяжелее. Замкнутый магнитопровод располагался вертикально. Внизу находилась первичная обмотка трансформатора.

Вторичная обмотка была подвижной. Она прикреплялась к гайке вертикального винта с ленточной резьбой. На крышке корпуса располагался рым-болт с ручкой.

При вращении ручки гайка с вторичной обмоткой перемещалась по винту, изменяя магнитный поток, проходящий через катушки. Таким образом, осуществлялась регулировка сварочного электротока.

Для перемещения аппарата на крышке имелась ручка, для присоединения проводов сварочной цепочки на боковой стенке располагался зажим. Все стенки имели щелевые отверстия для охлаждения трансформатора.

Говоря о таких аппаратах в прошедшем времени, имеется в виду, что сейчас в большинстве своем используют сварочные инверторы переменного и постоянного тока. Сварочным оборудованием на основе силового трансформатора практически не пользуются.

Чтобы сварочный шов получался качественным, требуется круто падающая вольтамперная характеристика трансформатора. Это достигается двумя способами. Первый вариант: в трансформаторе с нормальным магнитным рассеянием и отдельной реактивной катушкой (дросселем) регулировку сварочного процесса осуществляют за счет изменения зазора в сердечнике дросселя.

Второй вариант: регулировка осуществляется за счет изменения зазора между первичной и вторичной катушками. При этом изменение электротока в широком диапазоне не приводит к изменению напряжения дуги, что положительно сказывается на качестве шва.

Оборудование для контактной сварки

У аппаратов контактной сварки в момент сварочного процесса у маломощных устройств сварочный ток достигает 5000-10000 А, в мощных устройствах доходит до 500 кА. Поэтому к трансформаторам предъявляются высокие требования.

Они являются понижающими трансформаторами с рядом конструктивных особенностей:

• чтобы получить максимальный электроток вторичная обмотка выполняется из одного витка;
• первичная обмотка выполняется на дисковом сердечнике в виде отдельных секций. Разбивка катушек на секции необходима для регулировки электротока, а диск для равномерного охлаждения;
• вторичная обмотка выполнена в виде параллельно соединенных медных дисков. Для защиты от влаги они залиты эпоксидной смолой;
• предусматривается воздушное или водяное охлаждение.

Аппараты контактной сварки в большинстве своем однофазные с сердечниками броневого типа. Так как качество сварки сильно зависит от длительности сварочного импульса, то коммутационное оборудование достаточно сложное – плата за точность.

Аппараты испытывают большие механические нагрузки, до 400 пусков минуту, поэтому к ним предъявляются дополнительные требования по прочности конструкции.

Маломощные аппараты контактной сварки имеют сварочной ток до 5000 А, весят около 20 кг и сваривают металл толщиной до 2,5 мм. Широко применяются в домашних условиях и мелких мастерских.

Конструкция инвертора

Инверторы иногда называют сварочными аппаратами постоянного тока, поскольку при их работе на первом этапе происходит преобразование переменного напряжения в постоянное.

Инверторы активно вытесняют аппараты на трансформаторах благодаря небольшому весу, компактным размерам и высокой производительности.

Сварочный инвертор состоит из высоковольтного выпрямительного диодного моста и фильтра низких частот, генератора частоты в пределах 30-70 кГц, силовых высоковольтных ключей, разделительного конденсатора и понижающего трансформатора. Он выполняет функцию преобразователя низкочастотного переменного тока в высокочастотный.

Напряжение 220 В 50 Гц подается на выпрямительный мост, где происходит его выпрямление, фильтр снижает пульсации и поступает на электронные ключи выполненные на биполярных транзисторах с изолированным затвором или полевых транзисторах.

На выходе ключей, благодаря блоку управления на основе генератора частоты, получается сигнал частотой 30-70 кГц. Проходя через разделительный конденсатор, электроток избавляется от постоянной составляющей и поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора.

На выходе вторичной обмотки получается высокочастотный переменный ток, который используется для сварки. По сути, сварочные инверторы переменного тока выполняются, как импульсные источники питания без выпрямительного блока на выходе .

Из-за быстрого перехода через ноль сварочные инверторные аппараты переменного тока имеют устойчивую, равномерную дугу, что положительно сказывается на качестве шва.

Использование инвертора позволяет получить малогабаритный аппарат большой мощности. Недостатком инвертора можно считать высокую чувствительность к скачкам напряжения.

Достоинства и недостатки

Ручная дуговая сварка переменным током работает на основе силового трансформатора, имеющего простую, надежную и недорогую конструкцию. Она может работать практически в любых условиях и длительное время без перерывов.

К недостаткам нужно отнести невысокую производительность сварочных работ, необходимость постоянного удаления шлака. Сварочный шов получается хуже, чем дает сварка постоянным током.

Аргоновая сварка с использованием аппарата переменного тока с неплавящимися электродами дает сварной шов высочайшего качества, позволяет варить металл большого сечения, отсутствуют брызги.

К недостаткам нужно отнести необходимость использования дополнительного оборудования в виде газовых баллонов и низкую производительность работ.

Электроды и особенности работ

Для сварки переменным электротоком электроды разработаны давно и имеют большое разнообразие. При использовании инверторов пришлось создавать новые электроды из-за специфики высокочастотного переменного тока.

Наиболее широко применяются электроды марок АНО, ОЗС, МР. Они используются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивают легкое разжигание электрической дуги и равномерность ее поддержания, легкое удаление шлака. Могут применяться для сварочных аппаратов переменного и постоянного тока.

Главная особенность сварки переменным током заключается в изменении полярности протекающего через электрическую дугу тока. Из-за того, что на частоте 50 Гц время перехода через ноль довольно большое, дуга почти гаснет, получается неравномерной.

Это приводит часто к пористости шва, снижению его качества. При использовании высокочастотного переменного электротока этот недостаток практически преодолевается.

Использование постоянного позволяет получать сварочные швы более высокого качества за счет равномерного выделения теплоты в сварочной ванне. На постоянном токе электрическая дуга зажигается при меньшем напряжении, и ее легче поддерживать сварщику.

Сварка - это простой и надежный способ соединения неразъемного метала . Сварочные работы производятся с помощью специального оборудования, начиная от микроэлектроники и заканчивая тяжелой конструкцией.

На сегодняшний день сварка осуществляется с применением постоянного и переменного напряжения. В сварочных установках переменного тока основным элементом используют трансформатор любого сооружения. А в сварочных приборах с постоянной энергией потока применяются силовые выпрямительные блоки . Правильно выбранные электросварочные электроды - залог качественной работы.

Что такое переменный ток в сварке

Переменное напряжение получило свое название, так как поток электронов непрерывно меняет направление своего движения. Во время сварочного процесса с потреблением переменного тока дуга непрерывно «скачет» . Происходит это из-за регулярного отклонения от оси сварочной дуги. Конечно, это сказывается на качестве получившегося шва. В итоге, рубец широкий, а в месте соединения образуются капельки металла. Если дуга погаснет, то возобновить зажигание можно с помощью повышения напряжения.

При всем этом оборудование для электросварки переменкой, имеет свои плюсы:

1. Простая конструкция.
2. Большой рабочий ресурс.
3. Можно регулировать силу сварного тока.

Трансформаторы, по-прежнему пользуются своей популярностью.

Сварка с применением постоянного тока

Сварочные аппараты на постоянке поддерживает 2 режима работы - процесс соединения с прямой и обратной полярностью . Пользуясь такими установками необходимо регулярно следить за их режимом работы, так как одни металлы схватываются на прямой, а другие на обратной полярности.

Наиболее широко применяется прямая полярность . Сварной кратер получается глубоким и узким. Подача тепла уменьшается, скорость прохода увеличивается. Применяется для нарезки металла, имеет стабильную дугу, в результате образуется качественное соединение. Используется во время работы со сталью, толщиной от 4 мм . Большинство материалов свариваются именно на прямой полярности.

Обратная полярность применяется для соединения тонких металлов средней толщины. Электросварочный шов не глубокий, но достаточно широкий. При этой полярности нельзя пользоваться электродами, которые чувствительны к перегреву.

Основными достоинствами сварки с постоянным напряжением является:

1. Отсутствие брызг расплавленного металла.
2. Устойчивость дуги электрического тока.

Отличия электродов постоянного тока и переменного

Электроды условно не различаются . Но постоянный поток энергии не подходит для соединения переменным током. Электросварочные материалы, которые рассчитаны для переменки, успешно применяются и для электросварки с помощью постоянного электричества. Образующиеся электроды эксперты называют универсальными.

Универсальные электроды характеризуются:

• Хорошей и стабильной дугой, которая даже повторно легко зажигается.
• Объемной выработкой работы.
• Высокой рентабельностью.
• Небольшой степенью разбрызгивания.
• Хорошим отделением примесей.
• Возможностью доброкачественно сварить загрязненные, окисленные, ржавые и влажные материалы.
• Простейшими требованиями к устройству и работнику.

Особенностью универсальных электросварочных электродов является, возможность изготавливать соединение металлических изделий, даже если присутствует большое расстояние между частями металлов . Они отлично подходят для электросварки коротких швов и точечного прихвата.

Сравнивая сварку на постоянном и переменном напряжении, преимуществ больше у аппаратов с постоянным потоком энергии . Экономятся сварные материалы, так как разбрызгивание минимальное. Постоянку просто и легко использовать в работе, применяется для тонкостенных изделий. Воздействие погодных условий не влияет на устойчивость дуги, обеспечивая высокую производительность. Все участки на сооружении провариваются, в итоге специалист получает качественный и аккуратный рубец.

Устройство с переменкой обеспечивает хорошее качество соединения , простоту и удобство сварочного процесса. Оборудование, которое работает на данном виде напряжения стоит намного дешевле.

Основным различием переменного и постоянного электричества является то, что на электрод во время работы подается ток или переменно с частотой 50 Гц или постоянно . В конструкции сварочного аппарата постоянного потока есть выпрямители в виде диодов, которые выпрямляют электричество на выходе и создают знакопостоянное пульсирующее значение. Современные полупроводниковые выпрямители гарантируют высокую результативность и высокий показатель полезного действия. Следовательно, более качественная сварка получится с применением постоянного потока. Как показала практика, электроды переменки - прошлый век.

Сварочный ток - самый главный параметр, от которого зависит качественное соединение. Подбирать диаметр электрода необходимо с учетом толщины металла. И отталкиваясь от его диаметра, выставляется электричество. Эту информацию можно найти на упаковке. Точных и конкретных настроек напряжения нет - каждый мастер ориентируется на свои чувства и выставляет нужный параметр напряжения.

В специальных магазинах очень широкий выбор электродов для дуговой электросварки. Покупая, обращайте внимание на качество продукции и наличие лицензии.

Когда то пользовались популярностью сварочные трансформаторы, оставшиеся в памяти опытных сварщиков нестабильностью сварочного тока, параметров работы, значительной массой и габаритами. Тогдашняя популярность оборудования объяснялась отсутствием альтернативных вариантов. Сварочный аппарат постоянного тока – современный выгодный помощник при необходимости сварки, наплавки металлов посредством постоянного тока, штучного электрода. Популярные модели рассматриваемого оборудования заслуживают внимания потенциального потребителя и простого интересующегося.

Популярные модели

Выбор подходящего сварочного устройства, удовлетворяющего все профессиональные, либо бытовые потребности, напрямую связан с качественным предварительным информированием потенциального покупателя. В первую очередь стоит знать о наиболее распространенных моделях сварочного оборудования. Ниже приведены наиболее продаваемые .

Распространенные модели:

• BRIMA ARC-200А;
• DECA DECASTAR 135E No Gas/Mig Mag;
• Awelco Mikrotig 200R;
• ORION 160;
• ERGUS E161 CDI;
• Awelco Tornado 250;
• Электросила ТДМ-160;
• KAISER NBC-200;
• KENDE MS-160L;
• TELWIN FORTE 165 ACX;
• FORTE MIG-195 и др.

Для того чтобы выбор был точным и определенным, понадобится исследователь наиболее популярные вариантысварочного оборудования, описания, технические характеристики, параметры сварочного тока, достоинства, особенности и преимущества. Ниже представлены источники сварочного тока и описания к ним с сопутствующими характеристиками.

BRIMA ARC-200А: описание и характеристики

Оборудование ARC-200А – отличный выбор для человека, желающего получить все прелести постоянного тока во время соединения металлов. Для человека, сделавшего выбор в пользу рассматриваемого аппарата постоянного тока, становятся возможны всевозможные преимущества современного сварочного процесса. Устройства данной модели предназначено для соединения и наплавки металлов посредством постоянного тока. Работа им осуществляется с применением штучного покрытого электрода

Компактность, энергосберегаемость, возможность сопряжения сталей в бытовых и производственных условиях, простой розжиг электрической дуги, полезный функционал – все эти современные и высокотехнологичныесварочные достоинства готово предложить рассматриваемое оборудование. Устройство оснащено автоматической защитой от перегрузок тока, а также напряжения. В силу своей компактности и незначительной массы аппарат может быть использован в условиях ограниченного пространства, когда требуются сварочные работы трудно досягаемых металлоконструкций.

Технические характеристики:

• Сила сварочного тока (ном.) – 200А;
• Пределы сварочного тока – 20-200А;
• Продолжительность включения (ПВ) – 40%;
• Мощность потребления – 7 кВт;
• Параметры питающей сети (тип/напряжение/частота) – переменный, 220В, 50 Гц;
• Масса – 8 килограммов.

Сварочные трансформаторы промышленного образца - ответственное оборудование. Разумеется, характеристики, параметры и набор функций несколько иной, чем в случае с бытовыми приборами, так как промышленные потребности

KAISER NBC-250: описание и характеристики

Сварочные трансформаторы, предоставляющие возможность воспользоваться прелестями постоянного тока, - выгонные помощники в быту, на строительной площадке, в производственной сфере, сельском хозяйстве и т. п. Благодаря стабильности горения электрической дуги и воздействию постоянного тока рассматриваемый инвертор помогает осуществлять качественные, надежные, аккуратные и вместе с этим долговечные швы и соединения.

KAISER NBC-250 представляет собой переносной тип оборудования. Предназначением его является сварка в условиях постоянного тока, при этом работа может производиться рутиловыми, чугунными электродами в режиме ММА. Пределы диаметров электрода могут варьироваться от 1,6 до 5 миллиметров. Рассматриваемый аппарат – инвертор с однофазным подключением.

Имеется в приспособлении термозащита, блокирующая вероятностью перегрева. Корпус устройства, а также все его составляющие изготовлены из высококачественных материалов, в соответствии с нормами Евросоюза (сварочные инверторные трансформаторы данной серии производятся в Китае, но, несмотря на это требования к качеству несколько иные). В данной модели есть технология INVERTER, управляющая параметрами тока, за счет чего обеспечивается стабильность горения дуги, что, в свою очередь, повышает качество соединительного процесса.

Стандартный набор функций, в том числе анти прилипание электрода, горячий старт, позволяют свести к минимуму вероятность прилипания электрода к рабочей поверхности свариваемого металла, а также упростить запуск рабочего процесса. Система принудительного охлаждения не дает инвертору перегреваться, чего не имеют некоторые сварочные трансформаторы. Простота в работе, компактность и легкость делают аппарат еще более привлекательным для работников, эксплуатирующих оборудование в различных условиях и пространственных положениях.

Технические характеристики:

• Напряжение питающей сети – 220В;
• Частота сети - 50 Гц;
• Масса – 6,6 килограмма;
• Пределы регулирования тока – 20-250А;
• Диаметры электродов – 1,6-5,0 миллиметра;
• Тип охлаждения – принудительное;
• ПВ – 40%;
• Класс защиты - IP 21.

Существуют специальные промышленные сварочные трансформаторы, как уже говорилось, осуществляющие работу за счет постоянного тока. Их характеристики несколько иные, так как промышленность нуждается в обработке металлов больших толщин.

Deca MMA Mastro 50 EVO: описание и характеристики

Deca MMA Mastro 50 EVO – аппарат инверторного типа, предназначенный для производства соединений и швов посредством электродуговой, аргонодуговой сварки. Инвертор позволяет пользоваться стабильность горения дуги и другими преимущественными параметрами, полученными за счет постоянного тока. Допускается работа с положительными, а также с отрицательными катодами. Стоит отметить, что реализована возможность выполнения соединительных работ в аргонодуговой среде при помощи вольфрамового электрода.

Оборудование располагают уменьшенными габаритами, незначительной массой, и всё это стало возможно благодаря инверторной технологии. Набор инверторных функций, включая горячий старт, упрощают розжиг электрической дуги, стабилизируют её горение. Есть возможность соединять медь, сталь, никель, а также нержавеющую сталь и др. Функционал, которым не располагают устаревшие сварочные трансформаторы, готов предложить владельцу оборудования анти прилипание электрода, легкий розжиг дуги. Увеличена в устройстве диффузия материала катода с соединяемым металлом обрабатываемого изделия.

Современные трансформаторы позволяют использовать инверторные технологии, согласно которым повышается производительность работы, контроль характеристик дуги и многое другое. За счет этого становится возможным улучшенное качество шва и соединения. Внутренние составляющие элементы рассматриваемого сварочногоустройства соответствуют европейским нормам качества, поскольку все сварочные трансформаторыпроизводителя изготавливаются в Италии.

Технические характеристики:

• Страна производства – Италия;
• Напряжение сети на входе – 230В;
• Мощность потребления – 5,7 кВт;
• Плавкий предохранитель – 25А;
• Напряжение холостого хода – 80В;
• Пределы регулируемой силы тока – 30-180А;
• Диаметры применяемых электродов – 1,6-5,0 миллиметра;
• Класс оборудования – бытовой;
• Масса – 6,8 килограмма.

Преимущества постоянного тока в сочетании с инверторными современными технологиями оспаривать не целесообразно, потому что они явны и понятны. Главное, что понадобится для четкого понимания и определения качественного оборудования, - знания, касающиеся характеристик преимуществ и недостатков и мн. др.

При выборе сварки у покупателей возникает вопрос: купить инверторный сварочный аппарат постоянного тока или переменного? Оба типа инверторов имеют свои достоинства и недостатки, однако стоит отметить, что сегодня сварки переменного тока уходят в прошлое, их заменяют более совершенные сварочные аппараты токовыпрямительного или постоянного тока.