Схема простого сварочного инвертора — электросхема инверторного сварочного аппарата

Схема простого сварочного инвертора разделяется на силовую, то есть как раз ту, которая выдает ток на дугу, и управляющую части. Инвертор по сути своей – это блок питания, достаточно мощный, позволяющий поддерживать работу дуги. По рабочим схемам напоминает импульсный блок питания, у них весьма схожая работа по преобразованию энергии.

По какому принципу работает электросхема инверторного сварочного аппарата?

Схема работает по тому же принципу, что и, например, блок питания в персональном компьютере. В процессе работы происходит преобразование тока и напряжения, причем несколько раз и в разных параметрах.

В работе прослеживаются несколько четких этапов:

1. Напряжение в розетке составляет 220V, поэтому сначала происходит выпрямление переменного напряжения.
2. Вступает в работу преобразователь, постоянное напряжение переводится в переменные высокие частоты.
3. Напряжение высокой частоты постепенно понижается до нужных значений.
4. В свою очередь, на этом этапе, уже пониженное напряжение нуждается в выпрямлении.

Весь процесс кажется немного нелогичным, но у этого есть свои причины.

Ранее в сварочных инверторах использовались трансформаторы, очень мощные, работающие за счет обмотки трансформатора и имеющие, из-за этого, размеры и вес, делающие сварочные аппараты громоздкими и неудобными в применении.

Инверторные же аппараты удалось существенно уменьшить и облегчить с помощью увеличения частоты работы до 70-80 кГц и удешевить, поскольку меди на обмотку и других материалов уходит в разы меньше.

Схема инвертора

Электросхема сварочного инвертора состоит из транзисторов, мощных, берущих на себя большую часть работы. Частота тока в сети составляет всего 50 Гц, транзисторы же переключаются с высокой частотой, поэтому необходимо обеспечить их подачей постоянного напряжения. Вот тут и вступает в работу выпрямитель, как раз занимающийся тем, чтобы поступающий ток имел постоянные параметры.

Достигается этот эффект диодным мостом и фильтрующими конденсаторами. Диодный мост очень мощный, поэтому есть необходимость ставить его в паре с охлаждающим радиатором. На нем, в свою очередь, установлен предохранитель от перегревания, который при достижении критических температур размыкается. Необходим он для того, чтобы избежать поломки прибора от перегрева. Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более 220V.

Важным элементом схемы является фильтр электромагнитной совместимости, ставится он перед выпрямителем и защищает сеть от высокочастотных помех, появляющихся из-за работы инвертора.

Сам инвертор состоит из двух транзисторов на радиаторах для контроля тепла. Для понижения же напряжения схема простого сварочного инвертора успешно работает с трансформатором высокой частоты. Далее транзисторы коммутируют постоянное напряжение через обмотку трансформатора, величины достигают примерно 340V.

Если совсем по-простому, то роль трансформатора в том, что первичная обмотка выдает большое напряжение и маленький ток, а с вторичной обмотки уходит меньшее напряжение, но максимальный ток, показатели могут быть около 120 ампер.

Выходной выпрямитель – это диоды с высокими показателями быстродействия, сдвоенные, с общим катодом. Электросхема инверторного сварочного аппарата нуждается в именно быстродействующих диодах, суть их работы в том, что они очень шустро открываются и закрываются, нужно это для того, чтобы защитить сами диоды и весь прибор от перегревания и выхода из строя.

Когда инвертор включается, начинают заряжаться конденсаторы, поскольку в этот момент зарядный ток очень велик, настолько, что может вывести из строя диодные мосты, то применяется схема ограничения заряда, еще она называется «мягкий пуск». Работа его основывается на резисторе, имеющем высокое сопротивление, как раз он и принимает на себя основной удар и отвечает за ограничение тока в схеме.

Самостоятельный подход к ремонту и эксплуатации

Самые важные элементы схемы уже описаны, остается лишь добавить, что сварочный инвертор — прибор не очень сложный, при желании и заинтересованности его можно собрать своими руками.

По запросу: схемы сварочных инверторов скачать, можно найти огромное количество готовых схем и видеороликов о самостоятельной сборке сварочных инверторов и их ремонте на нашем сайте.

Если вы понимаете сам принцип работы аппарата, то, достав нужные запчасти, можно очень экономно подойти к вопросу, покупать ли инвертор, чинить его самим или отнести в мастерскую.

---

Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):

Порядок сборки самодельных сварочных инверторов своими руками, схемы и описание тестирования

Инверторные сварочные аппараты получили широкое применение в строительной сфере благодаря их высокой производительности и небольшому весу. Однако не каждый может позволить себе такой инструмент. Единственный выход — сделать сварочный инвертор своими руками. В интернете существует множество схем таких устройств. Многие из них отличаются сложностью и высокими затратами, но есть и бюджетные модели.

• Общие сведения о сварочном инверторе
  • Назначение и особенности функционирования
  • Принцип работы оборудования
• Изготовление резонансного инвертора
  • Схема оборудования
  • Предотвращение залипания электрода
• Простой сварочный прибор
  • Схема и комплектующие
  • Блок питания и силовая часть
  • Инверторный блок и охлаждение
  • Пайка, настройка и проверка работоспособности
• Простейшее инверторное устройство для сварки

Общие сведения о сварочном инверторе

Традиционные сварочные аппараты имеют достаточно низкую цену, легкую ремонтоспособность, однако очень существенный недостаток не только их вес, но и зависимость от напряжения. Ввод электронного счетчика ограничен мощностью от 4 до 5 кВт. Для сварки толстого металла аппарат потребляет значительную мощность и зачастую выполнение работ становится невозможным. На смену им пришли инверторные сварочные аппараты.

Назначение и особенности функционирования

Применяется для проведения сварочных работ в домашних условиях, а также на предприятиях, обеспечивает стабильное горение и поддержание сварочной дуги, используя ток высокой частоты (отличной от 50 Гц).

Сварочный инвертор является обыкновенным импульсным блоком питания, работа которого основана на следующих принципах:

1. Входное напряжение (сетевое питание сварочного инверторного аппарата 220 В переменного тока) преобразуется в постоянное.
2. Постоянный ток преобразовывается в высокочастотный переменный.
3. Происходит процесс преобразования напряжения путем его снижения.
4. Выпрямление тока и преобразование для сварочных работ с сохранением частоты.

Благодаря этим моментам происходит снижение массы и габаритов аппарата. Для того чтобы собрать инверторную сварку своими руками необходимо знать принцип работы этого аппарата.

Принцип работы оборудования

В предыдущих моделях основным элементом являлся огромный мощный силовой трансформатор, позволяющий получать во вторичной обмотке мощные токи, необходимые для сварочных работ. Для получения такой силы тока необходимо использовать провод большим диаметром, что сказывается на весе сварочного аппарата.

С изобретением импульсного блока питания решить проблему с массой и размерами оказалось проще, ведь размеры и вес самого трансформатора снижаются в несколько десятков или сотен раз. Например, при увеличении частоты в 6 раз можно снизить габариты трансформатора в 3 раза. Это приводит к значительной экономии материала.

Благодаря мощным ключевым транзисторам, применяемым в инверторной схеме, происходит переключение с частотой от 50 до 80 кГц. Эти транзисторы работают только от постоянного напряжения.

Как известно из курса физики, для получения постоянного напряжения применяется простейший полупроводниковый прибор — диод. Диод пропускает ток в одном направлении, отсекая отрицательные значения синусоидального напряжения. Но применение одного диода приводит к большим потерям, поэтому применяется группа, состоящая из мощных диодов, которая называется диодным мостом.

На выходе диодного моста получается постоянное пульсирующее напряжение. Для получения нормального постоянного напряжения применяется конденсаторный фильтр. После этих преобразований на выходе фильтра появляется напряжение постоянного тока свыше 220 В.

Блок, состоящий из выпрямительного моста и фильтрующих элементов, называется блоком питания (БП).

БП служит источником питания инверторной схемы. Транзисторы подключены к понижающему трансформатору, который является импульсным и работает на частотах в диапазон от 50 до 90кГц. Мощность такого трансформатора примерно такая же, как и у его огромного собрата — сварочного силового трансформатора.

Модернизация такого прибора становится более легкой, потому что благодаря его размерам и массе, появляется дополнительные возможности по увеличению стабильности работы сварочного аппарата.

Существует огромное количество изготовления самодельных сварочных инверторов, схемы которых разнообразны по функциональности и способам монтажа. Разберем каждую из самодельных моделей подробно.

Изготовление резонансного инвертора

За основу необходимо использовать блок питания компьютера форм-фактора AT, от которого потребуется кулер и радиаторы. Детали берутся из элементарной базы мониторов и телевизоров, в противном случае, если их нет, то покупаются на рынке. Все компоненты имеют низкую стоимость.

Рекомендации по изготовлению:

1. Для упрощения схемы ШИМ полностью исключить, так как потребуется стабилизированное напряжение, получаемое задающим генератором.
2. Использовать стабилитроны KC213 для предотвращения выхода из строя транзисторов.
3. Для снижения наводок и помех необходимо монтировать рядом с трансформатором силовые транзисторы высокочастотного типа.
4. Дорожки для силового моста и силового блока на плате из толстого текстолита (не менее 4 мм) необходимо сделать шире (протекают токи до 30 А) и залудить тугоплавким припоем (не менее 2 мм).
5. Кабель питания использовать не менее 3 квадратов.
6. Использовать двойную изоляцию (несгораемые слюдяные или стекловолоконные кембрики) для высоковольтных цепей.
7. Дроссель должен быть без металлического кожуха.
8. Хорошая постоянная вентиляция.
9. Силовые диоды (выходные) необходимо защитить от пробоя с помощью RC-цепочки.

После чего необходимо определиться с параметрами инверторной сварки своими руками. А также возможно использовать и такие характеристики:

1. Выходной ток нагрузки: от 5 до 120 А.
2. Напряжение (при холостом ходе): 90 В.
3. Продолжительность нагрузки может изменяться. Все зависит от диаметра электрода: 2 мм = 100%, 3 мм = 80%. Необходимо учесть влияние высокой температуры.
4. Входная сила тока: около 10А.
5. Приблизительная масса: около 3 кг.
6. Должен присутствовать регулятор силы тока при сварке.
7. Тип вольт-амперной характеристики, обеспечивающей работу в полуавтоматическом режиме: падающая.

Схема оборудования

Основная часть — задающий генератор собран на микросхеме SG3524, которая применяется во всех источниках бесперебойного питания. Инвертор обладает низкой потребляемой мощностью около 2,5 кВт, благодаря чему, возможно применение в квартире.

Трансформатор необходимо собрать на сердечниках типа Е42, который применяется в старых ламповых мониторах. Для изготовления необходимо примерно 5 штук таких трансформаторов.

Еще один трансформатор следует использовать для дросселя. Остальные элементы индуктивности собираются из сердечника типа 2000НМ. Диоды и транзисторы необходимо установить на радиаторы с термопастой КТП-8 или другого типа. Напряжение холостого хода примерно равно 36 В с длинной дуги от 4 до 5 мм, что позволяет работать с ним начинающим строителям. Выходные кабели следует уложить в ферритовые трубки или кольца из феррита блока питания.

Конструктивной особенностью схемы является возникновение максимального тока в I обмотке во время резонанса.

Схема 1 — Схема сварочного резонансного инвертора

Благодаря малому весу и габаритам появляется возможность модернизировать аппарат.

Предотвращение залипания электрода

Для этого случая применяется транзистор IRF510, являющиеся полевым. Кроме того, он обеспечивает еще плавный пуск и прерывание входа на микросхеме SG3524:

1. При высокой температуре срабатывает термодатчик.
2. Отключение при помощи тумблера.
3. Блокировка при КЗ (коротком замыкании).

Простой сварочный прибор

Эта модель рассчитана на напряжение 220 В и ток величиной в 32А, после преобразования его величина достигнет 280А. Такого значения вполне достаточно для прочного шва на расстоянии до 1,5 сантиметра.

Схема и комплектующие

Основным элементом является трансформатор, который достаточно тяжело сделать, но вполне реально.

Основные данные:

1. Состоит из ферритового сердечника (7×7 либо 8×8).
2. Первичная обмотка составляет примерно 100 витков и ее диаметр 0,3 мм.
3. Вторичные обмотки — 3 штуки: 15 витков и диаметр провода 1 мм; 15 витков — 0,2 мм; 20 витков — 0,35 мм.
4. Материалы для трансформатора: медные провода соответствующего диаметра, стеклоткань, текстолит, электротехническая сталь (для железняка), хлопчатобумажный материал.

Для четкого понимания принципа работы необходимо внимательно изучить схему основных узлов.

Рисунок 1 — Структурная схема инверторного сварочного аппарата

Пояснение к схеме:

1. Сетевой выпрямитель, выполняющий преобразования переменного напряжения в постоянное.
2. Сетевой фильтр сглаживает пульсации.
3. Преобразователь частоты выполняется на транзисторах.
4. Высокочастотный сварочный трансформатор участвует в преобразовании напряжения.
5. Силовой выпрямитель осуществляет выпрямление тока в постоянный заданной частоты.
6. Управление преобразователем частоты выполнено в виде регулятора для выставления режима работы.

Блок питания и силовая часть

Блок, состоящий из трансформатора, выпрямителя и фильтра (или системы фильтров) выполняется отдельно от силовой части.

Схема 2 — Принципиальна схема БП

Проводники (длиной не более 15 см) для управления затворками транзисторов необходимо припаивать поближе к последним, причем проводники соединяются попарно между собой, сечение их не играет роли.

Основой силового блока является понижающий трансформатор с сердечником Ш20×208 2000 нм, причем II обмотка наматывается в несколько слоев провода, изоляция которого не повреждена. На вторичку необходимо мотать следующим образом, изолируя слои: 3 слоя, а затем прокладка-фторопласт, затем опять 3 слоя и снова прокладка-фторопласт. Это делается для увеличения сопротивляемости перегрузкам. После чего на II обмотку поставить конденсатор не меньше 1000 В.

Для обеспечения циркуляции воздуха между слоями обмоток необходимо собрать на ферритовом сердечнике трансформатор тока, подключенный к плюсу, и его сердечник следует обмотать термобумагой (кассовая лента). Выпрямительные диоды прикрепить на радиатор.

Схема 3 — Силовая часть инвертора

Инверторный блок и охлаждение

Основным предназначением инверторного блока является процесс преобразования постоянного в переменный высокочастотный ток. Применяются для этого мощные транзисторы, хотя в некоторых случая возможна замена более мощного на 2 или более транзисторов средней мощности.

Немаловажным элементом всего устройства является достаточно хорошее охлаждение. Для этого следует использовать кулера с компьютерной техники, но не следует ограничиваться одним, ведь необходимо обеспечить достаточное охлаждение для силовой схемы, радиаторы которой служат для отвода тепла, но это тепло необходимо рассеивать. Для полной защиты необходимо вмонтировать термодатчик (устанавливается на нагревательном элементе), благодаря которому будет размыкаться питание от сети.

Пайка, настройка и проверка работоспособности

Ключевым фактором является пайка, ведь при правильном размещении деталей зависит размер всего изделия и возможность оптимального охлаждения. Диоды и транзисторы устанавливают на встречном направлении друг к другу. Входная цепь расчитывается с запасом, примерно на 300 В.

Для настройки функционирования необходимо подключить широтно-импульсный модулятор к 15 В для запитки кулера. Реле включается вместе с резистором R11 и должно выдавать 150мА.

После проведенных манипуляций необходимо приступить непосредственно к проверке работоспособности устройства:

1. Запитать прибор от сети.
2. Задать высокие показатели тока.
3. Сверить показания по осциллографу: в нижней петле напряжение около 500 В, но не более 550. При правильной сборке значение этого напряжение будет не менее 350 В.
4. Отсоединить осциллограф и отключить инвертор. Подготовить электроды.
5. Начинать производить сварочные работы и следить за трансформатором, если он закипает, то еще раз перебрать схему.
6. После 3−4 швов радиаторы нагреваются. Для охлаждения необходимо дать остыть прибору, не выключая его из сети (охлаждение выполнит свою функцию).

Если эта схема показалась очень сложной, то рассмотрим схему совсем простого устройства.

Простейшее инверторное устройство для сварки

Модель этого агрегата является очень простой и бюджетной. Собрать ее несложно благодаря простой принципиальной схеме.

Процесс всей сборки можно разделить на этапы, кроме того, необходимо собрать все детали, материалы:

1. Намотка трансформатора включает в себя: намотку медной жести 4 см и диаметром 0,3 мм, прокладки из бумаги для кассового аппарата или лакоткань, используя при повторной обмотке 3-и полоски, причем нужно и изолировать их. Вместо медной жести можно применить провод, состоящий из нескольких жил диаметром до 0,7 мм (I — 100 витков, II — 15, II — 15 II — 20).
2. Монтируется кулер.
3. Основа аппарата для сварки подсоединяется к трансформатору, состоящей из диодов, транзисторов.
4. Конденсаторы необходимы для ликвидации резонансных выбросов.
5. Необходимо использовать снабберы для рассеивания мощности (свв-81 и к78−2).
6. Установить все элементы на гетинаксовую плату, исходя из конфигурационных размеров.
7. Вывести светодиоды и переменный резистор (ручку) на панель настройки и индикации.
8. Поместить все это в корпус.

Схема 4 — Схема самого простого сварочного инвертора своими руками

После сборки аппарат необходимо настроить и произвести диагностику при первом запуске для выявления погрешностей работы.

Настройка инвертора:

1. Подключение 15 В к ШИМ.
2. Подключить реле после зарядки конденсаторов для замыкания резистора. При использовании напрямую существует вероятность взрыва!
3. При холостом ходе сила тока моста должна быть менее 100мА.
4. Проверка корректности установки фаз трансформатора, использовав осциллограф в 2-а луча. Выставить частоту ШИМ 55кГц и в этом случае напряжение не должно превышать 330 В.
5. Для определения частоты самого аппарата стоит снизить частоту ШИМ постепенно до тех пор, пока на IGBT не появится заворот, зафиксировав этот показатель (разделить на 2 и прибавить частоту насыщения). Это и есть рабочее колебание частот трансформатора.
6. Потребление моста 150мА.
7. Трансформатор не должен сильно шуметь, если шумовые эффекты имеются, то обратить внимание на полярность.
8. Повышать плавно ток инвертора переменным резистором. При этом показания осциллографа не превышают 550 В. Оптимальным является 340 В.
9. Начать сварку с 5 секунд и постепенно увеличить время. Варить не более 3 минут, давая остыть аппарату.

Таким образом, собрать инвертор для сварки можно и своими руками. Необязательно использовать сложные схемы, ведь радиолюбители нашли оптимальное решение в бюджетном варианте. А уровень сложности схем варьируется от достаточно сложных до простых. Для сборки сварочного инвертора своими руками необязательно покупать дорогие детали, а можно использовать подручные средства.

Схема мини-сварочного аппарата для небольших сварочных работ

Сварочный аппарат — это электрическое устройство, способное генерировать очень большой ток при относительно низком постоянном напряжении. Этот высокий выходной ток можно использовать для создания нужных сварочных дуг и сварных соединений. Сварочный шов создается путем плавления сварочного стержня в зоне шва за счет сильноточного короткого замыкания, создаваемого сварочным аппаратом.

Небольшой сварочный аппарат можно собрать из нескольких обычных 5-амперных трансформаторов и нескольких сильноточных мостовых выпрямителей. Давайте научимся это делать.

Как показано на следующем рисунке, мы использовали 4 трансформатора 25-0-25 В 5 А, соединенных параллельно, для получения достаточно хорошего тока 20 А для целей сварки.

Рекомендуется только для небольших сварных швов.

Вторичная обмотка трансформаторов может быть видна параллельно соединенной с сильноточными мостовыми выпрямителями.

Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный и дополнительно повышает напряжение 25+25 = 50 В до более высокого пикового уровня 50 x 1,41 = 70 В. при 20 амперах, что соответствует мощности 70 x 20 = 1400 Вт, что достаточно для создания сильных сварочных дуг на небольших стыках.

Мостовые выпрямители должны быть рассчитаны на 10 А каждый.

Либо вы можете использовать 10-амперные диоды для создания мостовых выпрямителей, либо вы можете использовать готовые 10-амперные модули мостовых выпрямителей для сборки.

Использование емкостного метода

Предупреждение. Прикосновение к следующей цепи емкостной сварки чрезвычайно опасно, так как вся цепь не изолирована от сети переменного тока, и поэтому она строго не рекомендуется для сварки.

Читайте только в образовательных целях и для получения знаний о схеме емкостного высоковольтного сильноточного генератора.

Небольшая схема самодельного сварочного аппарата — это то, что большинство новых любителей и инженеров-механиков искали бы для решения своих случайных сварочных работ на рабочем столе.

Мини-сварочный аппарат без использования сложных схем, вероятно, может быть построен с использованием емкостного источника питания, как показано на следующей схеме: человека в течение нескольких секунд, поэтому при обращении с этим оборудованием, находящимся под напряжением, рекомендуется соблюдать крайнюю осторожность.

Идея, показанная выше, представляет собой обычную емкостную схему питания, включающую крайние по номиналу конденсаторы.

Работа схемы

На входе мы видим мощный конденсатор 500 мкФ/400 В, а на выходе конденсатор аналогичного номинала, предназначенный для усиления тока.

Наиболее важным параметром сварочной системы является большой ток, так что в месте короткого замыкания над рассматриваемым металлическим соединением может образоваться чрезвычайно высокая температура.

Генерация сильного тока может быть достигнута либо с помощью трансформатора высокой мощности, либо с помощью версии того же SMPS, который мы обсуждали в первом абзаце.

Трансформатор может быть слишком громоздким и тяжелым, в то время как схема импульсного источника питания слишком сложна для новичков, единственный альтернативный способ добиться сварки большим током с помощью относительно простой конструкции — это, возможно, использование сильноточного емкостного источника питания, как показано выше.

Можно ожидать, что конденсатор 500 мкФ/400 В будет генерировать всплески тока до 36 А при 220 В, а усиленный выходным фильтрующим конденсатором этот ток может привести к серьезным сварочным работам.

Вы можете проверить вышеуказанные характеристики, используя следующие два калькулятора программного обеспечения:

Калькулятор реактивного сопротивления

Калькулятор закона Ома

Показанная кнопка позволяет пользователю выполнять сварочные работы с помощью импульсов короткого замыкания, а не непрерывной дуги. , что может быть опасно и в любом случае не рекомендуется при сварочных работах.

Входной конденсатор 500 мкФ/400 В выглядит массивным и может быть недоступен на рынке, поэтому его можно построить, используя 500 конденсаторов PPC 1 мкФ/400 В, соединенных параллельно, это может занять некоторое пространство, но все же метод легко достижимо.

Используйте неполярные конденсаторы

Желательно, чтобы этот конденсатор был неполярным, однако, поскольку диод расположен последовательно, конденсатор с электролитом также может без проблем использоваться для этой цели.

Второй конденсатор на выходе наверняка может быть электролитического типа.

Для большего тока значения колпачков могут быть увеличены до более высоких пределов, это единственный параметр, на который нужно обратить внимание.

Преимущества и недостатки

Преимущество этой схемы в том, что она небольшая, дешевая, ее можно быстро построить и использовать. Минус в том, что это очень опасно, так как на выходе может быть переменное напряжение, поэтому обращаться со всей системой придется в резиновых перчатках.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете ответить через комментарии, я буду очень рад помочь!

Как правильно выбрать сварочный аппарат для ваших нужд (MIG, Stick и TIG)

Если вы новичок в сварке, широкий ассортимент продукции на рынке поначалу может показаться ошеломляющим.

Подобно Ford, Toyota и Mercedes Benz в автомобильной промышленности существует несколько крупных производителей сварочных аппаратов. Крупнейшие компании — это Lincoln, Miller, Hobart (сейчас принадлежит Миллеру) и ESAB.

Как и автопроизводители, выпускающие седаны, пикапы, спортивные купе и внедорожники, существует несколько «моделей» сварочных аппаратов, каждая из которых служит разным целям и предназначена для определенных пользователей.

Выбрать то, что вам нужно, не составит труда. Приведенная ниже информация может помочь вам в этом процессе.

Типы сварочных аппаратов

Наиболее часто используемые сварочные аппараты:

• металл в среде защитного газа (MIG)
• вольфрам в среде инертного газа (TIG)
• дуговая сварка в среде защитного металла («SMAW» или Stick)
• Аппараты для кислородно-ацетиленовой сварки («газовые» или «кислородные»)

Существуют также универсальные, более дорогие многофункциональные аппараты, которые могут выполнять сварку более чем одним сварочным процессом. Также существуют моторные (топливные) сварочные аппараты для работы от электросети. (Эти более сложные сварочные аппараты будут рассмотрены в других статьях). Если вы не знакомы с различными процессами сварки, ознакомьтесь с основным руководством по процессам сварки, прежде чем продолжить.

Понимание основных процессов важно для новичка или начинающего сварщика. Ваши перспективы трудоустройства резко увеличатся, если вы поймете особенности и преимущества, связанные с различными типами сварщиков.

Например, знание того, какая модель лучше всего подходит для конкретного задания и какая присадочная проволока, проволока или стержневой электрод лучше всего соответствуют требованиям кодекса, дает вам право на работу в качестве супервайзера, помощника по проекту, специалиста по сварке или закупщика в вашей компании.

Эта статья начинается с основ выбора машины. После этого я покажу вам, как читать «спецификации», включенные в литературу по продажам продуктов, и научу вас, как сравнивать ключевые характеристики.

Шаг 1: Определите тип металла, который вы будете сваривать

Углеродистая сталь

Большинство сварных швов выполняется на трубах из углеродистой стали или листовом металле. Углеродистая сталь (или обычная сталь) может выдерживать большое количество тепла. Таким образом, в отличие от других металлов, перечисленных ниже, этот металл очень прощает, когда начинающий сварщик прикладывает слишком много тепла.

В большинстве процессов сварки используется углеродистая сталь. Кроме того, вам не нужно много функций на машине, чтобы получить красивый сварной шов.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь («SS») более привередлива, когда дело доходит до нагревания. Этот сплав, состоящий из стали, хрома и никеля, используется производителями для изготовления сосудов для пищевых продуктов, напитков и многих других изделий, в основном из-за его антикоррозионных свойств.

Рабочие обычно сваривают нержавеющую сталь, используя машины MIG или TIG. Сварные швы из нержавеющей стали требуют меньшего тока, чем углеродистая сталь, из-за более низкой теплопроводности металла. Кроме того, повышенная сложность большинства сварных швов из нержавеющей стали требует наличия сварщика с приличным контролем, чтобы получить правильную дугу и/или сварочную ванну.

Вы также можете найти стержневые электроды из нержавеющей стали. Это позволяет использовать сварочный аппарат для выполнения работы. Но имейте в виду, что основной металл должен быть достаточно толстым, чтобы выдерживать высокую температуру электродной сварки, и вы часто получаете больше брызг по сравнению со сваркой MIG или TIG.

Родственный : Почему сварка нержавеющей стали трудна

Алюминий

Для сварщиков алюминий пришел с другой планеты.

Являясь цветным металлом, алюминий так хорошо проводит тепло, что вам постоянно требуется больше его, чтобы поддерживать расплавленную ванну. В то же время заготовка легко деформируется, если сильно нагреется. Следовательно, для работы с алюминием часто требуется более сложное оборудование.

Вы можете использовать сварочные аппараты MIG (особенно с функцией импульсной сварки) для алюминия. Тем не менее, многие механизмы подачи проволоки не могут подавать алюминиевую присадочную проволоку. Поэтому необходимо приобрести отдельное дополнение, называемое шпульным пистолетом.

Если вы собираетесь сваривать MIG алюминий, убедитесь, что к вашему сварочному аппарату MIG можно подключить шпульный пистолет. Не все это делают.

Аппарат для сварки TIG, предназначенный для сварки алюминия, должен иметь возможность отключения питания переменного тока («AC-TIG»). Другие полезные функции включают инверторную электронику, технологию прямоугольных импульсов, контроль баланса и импульсный режим. Естественно, эти дополнительные функции повысят стоимость сварочного аппарата TIG.

Хотя это не лучший выбор, аппарат для сварки стержнем также может сваривать алюминий. Как и в случае с нержавеющей сталью, основной металл должен быть достаточно толстым, чтобы выдерживать высокие температуры.

Титан

Титан (используется в нестандартных велосипедах и самолетах), хроммолибден (используется в мотоциклах и автомобилях) и другие экзотические металлы имеют свои особенности термочувствительности, которые должны учитывать сварщики.

Поскольку эти металлы очень дорогие, вы не хотите совершать ошибки при их сварке. Следовательно, им требуется сложная машина TIG с широкими возможностями управления, а также с большим количеством настроек и приспособлений, а также опытный ветеран за управлением.

Шаг 2. Установите диапазон силы тока, охватывающий все возможные толщины металла

Чем толще металл, тем больший ток требуется для сварки соединения с хорошим проплавлением.

Поскольку стоимость сварочного аппарата частично зависит от того, сколько тока он вырабатывает, вы должны заранее определить максимальную толщину основных металлов и приспособлений, с которыми вы собираетесь работать в своей мастерской.

Толстая конструкционная сталь и трубы толщиной более полудюйма требуют использования мощного сварочного аппарата MIG или аппарата для сварки электродом. Согласно Miller Electric, вам нужно один ампер мощности на каждую сотую дюйма толщины мягкой стали .

Например, для листа мягкой стали толщиной 1/8 дюйма (0,125 дюйма) требуется приблизительно 125 ампер. Нержавеющей стали требуется примерно на 10% меньше сока, чем углеродистой стали, а алюминию требуется примерно на 25% больше. Текущие настройки также привязаны к диаметру присадочной проволоки/стержней, как описано в другом нашем руководстве по настройке параметров аппарата MIG.

И наоборот, работа с очень тонким металлом требует слабого нагрева (и силы тока) на более чувствительном сварочном аппарате. В этом случае цель состоит в том, чтобы обеспечить достаточное количество тепла для выполнения работы.

Иногда слабый ток вызывает нестабильную дугу, и это настоящий кошмар для сварщика. Кроме того, если в основной металл поступает слишком много тепла, область вокруг сварного шва ослабевает или плавится.

Так что, если вам нужно работать с тонким материалом или алюминием, обратите внимание и на низкие частоты усилителей. Кроме того, многие функции, только что описанные выше для алюминия, применимы и при сварке чрезвычайно тонких заготовок из любого типа металла.

Если вы будете осторожны, вы можете использовать кислородно-ацетиленовый комплект для сварки тонкого железосодержащего материала. Но убедитесь, что горелка может вместить крошечное сварочное сопло размером в три (т. е. 000) размеров.

Шаг 3: Решите, где вы будете проводить сварочные работы

Знание того, где вы будете проводить сварку большую часть времени, определяет, какое оборудование вам следует приобрести.

Есть несколько вещей, о которых стоит подумать:

Блок питания

Если вы подключаете машину к стене (т. е. к электросети), вы можете выбрать следующие варианты:

• 110/120 вольт AC — это стандартная мощность, предоставляемая каждому потребителю коммунальных услуг, жилому и коммерческому. Несколько аппаратов для дуговой сварки начального уровня рассчитаны на входную мощность 115 вольт, но не многие.
• 220/240 В переменного тока — это мощная 30-амперная схема, используемая в большинстве сварочных аппаратов. На любом промышленном объекте это будет доступно. Жилая электропроводка – другое дело. Поскольку большинству сварочного оборудования требуется цепь на 30 ампер, вам, возможно, придется нанять лицензированного электрика для подключения цепи от панели управления.
• Однофазный и трехфазный . Большинство электрооборудования рассчитано на нормальную «однофазную» работу, получаемую от линии напряжения 220–240 В, отходящей от сети. Однако на многих складах и других промышленных объектах доступен «трехфазный» вариант. В этом сценарии к цепи присоединяется третий горячий провод, что обеспечивает большую силу тока для питания больших двигателей. Этот вариант также обеспечивает лучшую энергоэффективность, поэтому компании готовы инвестировать в трехфазные машины, чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию. Однако вы не можете использовать трехфазный автомат дома.

Автономный сценарий

Если вы свариваете на открытом воздухе и не имеете доступа к электросети, для выполнения задания вам понадобится сварочный аппарат с приводом от двигателя или сварочный аппарат-генератор. Фермеры и сварщики, работающие в поле, обычно покупают машины этого типа.

В зависимости от модели генераторы работают на бензине, дизельном топливе или сжиженном пропане (не на всех трех) и подходят для электродуговой сварочной горелки, горелки TIG или устройства подачи проволоки MIG/Flux-core и горелки. Нижняя часть этой ниши продукта начинается примерно с 2000 долларов и используется только для сварки стержнем.

При просмотре документации по продуктам ищите символы CC (постоянный ток) и CV (постоянное напряжение), если вы собираетесь запускать сварочный аппарат от генератора.

Аппараты CV дороже, но являются правильным выбором, если вы подключаете аппарат для сварки MIG/флюсовой проволокой к генератору. Вам также необходимо знать свои требования к мощности (т. Е. Максимальная мощность), чтобы выбрать генератор правильного размера.

Осторожно, в Калифорнии разрешается использовать только генераторы, отвечающие стандартам с низким уровнем выбросов углерода, иначе называемые CARB-совместимыми.

Ветреная погода

Если вы планируете сварку в незащищенных местах, где возможен ветерок, это может отрицательно сказаться на сварных швах.

Газ CO2/аргон, используемый в процессе сварки MIG для защиты расплавленной ванны, сдувается ветром и становится неэффективным. Эта проблема приводит к окислению и пористости сварных швов.

В условиях ветреной погоды, когда нельзя использовать защитный газ, вам может потребоваться переключение аппарата MIG в режим сварки с флюсовой проволокой (или использование прямого сварочного аппарата с флюсовой проволокой). Проволока с покрытием обеспечивает все необходимое для качественного сварного шва, включая экранирование, поэтому газ не требуется.

В качестве альтернативы, сварочный аппарат может работать при ветреной среде (но не слишком). Подобно порошковой проволоке в аппарате MIG, стержневой электрод покрыт флюсом, чтобы обеспечить то, что вам нужно.

Оба этих процесса сварки содержат твердые раскислители внутри проволоки или прутка. Они испаряются прямо над ванной во время сварки, оставляя после себя защитный слой шлака.

Шаг 4: Понимание основных характеристик для сравнения

При чтении литературы по продажам различных сварщиков трудно понять жаргон и коммерческие предложения.

Но вот несколько ключевых моментов, на которые следует обращать внимание:

Рабочий цикл

Эта спецификация говорит вам, сколько непрерывных сварочных работ может выполнить машина за десять минут.

Традиционно рабочий цикл определяется как количество минут из 10-минутного периода, в течение которых сварщик может выполнять сварку при максимальном токе, предлагаемом аппаратом. После достижения предела машине необходимо дать остыть в течение оставшейся части 10-минутного периода.

Иногда производители указывают рабочий цикл в процентах. Итак, вы должны сделать математику в своей голове. Просто умножьте процент на десять, чтобы получить количество минут сварки за 10-минутный интервал. Если вы превысите рабочий цикл, машина нагревается, и цепи внутри могут перегореть.

Например, очень недорогой аппарат с максимальным током 70 ампер может иметь 10-процентный рабочий цикл. Это означает, что вы можете сваривать 1 минуту из каждых 10 без перегрева или перегорания оборудования.

В общем, вы можете искать рабочие циклы в зависимости от ваших потребностей. Как правило:

• легкие промышленные/любительские 20%
• средние 40-60%
• тяжелые 60-80%

Но в настоящее время производители играют с формулой. Чтобы похвастаться более высоким рабочим циклом, они сообщают процент на основе более низкой настройки силы тока. Таким образом, для машины, которая обеспечивает рабочий цикл 10% при максимуме 140 ампер, вместо этого вы можете увидеть рейтинг 30% при 115 ампер.

Таким образом, при считывании рабочего цикла для различных сварочных аппаратов обратите внимание также на амперы. Рабочий цикл увеличивается по мере снижения силы тока.

С другой стороны, вы можете использовать ту же тактику, чтобы обойти низкий рабочий цикл для машины, которая в остальном соответствует всем вашим потребностям. Просто купите модель с более высоким максимальным током, чем вы предполагаете использовать. Таким образом, вы эффективно увеличиваете рабочий цикл усилителей, которые вам нужны.

Напряжение холостого хода

Это напряжение, исходящее от горелки или пистолета для дуговой сварки, когда ток не течет.

С одной стороны, довольно опасно, когда на верстаке находится действующая схема, которая может привести к серьезной травме. (Вот почему OSHA ограничивает OCV для оборудования.)

С другой стороны, OCV влияет на работу электрода горелки при поджигании дуги. Для некоторых видов сварки требуется дополнительный удар, который вы получаете при запуске.

В частности, стержни E6010 и E7018 при электродуговой сварке требуют достаточно высокого OCV. Это позволяет создать более четкую дугу, когда сварщик царапает стержень по металлу, чтобы начать сварку.

Частой проблемой студентов является невозможность зажечь дугу, поэтому низкий OCV на небольшом сварочном аппарате может усугубить ситуацию. Вы должны принять к сведению OCV в спецификациях, если вы новичок, изучающий сварку.

OCV около 80 вольт считается нормальным для сварочного аппарата. В сварочном аппарате MIG оно может упасть примерно до 35, но это не имеет большого значения, поскольку при сварке MIG дуга обычно зажигается без суеты, когда вы нажимаете на курок.

Защита от тепловой перегрузки

Он либо есть в машине, либо нет, и покупать следует только машину, в которой он есть. Эта функция автоматически отключает выходную мощность вашего резака или пистолета, если внутренняя цепь начинает перегреваться.

Вентилятор или другой охлаждающий механизм будет продолжать работать для рассеивания тепла (при условии, что вы оставите машину включенной).

В некоторых спецификациях эта функция четко указана. Но с другими продуктами вам, возможно, придется проверить руководство по оборудованию или обратиться к торговому представителю.

Шаг 5. Определите, нужно ли вам использовать сжатые газы

Различные газы (CO2, аргон, кислород и т. д.) или смеси газов используются для различных сварочных процессов.

Для сварки MIG тип газа, который вам нужен, зависит от процесса, основного металла, положения сварки и условий окружающей среды. Используемые газы включают аргон, CO2, гелий, кислород и азот или смеси этих газов. Например, обычно используется смесь аргона и CO2.

При кислородной сварке вам просто нужны кислород и горючий газ.

Подробнее о сварочных газах можно прочитать здесь.

В аппарате TIG обычно используется чистый аргон. Но в некоторых специальных приложениях может потребоваться гелий. Защитный газ для сварки TIG может представлять собой специальную смесь газов, предназначенную для конкретных применений, например газы для сварки MIG.

Если вам нужно использовать сжатый газ, вы должны рассмотреть несколько других вещей:

• Если вы покупаете сварочный аппарат, для которого требуется газ, хранящийся в баллоне под давлением, в какой-то момент вам нужно будет транспортировать бак поставщику для заправки. Убедитесь, что в вашем регионе есть поставщик с разумной политикой обмена и заполнения пустых баков.
• Сами баки можно купить или взять в аренду у поставщика. Цилиндры бывают нескольких размеров, поэтому вам придется выяснить, какой размер вам нужен, исходя из того, как часто вы будете его использовать. Как правило, заполнение большого бака стоит ненамного дороже, чем заполнение маленького. Получите самое большое, что вы можете себе позволить, и храните.
• Существует множество вопросов безопасности и требований к хранению, связанных с газом. Убедитесь, что вы понимаете, что происходит, прежде чем покупать сварочное оборудование, в котором оно используется. Если вы думаете о покупке подержанного баллона, убедитесь, что ваш поставщик газа согласится заправить его перед покупкой. Всегда держите товарный чек и другую документацию под рукой. OSHA требует, чтобы все резервуары проверялись каждые два года.
• Для большинства сварок MIG с низкоуглеродистой сталью требуется сочетание 75 % аргона и 25 % CO2, хотя некоторые сварщики используют 100 % CO2 с хорошими результатами. Для сварки алюминия методами MIG и TIG обычно требуется чистый аргон. Нержавеющая сталь требует трехкомпонентной смеси 90% гелия, 7,5% аргона и 2,5% СО2. Не волнуйся; вам не нужно смешивать газы самостоятельно. Вы просто покупаете нужную смесь, но вам понадобится отдельный баллон для каждого газа, который вы используете.
• Использование сжатых газов с аппаратом для дуговой сварки увеличивает ваши расходы, но вы экономите деньги на присадочных прутках. Присадочная проволока для сварки MIG дешевле и эффективнее электродов для ручной сварки. (Самозащитная порошковая проволока также не требует защитного газа.)
• И ацетилен, и кислород сейчас дороги. Вот почему кислородно-ацетиленовый процесс обычно используется для газовой резки, а не для сварки.

Теперь найдите своего сварочного аппарата

Мы собрали лучших в каждой категории. Найдите их ниже:

• Сварочные аппараты MIG
• Сварочные аппараты TIG
• Сварочные аппараты Stick

Подведение итогов

Выбор подходящего сварочного аппарата сводится к выбору аппарата, который соответствует вашим потребностям. Пять только что рассмотренных ключевых моментов помогут вам в этом процессе и включают в себя: 9.0003

1. Определите типы металлов, которые вы будете сваривать.
2. Определите диапазон толщины, с которым вы собираетесь работать (и необходимые выходные усилители).
3. Подумайте, где вы будете работать (например, в помещении или на улице).