Сварочные аппараты нового поколения - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Производство и ресурсы

10582
Сварочные аппараты нового поколения

В былые времена электросварщик вынужден был таскать за собой на тележке тяжеленный и весьма габаритный сварочный трансформатор. Теперь на смену таким аппаратам пришли сварочные инверторы с массой 7-10 кг и небольшими габаритами. Правда, следует отметить, что «старый добрый» сварочный трансформатор имеет ряд достоинств: он недорог, прост в обращении и обладает высокой надежностью. Это конечно важно для строительных организаций, а вот для обычного жителя нашей страны, который пользуется сваркой от случая к случаю, громоздкий и габаритный аппарат подходит не слишком.

Дальнейшим развитием сварочных аппаратов, после простого трансформатора, при помощи которого сварки производится на переменном токе, стали сварочные выпрямители. Они несколько дороже сварочного трансформатора, однако, они легче и имеют меньшие габариты, а главное -- ими варить гораздо удобней, да и качество шва при этом получается лучше.

Рассматриваемые в этой статье сварочные инверторы – это следующий этап в развитии сварочных выпрямителей. Как и в сварочном выпрямителе, сварка при помощи сварочного инвертора производится с использованием постоянного тока. Однако при этом, для уменьшения габаритов и массы прибора, используется способ двойного преобразования электроэнергии. Вначале сетевое напряжение выпрямляется, затем преобразуется в переменное напряжение нужной величины на повышенной частоте (обычно 30-40 кГц). Затем это напряжение повышенной частоты преобразуется в постоянный ток, при помощи которого и производится сверка. Выигрыш здесь в двух моментах:

- относительно высокочастотный трансформатор инвертора при той же мощности что и обычный трансформатор, работающий на частоте 50 Гц, имеет гораздо меньшие габариты и массу;

- использование управляемого преобразователя напряжения позволяет сварочному инвертору работать при пониженном относительно номинального, напряжении в сети 220 В /50 Гц.

Последнее обстоятельство крайне важно, т.к. в сельской местности напряжение в сети практически всегда пониженное.

В схемотехнике сварочных инверторов используются мощные МОП или IGBT транзисторы. В современных инверторах используют преимущественно IGBT транзисторы, т.к. это позволяет поднять рабочую частоту инвертора до 70-90 кГц и тем самым ещё больше уменьшить массу и габариты используемого в нем трансформатора.

Важное достоинство инвертора, перед сварочным трансформатором или сварочным выпрямителем (которые, как правило, включают до счетчика электроэнергии, поскольку они сильно «нагружают» питающую сеть), это то, что его можно включать в обычную бытовую розетку без опасений сжечь проводку.

Недостатки сварочных инверторов:

- чувствительность к скачкам напряжения в питающей сети.

- они нуждаются в защите от пыли и влаги;

- менее надежны, т.к. содержат гораздо больше много различных электронных компонентов, чем сварочные выпрямители и тем более сверочные трансформаторы;

- стоят дороже.

Но есть у сварочного инвертора и одно очень важное положительное качество – сварщику-новичку научиться варить на нем проще и ряд ошибок он «прощает».

 

Электроды для сварки

В первом приближении их можно разделить на две категории: для обычной сварки и для ответственных случаев.

Для проведения обычных сварочных работ чаще всего используют электроды марок АНО или МР-3. Для ответственных конструкций лучше использовать электроды типа УОНИ.

Надо отметить, что работать с электродами УОНИ сложнее – они требуют большего тока дуги, хуже «разжигаются», но прочность полученного при их использовании шва гораздо выше.

Для получения качественного сварного шва важно правильно выбрать диаметр электрода. Ситуация такова – чем толще свариваемые детали, тем больше должен быть диаметр электрода и ток дуги. Для бытовых целей, как правило, используют электроды диаметром 2-4 мм.

При работе со сварочным инвертором требуются меньшие токи дуги, чем в других случаях. Важно отметить, что при использовании в сварочном инверторе токов указанных на коробке с электродами (они приведены для работы со сварочным трансформатором) такими электродами можно не просто варить, а уже и резать металл.

Ориентировочные токи дуги при работе со сварочным инвертором составляют:

- для электрода толщиной 2 мм – 40-60 А;

- для электрода толщиной 3 мм – 80-90 А;

- для электрода толщиной 4 мм – 120-150 А;

Отметим, что точное значение тока подбирается экспериментально в зависимости от толщины деталей, опыта сверщика, вида шва и т.п.

 

Оборудование для сварки

Для проведения сварочных работ наличия только сварочного инвертора и электродов недостаточно.

Необходимы также:

- сварочная маска;

- молоток-щетка для отбивания и удаления шлака;

- спецодежда.

В комплекте с большинством сварочных инверторов сварочная маска поставляется вместе со сварочными проводами (длиной около 2 м) которые заканчиваются электрододержателем и «крокодилом» для подсоединения к свариваемой детали. Правда, эти «штатные» маски неудобны – они выполнены из пластмассы и внешне напоминают сковороду с ручкой. Т.е. при работе одна рука сварщика должна быть занята тем, что будет держать маску, что крайне неудобно. Разумеется, гораздо удобней работать в маске надеваемой на голову. Такие маски бывают или с затемненным стеклом, или со стеклами «хамелеон» - она стоит примерно в 5 раз дороже (около 25-30 USD).

При работе молоточком для отбивания шлака также необходимо использовать маску или защитные очки, т.к. шлак часто отлетает в лицо.

Спецодежда должна защищать кожу сварщика от ультрафиолета и от брызг расплавленного металла. Её состав: брезентовые перчатки, сапоги, спецовка.

 

Как правильно выбрать сварочный инвертор?

На рынке представлены десятки моделей сварочных инверторов с различными характеристиками и ценой. Однако, на самом деле, существенных различий между этими аппаратами немного. Это вызвано прежде всего тем, что независимо от торговой марки под которой продается такой аппарат, все они сделаны и Китае, или из китайских деталей.

Основные параметры сварочного инвертора:

Максимальный сварочный ток. Это самый существенный параметр сварочного инвертора (СИ). Для использования в быту максимального тока 160-200 А вполне достаточно.

Напряжение холостого хода. Для хорошего разжигания дуги, чем оно выше, тем лучше. Как правило, оно находится в передах 50-90 В.

Потребляемая мощность. Как правило, она указывается в кВА, иногда в кВт. Разумеется при работе на максимальном сварочном токе. Важно обратить внимание на номинал сетевого предохранителя. Если производитель рекомендует использовать предохранитель на ток 16-25 А – то СИ можно включать в бытовую электророзетку без опасности сжечь электропроводку.

Непрерывная продолжительность работы (НПР). Определяется как соотношение времени работы аппарата к сумме времени работы и перерыва. Т.е. если после 4 мин. работы СИ должен остывать 6 мин, то НПР = 4 / (4+6) = 40%.

Это означает, что если надо произвести длительную сварку на максимальном сварочном токе, то аппарат может этого не позволить, т.к. отключится из-за перегрева.

Такая ситуация возникает нечасто из-за неизбежных технологических перерывов в процессе сварки. Ведь надо переходить к другому месту сварки, менять электроды, осматривать получившийся шов и т.д. и т.п. За это время СИ успевает остыть. Как правило, для срабатывания тепловой защиты надо «выжечь» не менее 3-х электродов при работе на максимальном (для данного аппарата) сварочном токе.

Разумеется, что для перегрева СИ важное значение имеет также температура окружающего воздуха – чем она выше, тем НПР будет ниже.

Ремонтопригодность.Как и любая техника СИ иногда выходят из строя. Поэтому при покупке следует обратить внимание на то, есть ли в Вашем населенном пункте или недалеко от него сервисный центр фирмы, СИ которой Вы решили приобрести. Если сервисный центр удален от места Вашего проживания, то, наверное, стоит прибрести более простую модель СИ – произвести его ремонт будет и проще и дешевле

Степень защиты.Как правило, СИ имеют класс защиты IP21 или IP23. В первом случае это защита от вертикально падающих дождевых капель, во втором – от косого дождя. Важно помнить, что по технике безопасности проводить сварочные работы во время дождя нельзя. Кроме того, капли влаги, попадающие внутрь аппарата, могут вывести СИ из строя. Разумеется, опасна для СИ и пыль, особенного металлическая. Поэтому не стоит резать «болгаркой» металл вблизи СИ.

Как и любое другое электротехническое оборудование, СИ следует периодически разбирать и продувать сжатым воздухом для удаления пыли и мусора.

Комплектность. В стандартный набор, кроме самого СИ входят сварочные провода, сварочная маска, молоточек, ремень и чемоданчик для переноски. Однако, как правило, и маска и молоточек прилагаются самые дешевые и неудобные для работы

После окончания работы СИ надо выключить из сети выключателем на его корпусе – простое выдергивание вилки из питающей розетки может привести к скачку напряжения, который может повредить СИ. При работе с СИ надо не забывать об одном – не следует сразу после завершения сварки выключать СИ из питающей сети. Лучше дать ему немного поработать на холостом ходу, чтобы встроенный вентилятор охладил аппарат.

 

Специальные функции СИ

Сварка других металлов. Основное назначение сварочного аппарата – сварка изделий из стали. Но, при использовании соответствующих электродов, ряд СИ могут варить кроме стали также нержавеющую сталь, чугун и даже цветные металлы. Однако для работы с цветными металлами необходимо дополнительное оборудование и опыт в проведении таких работ.

Возможность работы от автономной миниэлектростанции. Большинство СИ могут работать от переносных электрогенераторов мощностью 5 кВА и выше, однако надо уточнять это по инструкции к СИ.

Облегчение процесса сварки. Это происходит, если СИ поддерживает такие функции:

- anti-sticking – происходит снижение тока дуги при залипании электрода, что облегчает его отрыв;

- hot start – происходит повышение начального тока дуги для облегчения её разжигания;

- arc force – если электрод слишком быстро приближается к детали, то ток дуги увеличивается для предупреждения залипания электрода.

Указанные выше функции, в той или иной мере, присутствуют практически во всех моделях современных СИ. Однако в более дорогих моделях они реализованы так, чтобы сварщику работать было более комфортно.

 

Рассмотрим некоторые СИ представленные на рынке. Все они обеспечивают сварку штучным электродом методом ММА, а некоторые также и методом TIG (т.е. неплавящимся электродом в среде защитного газа). Все рассмотренные ниже СИ работают с электродами с основным или рутиловым покрытием, нержавеющими электродами и электродами для сварки чугуна.

 

Сварис 160

Конструкция.Металлический корпус со съемной верхней П-образной крышкой. Это аппарат «первого поколения» выполненный  на МОП транзисторах. Используется типовая компоновка СИ с вертикально расположенной платой и задним размещением охлаждающего вентилятора.

Комплектность.Сварочные провода. Ручка и ремень для переноски.

Особенности.Защита от перегрузки. Почему-то отсутствуют значения тока на шкале переключателя сварочного тока.

 

Диолд АСИ-160

Конструкция.Металлический корпус с П-образной крышкой с отверстиями для охлаждения на боковых, передней и задней стенке. Основная плата расположена вертикально сбоку, и доступ к ней открывается после снятия верхней крышки СИ. Вентиляторы расположены один над одним в верхней части аппарата. Радиаторы охлаждения имеют небольшие размеры, что приводит к снижению массы аппарата, но уменьшает надежность его работы.

Комплектность. Сварочные провода.

Особенности.Защита от перегрева. Складывающаяся ручка для переноски.

 

Prorab Forward 201 IGBT

Конструкция.Металлический корпус с П-образной крышкой, после снятия которой открывается доступ ко всем элементам СИ. Благодаря использованию IGBT транзисторов аппарат имеет массу на 3 кг. меньше, чем аналогичные по характеристикам, но выполненные на МОП транзисторах аппараты. Внутри корпуса имеются 2 вертикально расположенные платы с радиаторами. Между ними находится мощный вентилятор. Остальные силовые элементы расположены в передней части аппарата. Используется зажим для электрода закрытого типа, что уменьшает возможность случайно «чиркнуть» зажимом по свариваемым деталям.

Комплектность.Пластиковый чемоданчик для переноски имеет явно заниженные размеры и неудобен. Кроме сварочных проводов комплектуется ремнем для переноски и разборной сварочной маской.

Особенности. Защита от перегрузки.

 

Telwin Force165

Конструкция.СИ собран в пластиковом корпусе. Довольно малогабаритный и легкий аппарат – масса всего 3 кг. Для обеспечения небольших габаритов использован довольно плотный внутренний монтаж с расположением посредине СИ охлаждающего вентилятора.

Комплектность.Удобная коробка для переноски. Сварочные провода и разборная сварочная маска.

Особенности.Имеется защита от завышенного и заниженного питающего напряжения. Защита от перегрузки и от перегрева, функции hot start, anti-sticking и arc force.

 

Ranger Weider Inverter-200DC

Конструкция.Небольшой пластиковый корпус содержит в себе достаточно тяжелый аппарат. Это обусловлено использованием 4-х больших дураллюминиевых радиаторов и расположение в середине прибора двух вентиляторов. Надо отметить добротную сборку аппарата – при его монтаже припой не жалели, но пайку делали аккуратно. В целом конструкция аппарата неудобная – чтобы снять крышку надо как следует повозиться.

Комплектность.Чемоданчик для переноски отсутствует. Кроме сварочных проводов комплектуется маской и щеткой. Имеется удобный ремень для переноски

Особенности.Защита от перегрузки. Удобная ручка для переноски.

 

ТД Конаково ИС-200

Конструкция.Используется металлический корпус. Это СИ первого поколения, т.е. его схема проверена в работе уже много лет. Использование высокочастотных МОП транзисторов (8 шт. закрепленных на радиаторах по 2 шт.) обеспечивает небольшие габариты и массу. Просторный монтаж внутри СИ обеспечивает его вентиляцию (имеется мощный вентилятор) и хорошую ремонтопригодность. Сетевой выключатель имеет дополнительную защиту от попадания влаги.

Стабильность сварочного тока гарантируется при напряжении сети 220 В ±15%.

Комплектность. Сварочные провода с зажимами. Прочная коробка для перевозки из толстого горфированного картона.

Особенности.Защита от перегрузки, функции hot start и arc force. Способен использовать электроды типа МР-3 диаметром 5 мм.

 

FoxWeld Master 202

Конструкция.Используется металлический корпус. Это аппарат «первого поколения», не слишком легкий, но удобный в эксплуатации. Используется типовая компоновка СИ с вертикально расположенной платой и задним размещением охлаждающего вентилятора. Обращает на себя внимание аккуратный монтаж внутри СИ: резьбовые соединения дополнительно законтрены краской, транзисторы монтируются на радиаторы с помощью термопасты и т.п. Имеется ручка для переноски.

Комплектность.Сварочные провода.

Особенности.Эта модель давно присутствует на рынке и прошла испытание временем. Защита от перегрузки, а также функции hot start и arc force.

 

Elitech АИС 160САР

Аппарат позиционируется как профессиональный и может использовать метод сварки TIG.

Конструкция.Металлический корпус с П-образной крышкой. Две платы внутри СИ расположены горизонтально и для защиты от влаги и пыли залиты компаундом. В СИ используются IGBT транзисторы, которые для улучшения отвода тепла не только прикреплены к радиаторам посредством резьбового соединения, но и «посажены» на термопасту. Достаточно тихий вентилятор охлаждения.

Комплектность.Металлический чемоданчик с отделкой внутри полиуретаном. Полный набор сварочных принадлежностей. Удобный ремень для переноски. Удлиненные до 3 м сварочные провода.

Особенности.Защита от перегрузки, функции arc-force, anti-sticking и VDR (автоматическое снижение напряжения хх, когда сварщик не варит и не пытается зажечь дугу). Функция VDR уменьшает вероятность поражения человека электрическим током.

 

BestWeld Globus 180

Аппарат позиционируется как профессиональный и предназначенный и для работы от автономного электрогенератора. Может использовать метод сварки TIG.

Конструкция. В пластиковом корпусе имеется вертикально закрепленная плата. Радиатор охлаждения находится между двумя радиаторами. Монтаж плотный, но имеется доступ ко всем деталям, что удобно для ремонта. Значение сварочного тока выставляется на цифровом индикаторе с точность. ±1 А.

Комплектность.Чемоданчик для перевозки. Сварочные провода и удобный ремень для переноски. Большая разборная сварочная маска.

Особенности.Защита от перегрузки, а также скачков напряжения в питающей сети. Цифровая регулировка сварочного тока.

 

Matrix IV160 Inverter

Позиционируется как полупрофессиональный аппарат для высококачественной сварки

Конструкция.Используется металлический корпус с отверстиями для вентиляции спереди и сзади. Конструктивно основная плата расположена посредине аппарата вертикально. Монтаж на ней – двухсторонний. Вентилятор расположен в задней части СИ. В аппарате используется довольно инерционный защитный выключатель-автомат. Это плохо, т.к. его быстродействия может быть недостаточно для защиты от выхода из строя транзисторов преобразователя. Используется зажим для электрода закрытого типа, что уменьшает возможность случайно «чиркнуть» зажимом по деталям.

Комплектность.Чемоданчик для переноски отсутствует. Кроме сварочных проводов комплектуется ремнем для переноски.

Особенности.Сильный шум от охлаждающего вентилятора. Защита от перегрузки, функции hot start, anti-sticking и arc force. При залипании электрода аппарат просто отключается.

 

GYS Inverter 4000

Конструкция.Благодаря использованию пластикового корпуса и небольшим габаритам СИ имеет массу всего 4,1 кг. Две платы внутри корпуса, установлены на паяных ножках близко друг от друга. Поэтому попадание на эти ножки токопроводящей пыли приводит к отказу аппарата. Это аппарат с микропроцессорным управлением, что также отрицательно сказывается на его надежности. Вентилятор охлаждения традиционно расположен в задней части СИ.

Комплектность.Чемоданчик для перевозки тесноват – сварочные провода и сетевой кабель помещаются в него с трудом. Ремень для переноски.

Особенности. Предусмотрена возможность работы от автономного электрогенератора. Защита от перегрузок, а также функции hot start, anti-sticking и arc force.

 

Спец IMMA-200

Конструкция.Используется пластиковый корпус. Это довольно габаритный и тяжелый аппарат (масса – 9 кг.). Радиаторы охлаждения транзисторов образуют внутри аппарата своеобразный туннель, по которому охлаждающий вентилятор гонит воздух. Аппарат собран на устаревшей элементной базе. Однако схемотехника аппарата очень простая. И её без труда освоит, для ремонта, любой «сельский умелец». Расположение элементов с двух сторон от внутреннего «туннеля» обеспечивает хорошую ремонтопригодность устройства.

Комплектность. Кроме сварочных проводов комплектуется маской и молоточком для отбивания шлама. Есть ещё и короткий и неудобный ремень для переноски. При этом на сетевом кабеле отсутствует вилка. Производитель явно слишком экономит.

Особенности.Защита от перегрузки, функции hot start и anti-sticking. Ориентирован на потребителя из «глубинки» который, из-за отдаленности сервисных центров, может сам ремонтировать данный аппарат.

 

UniPro MMA-200P-1

Конструкция.Аппарат собран в пластиковом корпусе. Используется вертикальная компоновка СИ: в нижней части корпуса на прочном шасси из металлического уголка расположены конденсаторы, в средней части корпуса – трансформатор, вверху – плата управления и силовых транзисторов. Все это образует туннель, обдуваемый воздухом от вентилятора охлаждения. Недостаток СИ – соединения между платами выполнено тонкими проводами, которые производитель для защиты от обрыва залил термоклеем.

Комплектность.Просторный и удобный чемоданчик с полным набором сварочных принадлежностей.

Особенности.Защита от перегрузки. Ручка для переноски.

 

GYS Gysmi 165

Аппарат позиционируется как полупрофессиональный. Может использовать метод сварки TIG.

Конструкция.СИ собран в металлическом корпусе, и при этом отличается небольшими габаритами и массой. Плата расположена вертикально в центре аппарата. На её задней стороне (ближе к вентилятору) расположен  радиатор с IGBT транзисторами.

Комплектность.Чемоданчик для перевозки. Сварочные провода и ремень для переноски.

Особенности.Защита от перегрузок, а также функции hot start, anti-sticking и arc force.

 

Selco Genesis 1500

Аппарат позиционируется как профессиональный. Может использовать метод сварки TIG.

Конструкция.Это очень легкий аппарат в пластиковом корпусе. Использована стандартная компоновка аппарата с туннельной схемой прохода охлаждающего воздуха. При этом для защиты от пыли, радиаторы охлаждения транзисторов расположены так, что образуют «герметичный» канал. Воздух засасывается через боковое отверстие и, пройдя по туннелю, выходит через переднюю и заднюю стенку.

Комплектность.Кейс для переноски с полным набором сварочных принадлежностей, в том числе сварочных электродов.

Особенности.Защита от перегрузок, а также функции hot start, anti-sticking и arc force. Автоматическая регулировка скорости вращения охлаждающего вентилятора в зависимости от температуры охлаждающего воздуха. Дорогой профессиональный аппарат.

 

Основные данные рассмотренных СИ приведены в таблице

 

Сварис 160

Диолд АСИ-160

Prorab Forward 201 IGBT

Telwin Force165

Ranger Weider Inverter-200DC

ТД Конаково ИС-200

FoxWeld Master 202

Elitech АИС 160САР

Потребляемая мощность, кВт

5,3

4,6

8,2

6

7,1

4,6

9

5,3

Напряжение хх, В

56

78

82

72

75

56

61

70 (9 VRD)

Сварочный ток, А

20-160

10-160

10-200

10-150

10-200

10-200

30-200

10-160

НПР (при макс токе сварки)

30

35

10

7

35

60

60

60

Диаметр электродов

1,6-4

2-4

1,6-4

1,6-4

1,6-4

1,6-5

2-5

1,6-4

Мин. свар. ток для электрода 2 / 4 мм, А

40 / 80

30 / 65

35 / 85

30 / 70

25 / 65

50 / 105

45 / 85

50 / 100

Минимальное напряжение питающей сети (электрод 3 мм), В

155

170

150

170

145

160

150

145

Класс защиты

IP21

IP21

IP21

IP21

IP21

IP21

IP21

IP21

Габариты, мм

300х130х220

370х235х255

265х135х193

300х220х130

400х135х250

371х155х295

375х155х230

315х123х177

Масса, кг.

6,2

6,2

5,4

3

6,6

7,2

8

4,2

Цена*, USD

180

205

240

260

263

265

290

320

* - средние цены в марте 2011 в г. Киеве

 

 

 

 

BestWeld Globus 180

Matrix IV160 Inverter

GYS Inverter 4000

Спец IMMA-200

UniPro MMA-200P-1

GYS Gysmi 165

Selco Genesis 1500

Потребляемая мощность, кВт

6,1

6

6

7

7,5

6

4,6

Напряжение хх, В

75

80

75

78

76

70

85

Сварочный ток, А

5-180

20-160

10-160

20-200

30-200

10-160

5-150

НПР (при макс токе сварки)

35

20

15

35

35

20

30

Диаметр электродов

1,6-4

1,6-4

1,6-4

1,6-4

2-4

1,6-4

1,6-4

Мин. свар. ток для электрода 2 / 4 мм, А

30 / 80

45 / 70

25 / 70

45 / 85

30 / 70

25 / 65

30 / 70

Минимальное напряжение питающей сети (электрод 3 мм), В

160

190

145

150

150

145

135

Класс защиты

IP21

IP21

IP21

IP21

IP21

IP23

IP23

Габариты, мм

430х180х390

320х135х195

120х255х150

465х255х385

420х160х315

125х280х200

260х120х190

Масса, кг.

6,3

5,8

4,1

12,7

7,6

4,6

2,6

Цена*, USD

330

335

345

380

400

400

1500

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus