Сварочные аппараты типы и назначение. Функциональные типы инверторных устройств

24.02.2019

Сварка как способ неразъемного соединения металлов вошла в нашу жизнь немногим более ста лет назад, однако переоценить ее значение сегодня невозможно. С помощью сварки выполняется значительное количество разнообразных работ в различных областях, от микроэлектроники до изготовления многотонных конструкций. Поскольку металлы и сплавы могут иметь различную форму, размер и химический состав, разработано множество соответствующих технологий, инструментов и приспособлений. Но основным методом давно и заслуженно считается электрическая сварка (а иногда и резка) металлов, в первую очередь низколегированных сталей. Среди достоинств электросварки - быстрое и надежное соединение материалов с минимальными затратами. Однако при необходимости с помощью сварочного аппарата можно и разрезать металл, причем даже в труднодоступных местах, куда другой инструмент просто не подлезет. В последние десятилетия сварочные аппараты изготавливают с применением электронных компонентов, что значительно уменьшило их массу и габариты и позволило еще более расширить их применение в быту.

Давайте же разберемся какие бывают виды сварочных аппаратов и по каким признакам их различают.

ИСТОЧНИКИ СВАРОЧНОГО ТОКА

Это основная деталь любого сварочного аппарата, преобразующая напряжение сети в постоянный или переменный ток с заданными параметрами. Виды сварочных аппаратов по типу источника тока классифицируются на:

Сварочные трансформаторы . Традиционный и в то же время конструктивно самый простой источник сварочного тока. Основным его узлом является собственно трансформатор, понижающий сетевое напряжение до сварочного. Регулируют силу тока различными методами, самый распространенный из которых - изменение расстояния между первичной и вторичной обмотками. Все трансформаторы имеют одну общую особенность - выдают на выходе переменный ток. Чтобы варить с помощью «транса» цветные металлы или улучшить стабильность горения дуги, необходимо вводить в конструкцию дополнительные тяжелые и громоздкие элементы, да и сам трансформатор весит прилично. При этом для выполнения ответственных работ требуются специальные электроды для переменного тока.

КПД трансформатора довольно высок (до 90 %), но часть энергии уходит на нагрев. Для охлаждения в современных моделях применяют вентиляторы также значительной мощности: ведь охладить надо устройство в несколько десятков, а то и сотен килограммов весом. В настоящее время этот вид источников сварочного тока применяется нечасто, но у трансформаторов, помимо КПД, есть еще два важных достоинства: невысокая цена и долговечность, из-за которых они до сих пор пользуются спросом.

Сварочные выпрямители . Выпрямителями называют аппараты, преобразующие переменный ток в постоянный. Они состоят из понижающего трансформатора, выпрямительного (диодного) блока, а также устройств регулировки, пуска и защиты. Такая конструкция, хотя и сложнее трансформатора, но обеспечивает гораздо более стабильные выходные характеристики сварочного тока и электрической дуги. Качество шва в конечном счете тоже гораздо выше. Цена выпрямителей не сильно отличается от цены трансформаторов, надежность также на высоте: ломаться в них практически нечему.

Основные недостатки такие же, как у трансформатора - высокий вес, сложность работы, сильная «просадка» напряжения в сети в процессе сварки.

Инверторы . Это наиболее современный тип сварочного аппарата. В отличие от обычных сварочных аппаратов, у которых силовой трансформатор работает на частоте сетевого напряжения 50 Гц, сварочный инвертор использует ток высокой частоты (несколько десятков килогерц). При этом для передачи необходимой энергии требуется трансформатор гораздо меньших размеров и массы, а сварка проходит при постоянном токе хорошего качества, что сказывается и на качестве шва. Обычный сварочный трансформатор на 160 А весит не менее 18 кг, а силовой трансформатор сварочного инвертора на 160 А весит не более 300 граммов и по размерам сравним с пачкой сигарет, при этом вес всего инвертора, с корпусом и всей электроникой, составляет 3–7 кг. Инвертор состоит из выпрямителя, сетевого фильтра, преобразователя в переменное напряжение высокой частоты, сварочного трансформатора, еще одного выпрямителя и управляющей схемы. Сварочный инвертор имеет значительно более широкий, чем у обычного аппарата, диапазон регулировки сварочного тока, что особенно важно при сварке тонкими электродами. Еще один «плюс» - у инверторов, как правило, эта регулировка гораздо точнее и выходные параметры намного стабильнее, что сильно упрощает подбор оптимального режима работы.

Сварка металлов появилась немногим более 100 лет назад, но уже стала неотъемлемой частью жизни. Это отличный способ неразъёмного соединения металлических частей, использующийся очень широко благодаря надёжности, быстроте и минимальным затратам. Сварка применяется в самых разных областях — от создания многотонных масштабных конструкций до микроэлектроники. Давайте разберёмся, какие сварочные аппараты существуют, оценим их плюсы и минусы.

Сварочный аппарат-трансформатор

Наиболее традиционным видом сварочного аппарата, работающего на электричестве, является трансформатор. Основной элемент устройства — понижающий трансформатор, который преобразует напряжение электрической сети в значения, которые нужны для сварки металла. Самой известной методикой изменения силы тока является смещение обмоток. Меняется промежуток между обмотками — меняется и ток. КПД такого аппарата достигает 90%, но часть энергии будет потрачена на нагрев. Стоит трансформатор недорого, надёжен и долговечен, но сегодня сфера применения таких устройств сокращается из-за имеющихся недостатков. К минусам относятся большой вес аппарата, необходимость использовать специальные электроды для переменного тока. Кроме того, чтобы работать с таким сварочным аппаратом нужен немалый опыт, иначе качество шва может серьёзно пострадать.

Сварочный аппарат-выпрямитель

В целом это усовершенствованный вариант сварочного аппарата-трансформатора. Сварочные швы, которые создаются выпрямителем, будут более качественными, сам аппарат недорогой, долговечный, надёжный. Устройство включает понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный блок), элементы для защиты, регулирования и запуска. Переменный ток аппарат преобразует в постоянный, что гарантирует устойчивую и ровную дугу. Это уменьшает разбрызгивание металла, а работать можно с любыми электродами. Выпрямитель позволяет работать с различными видами металла. Сварочные аппараты-выпрямители используются достаточно широко, но у них есть и недостатки: большой вес и серьёзная «просадка» напряжения в электрической сети во время работы.

Сварочный аппарат-инвертор

Подобные сварочные аппараты также называются импульсными. Инверторы сегодня считаются одним из наиболее популярных устройств для сварки. Весят они, в отличие от двух вышеуказанных типов аппаратов, немного, общедоступны и надёжны. включает в себя силовой трансформатор, который приводит напряжение к нужной величине, дроссель-стабилизатор и блок электросхем. Сварочный трансформатор используется высокой частоты, он куда более лёгкий и компактный. К плюсам также можно отнести повышение качества дуги, уменьшение разбрызгивания металла, оптимизацию КПД. Работать с инвертором проще, чем с выпрямителем и трансформатором. Недостатков у сварочных аппаратов-инверторов практически нет, можно отнести к таковым только достаточно высокую стоимость. Главное — бережно хранить устройство в отапливаемом помещении, защищать от влаги, пыли и использовать специальные средства для защиты от скачков напряжения.

Сварочные аппараты-полуавтоматы

Полуавтоматические сварочные аппараты представляют собой более сложные устройства, чем перечисленные выше. В состав конструкции входят: выпрямитель, трансформатор, привод, который подаёт проволоку, баллон с газом, рукав с горелкой. Полуавтоматы могут работать без газа, с газом или переключаться на разные режимы. Если газ не используется, потребуется флюсовая проволока. К плюсам полуавтоматов следует отнести высокую производительность, а также качественный шов и работу с различными металлами. К минусам — большой расход материалов на угар и разбрызгивание металла.

Такое устройство, использующее вольфрамовый электрод, включает в себя комплект горелок, применяющихся с различным напряжением, управляющую схему, источник переменного или постоянного тока для сварки, приспособление для регуляции работы, стабилизатор дуги. Аргонодуговые аппараты используются, если необходимо качественно сварить цветные металлы. К преимуществам таких сварочных аппаратов относится использование взрывобезопасного и негорючего газа, возможность сваривать детали с тонкими стенками, чистая и качественная технология дуговой сварки . Шов получается эстетичный и высокопрочный, а во время работы нет искр. К минусам аргонодуговых аппаратов относится высокая стоимость всего оборудования, малая производительность, особые требования к опыту сварщика, невозможность работать при боковом ветре.

Аппарат для точечной сварки

Применяется при контактной сварке термомеханического класса. Детали располагаются между электродами, сжимаются, нагреваются, после чего надёжно соединяются, совместно деформируясь. Разогревают детали до пластичного состояния с помощью мгновенного импульса тока сварки. К достоинствам точечной сварки относят прочность шва, простоту достижения автоматизации, экономичность. Однако такой сварочный шов получается негерметичным, поэтому не получил широкого распространения.

Аппарат для газовой сварки

В данном случае применяются такие горючие газы, как ацетилен, водород, природный газ. На воздухе такие газы горят хорошо. Сама технология использования газового сварочного аппарата проста. К достоинствам также можно отнести отсутствие необходимости источника электрического тока, то есть работать можно практически где угодно. Кроме того, швы получаются прочными и качественными. Но газовая сварка производится только вручную, скорость работы невысока, как и производительность. Важно также чётко регулировать мощность горелки, уделить достаточно времени подготовке деталей.

Аппарат для плазменной сварки металлов

В этом случае расплавление металла проводится с помощью потока плазмы, то есть газа с заряженными частицами, которые проводят электрический ток. Температура дуги в таких случаях может достигать десятков тысяч градусов. Плазменная сварка относится к одним из наиболее современных методов, такой аппарат безопасен, экономичен в работе. Применяются баллоны с ацетиленом, кислородом, пропаном. Аппарат мобильный, сварочный шов получается минимальным, так как металл практически не деформируется. Однако строит аппарат дорого и применяется пока в основном профессионалами.

В результате развития и совершенствования , появились десятки различных способов сваривания металлических изделий. Отличия каждого вида определяются таким фактором, как необходимость создавать неразъёмные соединения материалов, имеющих самые разнообразные свойства.

Определённая технология, с успехом применяемая к одному виду материалов, оказывается совершенно неприемлемой для других. Необходимость выбирать способы сварки и виды сварочного оборудования в каждом конкретном случае диктуется также различием эксплуатационных требований, предъявляемых к той или иной конструкции.

Классификация применяемых сегодня видов сварочных аппаратов, реализующих всё многообразие технологических процессов, может быть построена на основе нескольких базовых свойств, к которым следует отнести:

вид источника тока для осуществления сварочного процесса;
использование различных видов защитных сред для оптимизации образования сварочного соединения;
степень автоматизации сварочного процесса.

Все это относится к электросварке. А кроме нее существует газосварка, лазерная, диффузионная, и многие другие виды. Но сварочные аппараты, работающие за счет действия электрического тока, наиболее распространены на мелком, крупном производстве и в быту.

Трансформаторы

Трансформаторные устройства находятся у самых истоков сварочных технологий. На их основе строятся распространённые виды сварочных аппаратов, по сей день имеющие весьма широкое применение, как на производстве, так и в быту.

Конструктивно такой аппарат представляет собой обычный понижающий трансформатор, имеющий две обмотки. Первичная обмотка может быть рассчитана на напряжение 220 вольт, либо на напряжение 380 вольт.

В первом случае выводы трансформатора подключаются к фазному и нулевому проводам электрической сети. Такие сварочные аппараты чаще всего встречаются в компактном исполнении, имеют относительно небольшую мощность и предназначены для работы в бытовых условиях.

Выводы трансформаторов второго вида подключаются к двум фазным проводам, выпускаются в более широком диапазоне мощностей и предназначены для производственного применения.

Напряжение вторичной обмотки в режиме холостого хода составляет 40 – 60 вольт. Регулирование тока сварки может осуществляться несколькими способами.

Наиболее распространён метод, связанный с плавным изменением величины воздушного зазора в стальном сердечнике трансформатора. Регулирование осуществляется вращением рукоятки, связанной с ходовым винтом, по которому перемещается подвижная часть магнитопровода.

Аппараты с регулированием тока путём переключения отпаек вторичной обмотки менее удобны. Регулирование имеет дискретный характер, возможно в небольшом диапазоне. Кроме этого, при переключении отпаек изменяется напряжение холостого хода, что может затруднять зажигания дуги.

Существует универсальный способ, заключающийся в применении балластного сопротивления, включаемого в сварочную цепь. Регулятор представляет собой проводник из нихрома или другого материала с большим удельным сопротивлением.

Выпрямители

Этот вид аппаратов является источником выпрямленного тока. Сварка, выполняемая на постоянном токе, имеет более стабильные параметры дуги, сварной шов, выполняемый этим способом, выглядит более ровным.

Сварочный выпрямитель состоит из трансформатора и собственно выпрямителя в виде мощных диодов, собранных по мостовой схеме. Трансформатор в таких аппаратах обычно используется трёхфазный, подключаемый к сети 380 вольт.

Вторичное выпрямленное напряжение трансформаторов этого вида обладает малым уровнем пульсаций, хорошо удерживает электрическую дугу.

Выпрямители продолжают пока удерживать лидерство по количеству аппаратов, используемых на производстве для ручной сварки. В крупных цехах обычно прокладываются специальные магистрали, к которым подключены – отдельные рабочие места сварщиков.

Питается магистраль от мощного выпрямителя. Регулирование сварочного тока в таких системах осуществляется индивидуально на постах с использованием балластных сопротивлений.

Генераторы

Сварочные аппараты, самостоятельно генерирующие ток, предназначены для работы в полевых условиях при отсутствии источников электропитания. Представляют собой агрегаты, в которых трёхфазный генератор переменного тока объединён с приводным двигателем внутреннего сгорания.

Выходное переменное напряжение выпрямляется диодным мостом. Такими генераторами комплектуются специализированные машины технической помощи, мощные агрегаты монтируются на автомобильных прицепах.

Современная промышленность выпускает агрегаты мощностью до 10 кВт, габариты и вес которых позволяет перевозить их в багажнике легкового автомобиля.

Инверторы

Появление аппаратов этого вида открыло ряд новых возможностей в сфере сварочного производства. Использование инверторной технологии позволило кардинально уменьшить размеры и вес, а также получить качественно новые характеристики сварочных аппаратов.

В аппарате инверторного типа сетевое напряжение подвергается ряду преобразований. На первом этапе происходит выпрямление и сглаживание пульсаций фильтрующим конденсатором.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает в инвертор, являющийся главной частью аппарата. Инвертор построен на мощных IGBT транзисторах, переключение которых создает на его выходе напряжение с частотой, достигающей нескольких десятков килогерц.

На выходе инвертора установлен высокочастотный трансформатор, понижающий напряжение до уровня, требуемого для осуществления сварочных работ. Сниженное напряжение выпрямляется и поступает на выходные клеммы сварочного аппарата.

Смысл описанных преобразований заключается в том, что трансформатор, предназначенный для таких высоких частот, буквально на порядок меньше и легче, чем работающий на промышленной частоте при той же мощности.

То же можно сказать и о фильтровых конденсаторах и дросселях. Появление сварочных инверторов привело к тому, что аппарат, имеющий размеры небольшого чемоданчика, легко переносимый на плечевом ремне, способен выполнять те же операции, что и выпрямитель, весящий сотню килограммов.

Существуют различные виды инверторов, питающихся от однофазной или трёхфазной сети. Трёхфазные аппараты ориентированы на промышленное применение, однофазные разновидности преобразователя используются в аппаратах бытового назначения.

Виды аппаратов, осуществляющих сварку в защитной среде

Газы и пары воды, содержащиеся в воздухе, негативно сказываются на качестве сварочного шва. Поэтому применяют технологии и сварочные аппараты, создающие защитную среду в зоне сплавления металлов.

Сварка в инертных газах

Роль инертных газов играют такие вещества, как аргон, гелий или их смесь. Инертные газы, поступающие под давлением в зону сварки, вытесняют воздух, препятствуя окислению и азотированию образующегося сварного шва. Применение инертных газов позволяет сваривать такие материалы, атмосферная сварка которых затруднена или невозможна.

Аппараты, осуществляющие сварку в защитной среде, различаются по виду применяемых электродов, которые могут быть плавящимися в процессе сварки и неплавкими.

Технические характеристики некоторых инверторных аппаратов позволяют осуществлять несколько видов сварочных процессов. Для этих целей инверторные аппараты комплектуются набором аксессуаров – держателей электродов и горелок.

Сварка в среде активных газов

К такому виду сварочного процесса относится сварка в углекислом газе, которая является разновидностью сварки под флюсом. Преимущество использования углекислого газа вместо порошкового флюса заключается в хорошей видимости протекающего процесса сварки, позволяющей вести за ним эффективный контроль. Обычно функции сварки в инертной и активной среде объединены в одном виде инверторных аппаратов.

Ручные и автоматизированные устройства

Сварочные аппараты могут существенно упрощать работу, если снабжать их некоторыми автоматическими функциями. В зависимости от степени автоматизации аппараты подразделяют на три вида.

Для ручной дуговой сварки

К этому виду электросварочных аппаратов относятся упомянутые выше трансформаторы и выпрямители, а также большой сегмент инверторных преобразователей.

Ручная электросварка характеризуется применением штучных сменяемых электродов, обычно покрытых специальным составом. Химический состав электродных покрытий зависит от того, для сваривания каких материалов и каким видом тока (переменный, постоянный) предназначен электрод.

Для полуавтоматической сварки

Так называется вид аппаратов, использующих в качестве электрода специальную сварочную проволоку, намотанную на катушку. Полуавтоматы отличаются тем, что в процессе сварки подача проволоки осуществляется автоматически, и сварщику остаётся только управлять дугой и визуально контролировать образование шва.

Полуавтоматические инверторы объединяют в себе возможность работать в среде защитных газов. Подача газа происходит по тем же соединительным шлангам, что и подача сварочной проволоки.

Следует заметить, что некоторые инверторные аппараты обладают такой универсальностью, что могут быть использованы для ручной сварки, полуавтоматической сварки в защитных средах и сварки неплавким электродом в аргоне.

Полная автоматизация

Эти аппараты автоматически контролируют процесс сварки. Подобно полуавтоматам используют сварочную проволоку и подачу защитных газов.

В основе современных конструкций таких аппаратов лежит инверторная технология. Конструкция рабочих органов автоматических аппаратов для сварки может быть различной – от перемещающейся вдоль шва на тележке сварочной головки до размещения её на манипуляторе, позволяющем варить швы любой конфигурации из любого положения.

Полностью автоматизированная сварка используется на крупных сборочных конвейерах.

Сварка давно уже стала одним из самых распространенных методов сборки деталей изделия в единое целое. Неразъемное соединение, получаемое с помощью сварки, обладает высокой прочностью и долговечностью - конечно, при условии выбора наиболее подходящего для ее производства оборудования. На сегодняшний день производители предлагают самые разнообразные виды сварочного оборудования, которое может применяться как профессионалами, так и домашними мастерами. Одной из главных особенностей современного сварочного оборудования является как раз то, что для управления им не всегда требуется высокая квалификация мастера - многие производители при разработке новых моделей обращают внимание на достижение идеального сочетания больших функциональных возможностей оборудования с простотой его эксплуатации. Таким образом, при выборе сварочного прибора мастер может основываться не на своей квалификации, а на способностях самого аппарата и на его стоимости.

Рассмотрим самые распространенные виды сварочного оборудования и условия их применения.

Сварочные трансформаторы переменного тока.

Это самые простые сварочные аппараты. Основным элементом их конструкции является понижающий трансформатор, который доводит напряжение в сети до значения, необходимого для производства сварочных работ. Общей характеристикой любого сварочного трансформаторного аппарата этого типа является наличие на выходе переменного тока.

При работе с такими трансформаторами используются плавящиеся электроды диаметром от 1,5 до 2,5 мм с фтористо-кальциевым или рутиловым покрытием. Выбор точного диаметра электродов зависит от характеристик самого аппарата - его максимального тока и напряжения.

Чаще всего такие аппараты применяются для сварки черных металлов с соединением отдельных деталей внахлест или встык. Для того чтобы произвести сварку изделий из цветных металлов, необходимо использовать дополнительное оборудование.

Большое распространение сварочные трансформаторы переменного тока получили не только из-за простоты их конструкции и эксплуатации, но и благодаря высокому КПД, доходящему до 90%. Но здесь необходимо учесть и тот факт, что некоторое количество энергии, потребляемой аппаратом, уходит не на сам процесс сварки, а на нагрев. Избежать перегрева аппарата помогает включение в конструкцию вентилятора, который увеличивает вес и без того довольно тяжелого аппарата. А кроме большого веса, к отрицательным характеристикам такого оборудования относят его «чуткость» к напряжению в сети - если напряжение во время работы понижается, то и выходные значения тока могут существенно отличаться от заданных.

Но несмотря на все эти «недочеты» сварочные трансформаторы переменного тока все же пользуются сегодня большим спросом, особенно у домашних мастеров, для большинства из которых определяющими факторами при выборе аппарата становятся его доступная цена и долгий срок службы.

Сварочные трансформаторы постоянного тока.

Этот тип сварочного оборудования во многом схож с предыдущим. Отличие состоит в том, что в его конструкцию включается выпрямитель (тиристорный или диодный), благодаря которому на выходе получается постоянный ток определенной полярности. Если сравнивать эти трансформаторы с аппаратами переменного тока, то можно отметить и некоторые их преимущества, и определенные недостатки.

К преимуществам относится:

удобство работы на постоянном токе;
стабильность горения дуги;
возможность сваривать не только черные, но и цветные металлы, а также нержавейку при применении соответствующих плавящихся электродов.

Что касается недостатков, то среди них отмечают некоторую «потерю» мощности при работе (часть мощности аппарата уходит на выпрямление тока), сложность конструкции, ее большой вес и более высокую стоимость.

Полуавтоматы.

Этот вид аппаратов отличается довольно сложной конструкцией и высокой в сравнении с предыдущими типами стоимостью. Но при этом аппараты полуавтоматической сварки очень продуктивны и легки в управлении. Кроме того, они могут обладать совсем небольшими размерами и весом, что сделало именно это сварочное оборудование самым востребованным среди профессионалов, занимающихся, например, ремонтом автомобилей, а также у домашних мастеров, ценящих во время работы удобство и функциональность агрегатов.

Применять полуавтоматы можно как для сварки железа и стали, так и для работ с алюминием или нержавейкой. В качестве присадочного материала выступает сварочная проволока диаметром преимущественно от 0,6 до 0,8 мм, подаваемая в автоматическом режиме из бобин. Материал проволоки зависит от того, какой именно металл будет подвергаться сварке.

Инверторы.

Этот тип сварочного оборудования является самым современным и самым технологически «продвинутым». Впервые аппарат подобного типа был произведен в 1977 году. Применение при его разработке инновационных технологий позволило добиться не только высокой точности устанавливаемых параметров работы, но и меньших габаритов и массы аппарата - если проводить сравнение с трансформаторами аналогичной мощности, то инверторное оборудование может весить в 3-6 раз меньше. Например, сварочный трансформатор на 160 А весит около 18 кг, а аналогичный сварочный инвертор в зависимости от конкретной модели и производителя - от 3 до 7 кг.

Конечно, стоимость такого оборудования превышает стоимость всех других типов сварочных аппаратов, но при этом удобство его применения и его преимущества позволяют забыть об этом «недостатке».

Сварочный аппарат представляет электрическое устройство, при помощи которого выполняется сварка. Именно данный процесс обеспечивает долговечное и надежное крепление металлических деталей. С помощью сварки производится огромное число работ в различных областях, начиная от микроэлектроники до создания многотонных конструкций. Среди основных достоинств электросварки выделяется надежное и быстрое соединение материалов при минимальных затратах. При необходимости при помощи этого устройства можно даже разрезать металл. В последние десятилетия их изготавливают с использованием электронных компонентов. Благодаря этому их масса и габариты значительно уменьшились, что позволило расширить применение.

Виды и типы

Cварочное оборудование характеризуется широким разнообразием, что обусловлено постоянным развитием сварочного производства, созданием новых приемов и способов сварки. Опираясь на конструктивные особенности, в том числе принцип действия аппаратов можно выделить следующие типы:

Сварочный выпрямитель . Оснащен блоком полупроводниковых диодов, в результате чего ток переходит с переменного в постоянный. Главные достоинства – минимальное разбрызгивание, проварка высококачественных швов. Применяется для сваривания черного и цветного металла, чугуна, алюминия, стали.

Сварочный трансформатор . Работает благодаря переменному току. Бывает нескольких типов – с увеличенным и стандартным магнитным рассеянием. Процесс сварки из-за тяжелого веса с ним представляет довольно трудоемкую работу.

Сварочный полуавтомат . Применяется для сварочных работ в газовой сфере.

Сварочный инвертор . Это легкие и компактные установки.

Сварочный агрегат .

Аппарат для аргонодуговой сварки .

Оборудование для сварки плавлением основного металла может выполнять следующие операции:

Сварка плавлением.
Дуговая сварка и наплавка.
Газовая сварка.
Электрошлаковая сварка и наплавка.
Электроннолучевая сварка.
Наплавка и резка.
Специальные виды сварки.

По степени механизации аппараты для сварки могут быть:

Ручными.
Полуавтоматическими.
Автоматическими.

Следующая классификация аппаратов для сварки звучит так:

Бытовые . Они выделяются небольшой производительностью, для продолжительной работы не приспособлены. Тем не менее, их сфера применения весьма широка, подобные агрегат используют для сварки арок, котлов, труб и так далее;
Профессиональные . Выделяются тяжелым весом и габаритами, работают от сети 220 или 380 Вт. Большинство таких моделей оснащены специальными колесиками, чтобы облегчить перемещение. Используются во многих областях строительства, мастерских, при установках газопроводов, на заводах и тому подобное.

Устройство

Устройство каждой инверторной модели может иметь ряд особенностей, однако большая часть технических узлов повторяются. Плата техники в основном включает следующие элементы:

Каждый сварочный аппарат является своеобразным преобразователем энергии. Агрегат принимает электрический ток из сети, после чего уменьшает его напряжение, повышает силу тока до требуемой величины. При этом происходит изменение частоты тока, или образуется постоянный ток из переменного. Исключением являются лишь аппараты, где электрическая дуга образуется от энергии генераторов с двигателем внутреннего сгорания или батарей аккумуляторов.

Сварочный полуавтомат имеет следующее устройство:

Баллон с газом (аргон или углекислота).
Шланг, подающий газ.
Кассеты с проволокой.
Механизм, подающий проволоку.
Трубопровод подачи проволоки.
Источник питания.
Газовая горелка.
Газовая аппаратура.
Блок управления.
Провод цепи управления.

Сварочный аппарат. Принцип действия

Рассмотрим сварочный инвертор. Вся суть инверторной технологии кроется в выпрямлении переменного тока сети в постоянный сварочный ток с промежуточным частотным изменением.

Выпрямитель – это обычный диодный мост. В данный блок поступает переменный ток, который имеет промышленную частоту 50 Гц.
Фильтр выполнен из конденсатора и дросселя. Выпрямленный ток направляется в фильтр, где он сглаживается. В итоге появляется постоянный ток, инвертор преобразует его в переменный, имеющий частоту 20-50 кГц. На текущий момент имеются технологии, при помощи которых получается ток частотой 100 кГц.
Силовой трансформатор обеспечивает снижение высокочастотного переменного напряжения до 25-40В. К тому же этот элемент повышает значение тока до требуемого тока для сварки. При помощи преобразования высокочастотных токов сварочный ток достигает необходимой силы. Благодаря многоступенчатому преобразованию тока удается задействовать трансформатор малых размеров. Так для получения тока 160 А в сварочном агрегате требуется поставить медный трансформатор весом 18 кг. В инверторе достаточно поставить трансформатор весом 0,25 кг.
Высокочастотный выпрямитель обеспечивает выравнивание переменного тока. Далее он направляется в высокочастотный фильтр, что позволяет получить постоянный сварочный ток.

Указанные процессы преобразования энергии контролируются микропроцессорным блоком управления. Данная часть аппарата для сварки является наиболее дорогим элементом. Инверторные сварочные устройства сегодня производятся по двум различным полупроводниковым технологиям:

MOSFET.
IGBT.

Главное их отличие заключается в транзисторах, которые различаются током коммутации. Транзисторы MOSFET, если сравнивать IGBT, выделяется большими габаритами и весом, однако их стоимость ниже. В то же время их потребуется на порядок больше для обеспечения одинаковой производительности.

При полуавтоматическом методе сварочный аппарат работает следующим образом:

Защитный газ направляется в зону электрической дуги, что позволяет защитить металл от воздействия воздуха от окисления и азотирования. Защитный газ в этом случае может быть активным в виде углекислого газа или инертным в виде гелия и аргона. Работа с металлом в среде инертного газа имеет название MIG. Работа с металлом в среде активного газа имеет название MAG.
Сварочная проволока при помощи электродвигателя, редуктора, а также подающих роликов подается в зону сварки.
Неразъемное соединение получается в газовой среде под действием электрической дуги за счет плавления электродной проволоки, которая поступает в горелку. Необходимые поверхности склеиваются с помощью расплавленного металла, созданного тепловой энергией. В результате получается крепкий долговечный шов.

Полуавтоматическим метод сварки называется так вследствие того, что проволока подается автоматически, при этом контроль подачи, а также процесс сваривания выполняется сварщиком вручную. Наконечник выступает в роли сварочного контакта, к нему подается питание от главного блока. Сила тока подбирается согласно характеристикам обрабатываемого материала. Скорость подачи задается с помощью шестерни или коробки передач.

Применение. Достоинства и недостатки сварочных аппаратов

Сварочный аппаратнаходит широкое применение. Его часто используют в быту, а также в профессиональной деятельности. Без такого аппарата не обойтись во многих сферах производства, отраслях промышленности и специализированных мастерских, к примеру, по ремонту автомобилей. Эти аппараты используются для надежного сваривания металлических каркасов и иных ответственных конструкций в строительстве. Без применения профессионального сварочного оборудования также невозможен монтаж нефтепроводов и газовых труб.

Трансформаторы являются весьма тяжелыми и громоздкими устройствами. Они обладают повышенной чувствительностью к колебаниям напряжения и потребляют много электрической энергии. Не это недорогое устройство. Варить ими можно и встык и внахлест. Опытный сварщик способен хорошо проварить с помощью трансформатора даже ответственный шов. Посредством переменного тока обычно свариваются только определенные марки чугуна и стали «ходовых» марок.
Полуавтоматическая сварка идеально подходит и для дома и для производства. В нашей стране порядка 70% всех сварочных работ выполняются именно сварочными полуавтоматами. Вызвано это простотой эксплуатации, высоким качеством сварки, широкой функциональностью оборудования. Сварочный полуавтомат отличается удобством для сварки тонкого металла, в особенности автомобильных кузовов. Полуавтоматы практически всегда встречаются на предприятиях автосервиса.
Выпрямители имеют высокую стабильность электродуги, что дает возможность проваривать высококачественные и герметичные швы равномерной глубины. При этом значительно снижается разбрызгивание. Соединение благодаря защищенности дуги получается достаточно прочным и однородным. Необходимость в дополнительной очистке изделий от капель «брызгающего» расплава отсутствует. В этом случае можно работать всеми типами электродов.

Область применения выпрямителей на порядок шире: цветные металлы (никель, титан, медь, их сплавы), любая сталь (в том числе высоколегированная) и чугун.

Инверторы . В последнее время пользуются большой популярностью. Выделяются функциональностью, мощностью, компактностью и небольшим весом. Такой сварочный аппарат оптимален для новичков. Специалисты же при помощи них могут повысить свою производительность. Их применяют повсеместно, ведь они позволяют сваривать даже тонкостенный металл. Варить инверторами можно цветные и черные металлы любой толщины в различных положениях в пространстве. Применяются электроды всех видов.

Как выбрать сварочный аппарат

Сварочный аппарат может быть трехфазным или однофазным. Для бытового применения нужно устройство на 220 В. Также можно выбрать универсальный агрегат «220/380».
Напряжение холостого хода. Определяет способность аппарата первоначально и повторно разжигать электродугу, в том числе поддерживать ее горение. Считается, что, чем выше напряжение холостого хода, тем лучше.
Мощность. Следует выбирать устройства хотя бы с небольшим запасом мощности, примерно 30%.
Класс защиты. Сварочный аппарат должен быть стандартизирован и иметь двухциферный код IP, к примеру IP23. Двойка — вовнутрь корпуса не попадут предметы толщиной свыше 12 мм. Вторая цифра – это защиту от влаги. Цифра 3 значит, что вода даже под углом в 60 градусов не сможет попасть в корпус агрегата.
Многие современные аппараты оснащаются дополнительными опциями: «Антиприлипание на выключении», «Форсирование дуги» или «Горячий старт». Они помогут при сварке, особенно новичку.

Нестандартное применение

Сварочный аппаратвполне можно использовать в качестве зарядки автомобильного аккумулятора. Однако необходимо учитывать, что у такого устройства должна быть регулировка понижения ампер и вольт. При наличии такого аппарата нужно переключить его в режим пуско-зарядного устройства. Следует установить 12 вольт на выходе, а амперы установить 1 к 20 мощности аккумуляторной батареи (если мощность 60А — заряжаем 3А).

Заряжать аккумулятор следует в течение порядка 40-60 минут. Этого вполне хватит, чтобы запустить двигатель. Для тщательной зарядки потребуется уменьшение тока в два раза и увеличение времени в 3 раза.