Инверторный сварочный полуавтомат: отличия от трансформатора

 

Обычному обывателю не всегда понятны отличия подобных сварочных аппаратов, однако они работают используя совершенно разные технологии. Вся соль в преобразовании тока. Так, например, включая аппарат в сеть электропитания в аппарат поступает энергия (220 или 380В, 50 Гц), далее полуавтомат должен преобразовать данную энергию в более мощную для того чтобы расплавлять метал.  

В аппаратах трансформаторного типа преобразование идет по принципу электромагнитной индукции: ток поступает сперва на первичный, а потом на вторичный трансформатор и, за счет разного количества витков на катушках, это позволяет усилить ток. Здесь работает принцип электромагнитной индукции и усиление тока происходит под влиянием разного количества витков на первичной и вторичной обмотках. Существенный недостаток получаемого тока в том, что он является переменным. Это негативно сказывается на качестве сварки. Сама сварка становится сложнее. Сами по себе сварочные полуавтоматы трансформаторного типа представляют собой массивные аппараты и отличаются большим весом. Например, аппарат на 200А может достигать веса 100 и более кг. Однако эти аппараты очень просты по своей конструкции и их легко обслуживать. Особенно это актуально в тех районах, где могут быть проблемы с приобретением запчастей (отдаленные деревни, территории Севера и т.д.).

Инверторный сварочный полуавтомат работает иначе. Ток поступает в аппарат.  Сперва он преобразуется с помощью транзисторов в выпрямленный постоянный так и далее в переменный, но с нужной частотой и мощностью.  Аппараты инверторного типа имеют очень компактные размеры и их вес может быть всего 25 кг. Сварочный ток, который выдает инверторный сварочный полуавтомат дает намного лучшее качество сварки. Поэтому начинающим сварщикам проще начинать с работы именно на инверторе. Помимо всего вышеперечисленного сварочные полуавтоматы-инверторы потребляют намного меньше энергии.

 С первого взгляда на потребление электроэнергии можно не обратить внимание, однако в масштабах производства расходы на электроэнергию могут достигать  очень больших сумм. По этой причине многие предприятия начинают переходить именно на сварочные полуавтоматы инверторного типа.  Еще одним плюсом аппаратов данного типа является устойчивость к перепадам напряжения. Например, даже при изменении тока в сети +/- 25% аппараты могут работать стабильно.  Это позволяет им работать не только от стационарной сети, но также от автономных электростанций, дизельгенераторов и удлинителей. Для сравнения трансформаторы при колебаниях тока работать не будут.

 

Сварочный полуавтомат трансформаторного типа LORCH серии M-pro	Сварочный полуавтомат инверторного типа LORCH серии Р

 

Несмотря на множественные преимущества инверторной технологии, для некоторых категорий клиентов лучшим выбором будут трансформаторы. Трансформаторы менее подвержены влиянию температуры и могут работать в мороз. Инверторы традиционно могут работать максимум при -25-30С (для сварочного оборудования LORCH) . И то это касается не всех моделей. Если говорить о непрофессиональных моделях сварочного оборудования, то для них пределом будет -15С. Полуавтоматы трансформаторного типа могут работать при более низких температурах.

Кроме того, трансформаторы очень просты в своей конструкции и при необходимости обслуживания их проще отремонтировать. Инверторные сварочные полуавтоматы более требовательны к запчастям. Поэтому, если вы работаете в отдаленных районах, где существуют проблемы с покупкой любых расходных компонентов, а возможно вы работаете на Севере. В таком случае вам больше подойдет трансформаторный сварочный полуавтомат.

 

 

 

Что лучше? Инверторный и трансформаторный полуавтомат

Редакция 02.12.2016

Нас часто спрашивают какой выбрать полуавтомат: подешевле, но трансформаторный или подороже, но инверторный? Однозначный ответ Вы найдете в этой статье.

Классификация полуавтоматов по разным признакам

Сварочный аппарат полуавтоматической сварки крайне необходим при проведении кузовных работ. Он позволяет в кратчайшие сроки осуществить ремонтные работы при высоком качестве полученного результата. Современные полуавтоматы не требуют специальных навыков и могут использоваться любителямя.

Прежде всего, необходимо дать определение самому понятию «полуавтомат». Сварочный полуавтомат – это сварочный аппарат, предназначенный для сварки присадочным материалом — проволокой в среде защитного газа. Слово «полуавтомат» означает, что сварщику необходимо направить сварочную горелку в нужное место, все остальное (запуск подачи проволоки, включение питания) сделает самостоятельно автоматика.

Сварочные полуавтоматы можно разделеить на классы по сфере применения:

1. бытовой;
2. полупрофессиональный;
3. профессиональный.

Отличие заключается в максимальном токе, который может выдать источник питания и в проценте времени работы (ПВ) на максимальном токе.

По конструкции источника питания бывают:

1. инверторные сварочные полуавтоматы
2. трансформаторные полуавтоматы

Инверторные сварочные полуавтоматы имеет более высокую стоимость, но при этом они имеют меньшую массу и размеры. Также инверторная технология предусматривает такие функции помощи сварщику как антиприлипание проволоки, плавный поджег дуги и возможность плавной регулировки сварочного тока. Трансформаторные сварочные аппараты применяются в тех местах, где не требуется частая транспортировка устройства и есть место для его установки.

Трансформаторные полуавтоматы.

Все трансформаторные полуавтоматы устроены примерно одинаково:

1. силовой трансформатор;
2. выпрямитель;
3. дроссель.

---

Расшифровка цифр и букв в названии модели 240ДАВ:

1. 240 — max сварочный ток
2. Д — имеется выход для дуговой сварки MMA (электродержатель в комплекте не идет)
3. А — на панели имеется евроразъем для горелки (приобетается отдельно)
4. В — на задней панели встроен вентилятор охлаждения

Основные недостатки трансформаторных полуавтоматов:

Никаких систем автоматического регулирования и стабилизации напряжения в них нет, а для изменения выходного напряжения на первичной обмотке трансформатора сделаны отводы, которые коммутируются переключателем.

Регулировка выходного напряжения трансформатора производится ступенчато и исключительно на «холостом ходу», а не во время сварки.

Благодаря примитивности устройства у этих полуавтоматов предельно простая конструкция и минимальная цена. Но такая простота имеет серьезные недостатки:

1. На выходе такого полуавтомата не постоянное, а пульсирующее напряжение с величиной пульсаций близкой к удвоенной частоте сети (100 Гц), т. е. 100 раз в секунду оно падает почти до нуля;
2. Напряжение, заданное переключателем отводов первичной обмотки, никак не стабилизировано, просаживается под нагрузкой и меняется вместе с колебаниями сетевого напряжения;
3. Переключатель отводов обычно имеет всего 4-5 положений, что явно мало для точного задания напряжения.

Значительным же плюсом является простота конструкции, отсутствие электронных компонентов, что позволяет буквально «на коленках» произвести ремонт, обладая начальными познаниями в электрике и механике.

Что может сэкономить время, которое ушло бы на ремонт более сложного аппарата в сервисе профессионалом.

Все это хорошо известно производителям таких полуавтоматов. Но эти аппараты в основном рассчитаны на применения, где требования к качеству сварки почти никакие, и на пользователей с низкой квалификацией, либо с небрежным отношением к «хозяйскому» инструменту.

Инверторные полуавтоматы.

Инверторный полуавтомат содержит систему автоматического регулирования с обратными связями, которая позволяет плавно регулировать выходное напряжение в очень широком диапазоне непосредственно во время работы, причем выставленное напряжение стабилизировано и не зависит от колебаний сети и почти не просаживается под нагрузкой.

Режим работы на максимальном тока у инверторных аппаратов значительно превосходит время работы трансформатора. Что позволяет значительно экономить время без ущерба в качестве сварки, не ожидая когда же аппарат «остынет».

Работа инверторного аппарата заметно стабильнее при пониженном напряжении вплоть до падения до 140В, что весьма характерно для российских электросетей, где напряжение редко соответствует заявленному номиналу. Трансформатор требует постоянной подстройки по выходному напряжению и скорости подачи проволоки, в отличие от инвертора, который сам подстраивается к «скачкам» напряжения, в результате чего пользователь этого даже не заметит. Следует отметить, что настроенный на работу при пониженном напряжении трансформатор, при резком росте напряжения до номинала в 220В (типичная ситуация для гаражей, когда сосед выключил сварку) с легкостью прожжет тонкий кузовной металл.

---

Благодаря инверторным технологиям недостатки инверторных полуавтоматов в принципе отсутствуют как явление, от чего качество сварки значительно выше, чем у трансформаторных сварок.

И еще один серьезный и несомненный плюс инверторных аппаратов — гораздо меньший вес. При аналогичной мощности выходного тока трансформаторный полуавтомат будет весить в 2-2.5 раза тяжелее инвертора.

Сравнение инверторного полуавтомата с трансформаторным

Самый бюджетный инверторный полуавтомат

Качество с большой буквы при низкой цене:

Сравнительный тест бюджетных полуавтоматов Ergus, Eland, Ресанта, AURORA:

Сварка алюминия полуавтоматом AuroraPRO OVERMAN 180:

Сварка полуавтоматом для чайников (Часть 1) — Подготовка к работе:

Сварка полуавтоматом для чайников (Часть 2) — Сварка тонкого металла:

Сварка полуавтоматом для чайников (Часть 3) — Сварка толстого металла:

Инвертор

или трансформаторный сварочный аппарат: что лучше для ваших нужд?

Последнее обновление 30 января 2023 г.

Электросварочные аппараты используются уже более 100 лет. Как и любая технология, сварочные аппараты в настоящее время значительно усовершенствованы по сравнению с предыдущими десятилетиями.

Впрочем, нельзя не упомянуть и о олдскульной надежности. У многих профессионалов в области сварки есть выбор, когда дело доходит до трансформаторных или инверторных сварочных аппаратов.

Однако ваши предпочтения должны зависеть от того, какой из них лучше подходит для текущей работы. Чтобы помочь вам, мы собрали всю необходимую информацию о сварочных аппаратах, чтобы вы могли лучше понять, как они работают, и, наконец, выбрать тот, который подходит вам лучше всего. Вот инверторные и трансформаторные сварочные аппараты в деталях. Читай дальше!

---

Обзор инверторного сварочного аппарата

Кредит: Рижка Назар, Shutterstock

Как это работает?

Инверторный сварочный аппарат преобразует переменный ток в более низкое полезное выходное напряжение. Например, от источника питания 240 В переменного тока до выходной мощности 20 В постоянного тока. Приборы на основе инвертора используют пару электронных частей для преобразования энергии.

Напротив, традиционные приборы на основе трансформатора в основном полагаются на один большой трансформатор для управления напряжением. Инвертор работает за счет увеличения частоты первичного источника питания с 50 Гц до 20 000–100 000 Гц.

Это делается с помощью электронных кнопок, которые включают и выключают питание быстро (до одной миллионной секунды). Используя этот способ управления источником питания до того, как он попадет в трансформатор, размер трансформатора может быть значительно уменьшен.

Отличительные особенности

Более высокая эффективность

Инверторный сварочный аппарат позволяет регулировать профиль сварного шва в соответствии с требуемой толщиной. Инверторные сварочные аппараты улучшают внешний вид сварного шва и в то же время сохраняют качество сварки.

Механизм инверторного сварочного аппарата очень эффективен и не нагревается даже при длительной работе. Обычно они используют минимальное количество фильтрующего металла. Они эффективно снижают тепловложение и обеспечивают превосходную производительность.

Эффективность и энергосбережение

Инверторные сварочные аппараты не только энергоэффективны, но и не требуют напряжения и не требуют затрат. Эти инверторные сварочные аппараты являются идеальной заменой традиционным сварочным аппаратам, когда речь идет о выработке тепла и потреблении энергии.

Инверторный сварочный аппарат имеет выходную мощность до 93% по сравнению с обычными сварочными аппаратами. Уровень производства обычных сварщиков составляет 60%. Инвертор значительно уменьшает трансформатор и размер реактора, а также вес сварочного аппарата.

Сопоставимые потери мощности (в основном потребление энергии в проводнике и потери в магнитном сердечнике) также значительно снижены.

Охлаждающее устройство

Эти великолепные инверторные сварочные аппараты оснащены внутренним охлаждающим вентилятором. Он уменьшает рабочее тепло и предотвращает выделение дополнительного тепла. С помощью охлаждающих вентиляторов машины не только перестают перегреваться, но и приводят к увеличению продолжительности жизни устройств.

Авторы и права: Сергей Храмов, Shutterstock

Выходное напряжение и текущая стабильность

Многие традиционные сварочные аппараты используют переменный ток (AC), поэтому эти устройства не обеспечивают непрерывный ток и выходную мощность.

В таком случае дугам этих машин требуется несколько повторных зажиганий, от 100 до 120 раз в секунду. В отличие от обычных сварочных аппаратов, инверторный сварочный аппарат не требует много времени для выработки тепла.

Эти машины могут поддерживать постоянный ток. Он останавливает нестабильность напряжения и температуры, так как эти машины защищены от помех. По сути, сварочные аппараты имеют защиту от помех и имеют меньшую вероятность перепадов температуры и колебаний напряжения.

Поскольку направление тока и напряжение часто меняются, в традиционных инверторных сварочных аппаратах используется переменный ток. Дугу можно гасить и зажигать до 120 раз в секунду. Дуга не постоянна и горит стабильно. Это приводит к длительному времени нагрева. И его прочность уменьшает сварной шов.

IGBT Techniques

Эти инверторные сварочные аппараты могут быстро набирать мощность с помощью любого устройства управления током. Это возможно благодаря технологии биполярных транзисторов с изолированным затвором. Выключатель инверторного сварочного аппарата также работает быстро и потребляет меньше энергии для выполнения последней операции.

Компактная и легкая модель

Благодаря минималистичному дизайну инверторный сварочный аппарат можно использовать практически везде. По сравнению с другими обычными сварочными аппаратами эти сварочные аппараты компактны. Вы можете разместить их в любом компактном месте благодаря компактной конструкции устройства.

Конструкция достаточно компактна, чтобы ее можно было полностью хранить в ограниченном пространстве. Вес и размер трансформатора будут значительно уменьшены, поскольку частота инверторного сварочного аппарата намного выше, чем рабочая частота.

Точно так же значительное увеличение размера, веса реактора и рабочей частоты будет значительно сведено к минимуму.

Плюсы

• Низкое энергопотребление.
• Обеспечивает превосходный контроль над электрической дугой.
• Поставляется с охлаждающим вентилятором для защиты деталей от нагрева.
• Он портативный.

Минусы

• Менее долговечны по сравнению с обычными трансформаторными сварочными аппаратами.
• Дорогие затраты на ремонт.

---

Обзор трансформаторного сварочного аппарата

Авторы и права: Владимир Ненезич, Shutterstock

Как это работает?

Сварочные аппараты-трансформеры представляют собой более традиционный вариант сварки. Эти высокопроизводительные устройства являются рабочей лошадкой отрасли и требуют питания от сети. Они в основном используются для промышленной сварки стержней. Они бывают размеров от 250А до 600А при 415В.

Сварщик трансформатора позволяет сварщику выбирать выходной ток, перемещая обмотку ближе или дальше от вторичной обмотки. Он также может перемещать магнитный шунт внутри и снаружи сердечника трансформатора, используя последовательный реактор насыщения с переменным подходом последовательно с выходом вторичного тока, или просто позволяя сварщику выбирать выходное напряжение, касаясь вторичной обмотки трансформатора. трансформатор.

Эти приборы трансформаторного типа обычно наиболее экономичны.

Отличительные особенности

Особенностью трансформаторного сварочного аппарата является то, что на электрод подается переменный ток. Это означает, что преобразование активировано. За счет этого увеличивается разбрызгивание металла, что, в свою очередь, влияет на качество шва.

КПД трансформатора составляет около 80%, так как большая часть энергии уходит на нагрев «железа» прибора. Устройства делятся на бытовые, выдающие ток до 200 Ампер, профессиональные и полупрофессиональные, до 300 Ампер, и еще один, превышающий 300 Ампер.

При использовании прибора в бытовых условиях используется однофазный электрический ток 220 вольт. Однако большинство экспертных устройств часто используют трехфазный ток 380 вольт.

Надежность

Многие спорят о надежности сварщика. В течение почти столетия трансформаторные сварочные аппараты подвергались всестороннему изучению и разработке для производства надежных и прочных машин, в то время как инверторным сварочным аппаратам уделялось такое же внимание всего 30 лет.

Трансформаторные сварочные аппараты более надежны по сравнению с лучшими инверторными сварочными аппаратами. Однако в последние годы разрыв значительно сократился. Те дни в 1990-х годах, когда сбои инверторов вызывали кошмары, прошли.

Предоставлено: kofana12, Shutterstock

Возможные ограничения

Общая тенденция заключается в том, что трансформаторные сварочные аппараты более просты, но надежны, в то время как инверторные сварочные аппараты могут интегрировать множество различных процедур с меньшей надежностью.

Другое соображение заключается в том, как устройство будет ограничивать вас в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Если за этими устройствами правильно ухаживать, они могут прослужить значительное количество времени. Если у вас есть трансформаторный сварочный аппарат, он будет тяжелее и менее многофункциональным по сравнению с инверторным сварочным аппаратом.

Хотели бы вы приобрести дополнительное оборудование, чтобы иметь такую ​​же производительность, как инверторный сварочный аппарат? Или вам нужна надежность сварочного аппарата на основе трансформатора, но также нужно что-то, что вы можете носить с собой в качестве резервного, обеспечиваемого инверторным сварочным аппаратом?

Время простоя

Несколько применений могут привести к преждевременному выходу из строя инверторных сварочных аппаратов, например, наличие дополнительных загрязняющих веществ в воздухе и высокая влажность. Производители попытались создать продукты, которые более гибки из-за экологических проблем.

Однако они всегда более склонны к неудачам. Если ваша машина выйдет из строя, вы не сможете использовать ее, пока она не будет устранена. Но как это повлияет на вашу повседневную деятельность? Если вы просто любитель, это не будет сдерживать важные проекты и не повлияет на ваш доход.

Несмотря на то, что ваш компьютер имеет решающее значение для бесперебойной работы вашего бизнеса, вы должны учитывать влияние простоя, который у вас будет. Если окружение, в котором вы находитесь, способствует преждевременному выходу из строя и находится вне вашего контроля, стоит иметь более надежное устройство, которое проще по сравнению с универсальным устройством, которое не будет работать.

В таком случае лучше всего подойдет трансформаторный сварочный аппарат, так как он долговечен, надежен и редко выходит из строя.

Область применения

Трансформаторные сварочные аппараты представляют собой непритязательные устройства и используются почти во всех областях человеческой деятельности, где необходимы сварочные соединения черных металлов.

Приспособления применяются для следующих целей:

• Ремонт и прокладка трубопроводов.
• Сварка сантехнических трубопроводов.
• Крепление металлоконструкций на стройке.
• Соединение листовых материалов как встык, так и внахлест.

Плюсы

• Начальная стоимость низкая.
• Идеально подходит для ремонта фермы.
• Сварочный аппарат не требует технического обслуживания.
• Текущие расходы также относительно низки.
• Это очень надежно.

Минусы

• Зажечь дугу сложно.
• Чувствителен к снижению напряжения в сети.

Сварочный аппарат с инвертором и трансформатором: что подходит именно вам?

Хотя инверторные сварочные аппараты имеют преимущества перед трансформаторными сварочными аппаратами, не все из них могут быть вам полезны. Окончательный выбор в конечном итоге сводится к предпочтениям пользователя.

Мы предоставили вам всю необходимую информацию, чтобы помочь вам принять во внимание ваши требования и выяснить, что подходит именно вам. Кроме того, мы составили список различий между инверторными и трансформаторными сварочными аппаратами с учетом таких факторов, как долговечность, вес, стоимость и многое другое.

Начинаем прямо сейчас!

Стойкость

Трансформаторы по своей природе имеют более высокие рабочие циклы. Поэтому теоретически они могут решать более тяжелые задачи, чем инверторные сварочные аппараты. На данный момент инверторы новые в магазинах и, следовательно, их долговечность сомнительна.

Прямо сейчас мы знаем о долговечности трансформаторных сварочных аппаратов, поскольку они используются достаточно долго, чтобы проанализировать и повысить их долговечность. Тем не менее, инверторная технология невероятно увлекательна, поскольку вы можете упаковать много энергии в небольшой легкий корпус.

Затраты

Уже давно ведутся споры о ценах на инверторные и трансформаторные сварочные аппараты. Многие трансформаторные сварочные аппараты являются экономичными, когда речь идет о первоначальных затратах.

Но в долгосрочной перспективе инверторный сварочный аппарат сэкономит вам много денег. Все это сводится к стоимости с течением времени. Начнем с того, что инверторные сварочные аппараты потребляют меньше энергии. Хотя точная стоимость, как правило, завышена, многие профессионалы согласны с тем, что вы можете сэкономить около 10% на счетах за электроэнергию.

Инверторные сварочные аппараты также используют меньше расходных материалов и сварочного газа благодаря повышенной стабильности дуги. Со временем не будет безумием говорить, что сварочные аппараты окупят себя.

Вес

По сравнению с трансформаторными сварочными аппаратами инверторные сварочные аппараты имеют малый вес. Они даже вдвое меньше нескольких машин-трансформеров. Если вы выполняете стационарные работы на большой площади, большой, здоровенный трансформаторный сварочный аппарат не будет проблемой.

Однако, если вы собираетесь перемещать свой сварочный аппарат или помещение ограничено, лучшим выбором будет инверторный сварочный аппарат.

Стабильность и эффективность

За последние 50 лет трансформаторные сварочные аппараты прошли долгий путь. Используя сварочный аппарат высшего качества, вы можете достичь привлекательного уровня эффективности, сохраняя при этом относительно стабильную дугу.

Впрочем, по сравнению с инверторными сварочными аппаратами это пустяки. Большинство инверторных сварочных аппаратов в два раза эффективнее трансформаторных сварочных аппаратов. Например, по сравнению со сварочным аппаратом с трансформатором инверторный сварочный аппарат использует половину ампер для получения аналогичного количества вольт.

Благодаря этому большинство инверторных сварочных аппаратов могут работать от обычной домашней розетки, поэтому вам не нужно покупать генератор или большую розетку на 220 В.

Долгое время инверторные сварочные аппараты использовали постоянный ток (DC). Хотя у них была более стабильная дуга, чем у обычных сварочных аппаратов с трансформатором постоянного тока, для сварочных аппаратов переменного тока был доступен только один вариант.

В настоящее время инверторные сварочные аппараты могут использовать как постоянный, так и переменный ток. А поскольку инверторные сварочные аппараты более эффективны, они могут генерировать более стабильную дугу. Из-за этого инверторные сварочные аппараты являются лучшим выбором, когда речь идет об эффективности и стабильности.

Качество выполненных сварных швов

Поскольку мы обсуждаем сварочные аппараты, давайте перейдем к сути сварки и обсудим дугу и сварные швы. Если вы из тех сварщиков, которые целый день работают со спокойной сталью, каждый день, вам не нужно искать сварочный аппарат с трансформатором.

Однако мы живем в мире, который требует идеальной сварки в любом положении и на любом материале. Инверторные сварщики начинают блистать в этом требовательном мире. Поскольку инверторные сварочные аппараты можно запрограммировать на выполнение любых задач, теперь мы видим, как усовершенствованная импульсная сварка MIG работает так же, как высококвалифицированная сварка TIG.

Программное обеспечение и усовершенствованная электроника открывают мир, который коренным образом изменил возможности сварочного аппарата. Иногда даже средний сварщик выглядит довольно хорошо.

Когда речь идет о качестве сварки и инновациях, инверторный сварочный аппарат — лучший выбор. Тем не менее, вы все еще можете сохранить его простым для стали.

Рабочий цикл

Как правило, инверторные сварочные аппараты могут достигать гораздо более высоких рабочих циклов благодаря размеру трансформатора. Хотя мелкие детали инверторного сварочного аппарата быстро нагреваются, их можно охладить гораздо быстрее и проще.

Однако в традиционных трансформаторных сварочных аппаратах детали намного крупнее и, следовательно, склонны удерживать тепло и долго остывают.

• См. также:  Что такое отводы на сварочном трансформаторе?

Использование мощности генератора

Эффективность означает, что использование мощности генератора более возможно при использовании инверторных сварочных аппаратов, которые могут работать от портативных генераторов меньшего размера. С обычными трансформаторными сварочными аппаратами это невозможно.

Тем не менее, вы должны помнить, что существует опасность, связанная с использованием энергии от генератора.

Функциональность

По сравнению с традиционными трансформаторными сварочными аппаратами производительность высококачественных инверторных сварочных аппаратов значительно выше. Это особенно заметно при сварке электродом (MMA), при которой операторы считают, что сварка проще и им не нужно «бороться» с дугой.

Главным образом, это связано с тем, что инверторные сварочные аппараты могут иметь более высокое напряжение холостого хода и интегрировать такие функции, как Anti-Stick, Arc Force и Hot Start. Основным примером этого является сварка тонких материалов: с использованием традиционного сварочного аппарата это печально известно сложно, если не непрактично.

Однако при использовании инверторных сварочных аппаратов с неограниченной регулировкой силы тока и стабильной дугой мощность может быть значительно снижена, так что, например, стальной лист толщиной 1,6 мм или отрезки трубы можно сваривать значительно проще и контролируемее.

Авторы и права: Супавит Сретбхакди, Shutterstock

Что такое технология IGBT?

Инициалы IGBT означают «Биполярные транзисторы с изолированным затвором». Это высокоскоростные коммутационные устройства, используемые во всех сварочных аппаратах для бессварочной сварки, которые упрощают регулирование напряжения.

Некоторые инверторные сварочные аппараты используют более старую технологию MOSFET или транзисторы. Технология IGBT обеспечивает значительные преимущества по сравнению с MOSFET. Возможно, решающим преимуществом является то, что IGBT менее подвержены колебаниям мощности генератора и сети, что делает их более надежными и менее уязвимыми к отказам или повреждениям.

Когда использовать инверторный сварочный аппарат	Когда использовать сварочный аппарат-трансформер
Внутри в регулируемой среде	В пыльной и грязной среде
Вы можете использовать его на различных типах недрагоценных металлов	Вы можете использовать его на одном и том же металле изо дня в день

---

Заключительные мысли

За последние 15 лет инверторные сварочные аппараты претерпели быстрые изменения. Они постоянно улучшают как функциональность, так и стоимость. Однако это не означает, что мы должны похоронить трансформаторные сварочные аппараты, поскольку они также занимают важное место в отрасли.

В конечном итоге все сводится к индивидуальному взвешенному решению, зависящему от множества факторов.

---

Авторы избранных изображений: (L) Mehaniq, Shutterstock | (R) Алан Сау, Shutterstock

• Обзор инверторного сварочного аппарата
• Как это работает?
• Отличительные особенности
  • Повышенная эффективность
  • Эффективность и энергосбережение
  • Система охлаждения
  • Выходное напряжение и текущая стабильность
  • Технологии IGBT
• Компактная и легкая модель
• Обзор сварочного аппарата с трансформатором
• Как это работает?
• Отличительные особенности
  • Надежность
  • Возможные ограничения
  • Время простоя
• Область применения
• Инверторный или трансформаторный сварочный аппарат: что подходит именно вам?
  • Стойкость
  • Затраты
  • Вес
  • Стабильность и эффективность
  • Качество производимых сварных швов
  • Рабочий цикл
  • Использование мощности генератора
  • Функциональность
• Что такое технология IGBT?
• Заключительные мысли

Постоянный ток против постоянного выходного напряжения

У меня дома есть небольшой сварочный аппарат MIG. Я хочу использовать его для сварки стержнем, но мне сказали, что я не могу. Почему это? На работе у нас есть несколько различных типов сварочных аппаратов. Почему некоторые машины можно использовать только для сварки стержнем, а некоторые только для сварки проволокой, а другие машины можно использовать и для того, и для другого? Я слышал термины CC и CV, но что они означают и почему они важны? Наконец, у нашей компании есть несколько переносных механизмов подачи проволоки с переключателем «CV/CC» внутри. Означает ли это, что их можно использовать с любым сварочным аппаратом?

 
Это очень хорошие вопросы, и я уверен, что многие сварщики задавали их. С точки зрения конструкции и управления дугой существует два принципиально разных типа источников сварочного тока. К ним относятся источники питания, которые производят постоянный ток (CC), и источники питания, которые производят постоянное напряжение (CV). Многопроцессорные источники питания — это те, которые содержат дополнительные схемы и компоненты, что позволяет им производить выход как CC, так и CV в зависимости от выбранного режима.

Обратите внимание, что сварочная дуга является динамической, при которой ток (А) и напряжение (В) постоянно изменяются. Источник питания контролирует дугу и вносит миллисекундные изменения для поддержания стабильного состояния дуги. Термин «постоянный» является относительным. Источник питания CC будет поддерживать ток на относительно постоянном уровне, независимо от довольно больших изменений напряжения, в то время как источник питания CV будет поддерживать напряжение на относительно постоянном уровне, независимо от довольно больших изменений тока. Рисунок 1  содержит графики типичных выходных кривых источников питания CC и CV. Обратите внимание на то, что в различных рабочих точках выходной кривой на каждом графике наблюдается относительно небольшое изменение одной переменной и довольно большое изменение другой переменной («Δ» (дельта) = разность).

Рис. 1. Кривые мощности для источников питания CC и CV

Следует также отметить, что в этой статье обсуждаются только традиционные типы источников сварочного тока. При импульсной сварке со многими новыми источниками питания с технологией управления формой волны вы действительно не можете считать выход строго CC или CV. Скорее, источники питания отслеживают и изменяют как напряжение, так и ток с чрезвычайно высокой скоростью (намного быстрее, чем источники питания с традиционной технологией), чтобы обеспечить очень стабильные условия дуговой сварки.

Прежде чем обсуждать вопрос о сравнении постоянного и постоянного тока, мы должны сначала понять влияние тока и напряжения на дуговую сварку. Ток влияет на скорость плавления или скорость расхода электрода, будь то стержневой или проволочный электрод. Чем выше уровень тока, тем быстрее плавится электрод или выше скорость плавления, измеряемая в фунтах в час (lbs/hr) или килограммах в час (kg/hr). Чем ниже ток, тем ниже становится скорость плавления электрода. Напряжение определяет длину сварочной дуги, а также результирующую ширину и объем конуса дуги. По мере увеличения напряжения длина дуги становится больше (и дуговой конус шире), а по мере его уменьшения длина дуги становится короче (и дуговой конус уже). На рис. 2 показано влияние напряжения на дугу.

Рисунок 2: Влияние напряжения дуги

Теперь тип используемого сварочного процесса и связанный с ним уровень автоматизации определяют, какой тип сварки является наиболее стабильным и, следовательно, предпочтительным. Процесс дуговой сварки в защитном металле (SMAW) (также известный как MMAW или палка) и процесс дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) (также известный как TIG) обычно считаются ручными процессами. Это означает, что вы контролируете все параметры сварки вручную. Вы держите электрододержатель или горелку TIG в руке и вручную контролируете угол перемещения, рабочий угол, скорость перемещения, длину дуги и скорость подачи электрода в соединение. Для процессов SMAW и GTAW (то есть ручных процессов) CC является предпочтительным типом выходного сигнала от источника питания.

И наоборот, процесс дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) (также известный как MIG) и процесс дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW) (также известный как флюсовый сердечник) обычно считаются полуавтоматическими процессами. Это означает, что вы по-прежнему держите сварочную горелку в руке и вручную контролируете угол перемещения, рабочий угол, скорость перемещения и расстояние от наконечника до рабочего места (CTWD). Однако скорость подачи электрода в соединение (известная как скорость подачи проволоки (WFS)) регулируется автоматически с помощью механизма подачи проволоки с постоянной скоростью. Для процессов GMAW и FCAW (т. е. полуавтоматических процессов) CV является предпочтительным выходом.

Таблица 1  содержит сводку рекомендуемых типов выхода в зависимости от процесса сварки.

Таблица 1: Рекомендуемый тип выходной мощности источника питания в зависимости от процесса дуговой сварки

Чтобы использовать более простую конструкцию и снизить затраты на приобретение, источники сварочного тока обычно предназначены для использования только с одним или двумя типами сварочных процессов. Таким образом, базовая машина для сварки стержней будет иметь только выход CC, поскольку она предназначена только для сварки стержнем. Аппарат TIG также будет иметь выход только CC, так как он предназначен только для сварки TIG и сварки электродом. И наоборот, базовая машина MIG будет иметь выход только CV, поскольку она предназначена только для сварки MIG и сварки с флюсовой проволокой. Что касается вашего первого вопроса: «Почему я не могу сваривать электродами на своем аппарате MIG?», ответ заключается в том, что ваш аппарат MIG имеет только выход CV, который не предназначен и не рекомендуется для электродуговой сварки. И наоборот, обычно вы не можете выполнять сварку MIG с помощью стержневого аппарата с выходом CC, потому что это неправильный тип выхода для сварки MIG. Как упоминалось ранее, существуют источники питания для сварки с несколькими процессами, которые могут обеспечивать выходную мощность как CC, так и CV. Однако они, как правило, более сложны, имеют более высокую производительность, предназначены для промышленного применения и не имеют цены на базовый диапазон стоимости сварочного аппарата начального уровня.

На рис. 3 показаны примеры типовых сварочных аппаратов CC, CV и многопроцессорных сварочных аппаратов.

Рисунок 3: Пример источников сварочного тока по типу выходного сигнала

Вы можете создать сварочную дугу с помощью любого из сварочных процессов с выходным типом CC или CV (если вы можете настроить сварочное оборудование для этого) . Однако, когда вы используете предпочтительный тип выхода для каждого соответствующего процесса, условия дуги очень стабильны. Однако, когда вы используете неправильный тип вывода для каждого соответствующего процесса, условия дуги могут быть очень нестабильными. В большинстве случаев они настолько нестабильны, что попытки сохранить дугу становятся невозможными.

Теперь давайте обсудим, почему эти последние утверждения верны. В двух ручных процессах, SMAW и GTAW, вы управляете всеми переменными вручную (именно поэтому они являются двумя наиболее трудоемкими процессами, требующими навыков оператора). Вам нужно, чтобы электрод плавился с постоянной скоростью, чтобы вы могли подавать его в соединение с постоянной скоростью. Для этого мощность сварки должна поддерживать ток на постоянном уровне (т. е. CC), чтобы результирующая скорость плавления была постоянной. Напряжение является менее контролируемой переменной. При ручных процессах очень сложно постоянно поддерживать одинаковую длину дуги, потому что вы также постоянно подаете электрод в соединение. Напряжение изменяется в результате изменения длины дуги. С выходом CC ток является вашей предустановкой, управляющая переменная и напряжение просто измеряются (обычно как среднее значение) во время сварки.

Если вы попытаетесь выполнить сварку с использованием процесса SMAW, например, используя выход CV, ток и результирующая скорость плавления будут сильно различаться. По мере того, как вы перемещались по стыку (пытаясь соответствовать всем другим параметрам сварки), электрод плавился с большей скоростью, затем с меньшей скоростью, затем с большей скоростью и т. д. Вам постоянно нужно было бы изменять скорость, с которой вы вставили электрод в сустав. Это невыполнимое условие, что делает вывод CV нежелательным.

Когда вы переключаетесь на полуавтоматический процесс, такой как GMAW или FCAW, что-то меняется. В то время как вы по-прежнему контролируете многие параметры сварки вручную, электрод подается в соединение с постоянной скоростью (в зависимости от конкретной WFS, которую вы установили на механизме подачи проволоки). Теперь вы хотите, чтобы длина дуги была постоянной. Для этого сварочное напряжение должно поддерживаться на постоянном уровне (т. е. CV), чтобы результирующая длина дуги была постоянной. Ток является менее контролирующей переменной. Он пропорционален или является результатом WFS. По мере увеличения WFS увеличивается и ток, и наоборот. С выходом CV напряжение и WFS являются вашими предустановками, управляющие переменные и ток просто измеряются во время сварки.

Если вы попытаетесь сварить процессами GMAW или FCAW с выходным сигналом CC, напряжение и результирующая длина дуги будут сильно различаться. По мере снижения напряжения длина дуги становилась бы очень короткой, и электрод упирался бы в пластину. Затем по мере увеличения напряжения длина дуги становилась бы очень большой, и электрод сгорал бы обратно к контактному наконечнику. Электрод будет постоянно вонзаться в пластину, затем прогорать обратно к кончику, затем вонзаться в пластину и т. д. Это невыполнимое условие, что делает вывод CC нежелательным.

В качестве примечания: широко распространена полная автоматизация процессов сварки GTAW, GMAW и FCAW. В случае полной автоматизации все переменные контролируются машиной и удерживаются на постоянном угле, расстоянии или скорости. Следовательно, меньше изменений в условиях дуги. Однако предпочтительным типом вывода для автоматизированной GTAW по-прежнему является CC, а для автоматизированной GMAW и FCAW по-прежнему CV. Пятый общий процесс дуговой сварки, дуговая сварка под флюсом (SAW) (также известная как субдуговая сварка), как правило, также является автоматизированным процессом. С SAW обычно используется выход CC или CV. Определяющими факторами в отношении того, какой тип выходного сигнала является наилучшим, обычно являются диаметр электрода, скорость перемещения и размер сварочной ванны. Для полуавтоматической SAW предпочтительным типом вывода является CV.

Ваш последний вопрос касался переносных механизмов подачи проволоки (см. пример на , рис. 4 ). Это оборудование, которое позволяет вам нарушать основные правила, описанные в этой статье… до некоторой степени. Они предназначены в первую очередь для сварки в полевых условиях и обладают тремя уникальными особенностями по сравнению с обычными механизмами подачи проволоки заводского типа. Во-первых, провод заключен в жесткий пластиковый корпус для лучшей защиты и долговечности в полевых условиях. Во-вторых, им не требуется кабель управления для питания приводного двигателя, а вместо этого используется провод датчика напряжения от механизма подачи проволоки. Таким образом, подключение простое, требуется только использование существующего сварочного кабеля источника питания (и добавление газового шланга). В-третьих, они могут работать с источником питания CC, но с ОГРАНИЧЕННЫМ успехом. У них есть тумблер «CC/CV», в котором вы выбираете тип выхода от источника питания.

Когда впервые появились эти портативные механизмы подачи проволоки, теория заключалась в том, что их можно использовать с большой существующей базой источников питания CC, уже находящихся в полевых условиях (в основном это сварочные аппараты с приводом от двигателя), и, таким образом, теперь они дают производителям GMAW и FCAW (т. проволочная сварка) возможность. Вместо того, чтобы покупать совершенно новый источник питания CV, им нужно было только приобрести механизм подачи проволоки. Чтобы компенсировать колебания напряжения, которые вы получаете с выходом CC, эти механизмы подачи проволоки имеют дополнительную схему, которая замедляет реакцию скорости подачи проволоки на изменения напряжения, чтобы помочь стабилизировать дугу (обратите внимание, что на CC скорость подачи проволоки уже не постоянна, а постоянно увеличивается и уменьшается в попытке поддерживать ток на постоянном выходе).

Рис. 4: Пример устройства подачи проволоки портативного типа

Реальность сварки проволокой с выходом CC такова, что она работает достаточно хорошо в одних приложениях и плохо в других. Относительно хорошая стабильность дуги достигается при использовании процесса с порошковой проволокой в ​​среде защитного газа (FCAW-G) и процесса GMAW при переносе металла в режиме струйной дуги или импульсной струйной дуги. Тем не менее, стабильность дуги по-прежнему очень непостоянна и неприемлема для самозащитной порошковой проволоки (FCAW-S) и процесса GMAW в режиме переноса металла с коротким замыканием. Несмотря на то, что напряжение меняется в зависимости от выходного сигнала CC, процессы, которые обычно работают при более высоких напряжениях (например, 24 В или более), такие как FCAW-G и струйная дуга или импульсная дуговая сварка MIG со струйной сваркой, менее чувствительны к изменениям напряжения, наблюдаемым с выходом CC. Поэтому стабильность дуги довольно хорошая.