Як вибрати зварювальний інвертор?

Будь-якому домашньому майстрові періодично потрібно прикріпити петлі до воріт, відремонтувати кузов старої машини, зварити металеву трубу і т.д., для чого йому просто необхідно використовувати електрозварювання. Багато в таких випадках наймають професіоналів. Однак є й ті, хто вважає за краще самостійно виконувати всі ці роботи. Адже якщо робиш сам, то ні від кого не залежиш, нікому не платиш і, до того ж, завжди гарантовано відповідальне ставлення до роботи.

Перше, що робить прихильник "самостійного шляху», - набуває зварювальний апарат. Однак такі агрегати недешеві, тому купувати їх треба грамотно, з урахуванням своїх теперішніх та майбутніх потреб і можливостей. На сьогоднішній день існує декілька видів зварювального обладнання: зварювальні трансформатори, зварювальні випрямлячі та зварювальні інвертори. Останньому типу і присвячена дана стаття.

Зміст статті

• Види зварювальних інверторів
• 1. Побутової зварювальний інвертор
• 2. Професійний зварювальний інвертор
• 3. Промисловий зварювальний інвертор
• Інші корисні поради щодо вибору зварювального інвертора
• Як вибрати зварювальний інвертор

Зварювальний інвертор - сучасний пристрій постійного струму, робота якого заснована на фазовому зсуві напруги (інверсії) з каскадним збільшенням сили струму і його частоти. Дане перетворення здійснюється двічі. На вході змінний струм зі стандартною частотою мережі в 50 Гц подається на випрямляч (діод), що пропускає тільки напівперіод. Випрямлений струм згладжує фільтр, в результаті він інвертується (перетворюється інвертором) в змінний, але з уже більшою частотою. На даний момент існують технології перетворення частот до 100 кГц (що є важливим технічним рішенням, що дозволяє зварювальним інверторів досягати значних, в порівнянні з іншими зварювальними агрегатами, переваг). Під час роботи зварювального инвертору потрібно майже в два рази менше електроенергії, ніж будь-якого іншого зварювального апарата.

На даний момент ММА-інвертори випускаються за двома технологіями: MOSFET (потужні польові транзистори з ізольованим затвором) і IGBT (біполярні транзистори з ізольованим затвором). Основна відмінність між ними - різний струм комутації. Крім того, для інвертора, наприклад на 160А вимагає 2-3 IGBT-транзистора, а MOSFET - 10-12 штук.

Схема MOSFET не дозволяє створити прилад на одній платі, в основному вони зібрані на трьох платах. Всі апарати IGBT завжди йдуть з однієї платою. Відповідно, апарати, виготовлені за технологією IGBT, менше за розмірами, легший, більш ремонтопрігодни при інших порівнянних параметрах. Крім того, за рахунок меншої кількості транзисторів і плат (в порівнянні з апаратами MOSFET) ціна IGBT-апарату зазвичай нижче, ніж ціна MOSFET-апарату.

Основними недоліками MOSFET по відношенню до IGBT - це найгірший теплообмін, поєднання трьох плат, каскадний вихід з ладу транзисторів при несправності навіть одного з них, менший ККД. Іншими словами, IGBT - новіша, сучасна технологія в порівнянні з MOSFET. Хоча відразу треба зазначити, що до сих пір потужні промислові інвертори збираються тільки за технологією MOSFET. Крім того, MOSFET - це надійна, на відміну від IGBT, роками перевірена технологія. Зовні апарати IGBT відрізняються від апаратів MOSFET вертикальним становищем силових роз'ємів (у MOSFET вони зазвичай розташовані горизонтально).

Визначимо, які види зварювальних інверторів бувають. Поділ обладнання на побутові, професійні та промислові інвертори зазвичай проводиться з розрахунку середньої величини часу, протягом якого можлива безперервна експлуатація зварювання. Електрозварювальні апарати легше і компактніше трансформаторів. Кожен зварювальний інвертор обладнаний захистом, яка вирівнює скачки напруги в інтервалі 10-15% для побутових і 20-25% для промислових апаратів. Інверторні технології застосовуються в аргонно-дугового, ММА-зварювання, в плазмовому різанні і в напівавтоматах.

Види зварювальних інверторів

1. Побутовий зварювальний інвертор

Побутової зварювальний інвертор призначений для роботи у побутових умовах (в гаражі, на дачі і т.д.). Режим роботи - короткочасний, розрахована на безперервну роботу протягом максимум півгодини. Робочий струм побутового апарату до 200 А. Те є він здатний виконувати невеликі обсяги робіт або будь-які разові роботи. На ціну зварювального інвертора впливає клас апарату, схема складання і її якість, а також якість комплектуючих.

Дані пристрої відрізняються компактними формами, невеликою вагою (3-10 кг), практично повною незалежністю від вхідної напруги. Перевагою такого приладу є мобільність, що дозволяє використовувати його для виконання монтажних і ремонтних робіт стаціонарно або в польових умовах. Втрати електроенергії при використанні побутового інвертора зменшуються в кілька разів, а ККД досягає 85-90%. Наприклад, на електродах діаметром 3 мм він витрачає не 8 кВт, як звичайний трансформатор, а близько 2,5 кВт - 3 кВт. Крім того, якщо в трансформаторі половина потужності зазвичай витрачається на нагрівання заліза, на "нейтралізацію" сердечником магнітних полів і ін., Інвертор фактично всю споживану енергію "видає" на дугу. Важливою перевагою інвертора є функція плавного регулювання струму зварювання (до 15-20 А). Крім того, для підвищення комфорту і якості зварювальних робіт побутові інвертори оснащені схемами стабілізацію, посилення захисту від стрибків напруги, підпалу дуги. Інвертори мають високу напругу холостого ходу (в межах 85-90 В).

Купуючи зварювального агрегату не слід побоюватися поняття "побутової". Такі терміни, як промисловий, професійний і побутовий інвертор не є технічно уніфікованими. Провідні виробники, класифікуючи свою продукцію, зазвичай дотримуються наступних правил: маркування "побутової" відповідає безперервній роботі обладнання протягом 15-30 хвилин з наступною перервою близько 60 хвилин, "професійний" агрегат передбачає 8-годинний цикл експлуатації, а "промисловий" може працювати цілодобово з короткими технологічними перервами. Всі інші характеристики побутового, професійного та промислового обладнання практично однакові. Іншими словами, завдяки своєму стабільному напрузі, а також спокійній стійкою дузі, будь інвертор однаково якісно проварити шов. Різниця буде полягати лише в довжині шва, виконаного за одиницю часу. Природно, що у інвертора побутового вона буде меншою. Крім того, логічно, що побутовий інвертор не випускається великої потужності і не має на увазі виконання якихось спеціальних завдань.

Крім того, зварювальний інвертор з вбудованим цифровим мікропроцесором практично "думає" за зварника, постійно аналізуючи процеси, що відбуваються на дузі. Може мати такий набір корисних програм:

• відключення напруги на дузі при короткому замиканні електрода на деталь (т.зв. функція "anti sticking"), завдяки чому не відбувається нагрівання апарату і прилипання ( "пріморажіванія") електрода;
• при правильному (легким дотиком) порушення дуги, апарат виробляє додатковий струмовий імпульс (функція "hot start");
• при невеликих і неминучих в процесі роботи місцевих коротких замикань, інвертор виробляє серію коротких, потужних струмових імпульсів, що руйнують перемички з рідкого металу (функція "arc force"), що особливо важливо при електрозварювання короткою дугою.

плюси. Головними перевагами даного апарату є його невелика вага, можливість застосовувати електроди як постійного, так і змінного струму. Це дуже важливо при зварюванні чавуну і кольорових металів. Апарат обладнаний широким діапазоном регулювання струму в процесі зварювання, що дає можливість використовувати аргонодугове зварювання неплавким електродом. Процес зварювання легкий і доступний навіть для людини з початковими навичками.

мінуси. Висока ціна. Інвертор не виносить пилу, вологи і сильних ударів. У холодну пору року його не можна зберігати в гаражі або сараї.

2. Професійний зварювальний інвертор

Професійний зварювальний інвертор має рівень потужності від 200 А, що дає можливість створити її хороший запас для тривалої і впевненою зварювання. Однак це справедливо не для всіх інверторів, на панелі управління яких вказано 200 А. Використовувати для професійного зварювання апарати вагою до п'яти кг не рекомендується. Оптимальна вага апарату повинен становити 8 - 10 кг. При цьому розміри інвертора і внутрішня компоновка забезпечують гарне охолодження вбудованим вентилятором всіх його елементів. Важливо також щоб під час роботи приладу в електромережі було не менше 220 В, а електроди були сухими.

Апарати використовуються при ремонті комунікацій, при монтажі в ЖКГ, автосервісі, майстерень та ін. Професійний інвертор зазвичай використовується в комерційних цілях. Вимоги до якості обладнання високі. Умови експлуатації - жорсткі. Режим роботи - тривалий.

плюси. Низьке енергоспоживання. Функціонують при зниженій напрузі. Можуть працювати від генератора. Малі габарити і вага. Не потрібні довгі кабелі. При роботі відсутні індуктивні скачки напруги, що особливо важливо при експлуатації в звичайній мережі. Вбудована функція плавного регулювання струму, що дає можливість точно встановлювати режими.

мінуси. Висока ціна. Бояться пилу, тому рекомендується хоча б раз на півроку розкривати прилад і продувати електронні плати. Якщо інвертор працює на виробництві або на будівництві, рекомендується продувати частіше, тобто по мірі його забрудненню. При температурі нижче -10 º С експлуатація інвертора небажана.

3. Промисловий зварювальний інвертор

Промисловий зварювальний інвертор передбачає більша кількість різних методів зварювальних робіт. Зазвичай це зварювання складних металоконструкцій, монтаж трубопроводів, будівництво інфраструктурних і промислових об'єктів. Режим роботи такого обладнання - безперервний (позмінна робота). Вимоги до якості робіт - високі. Обсяги робіт - великі.

Різні моделі промислових інверторів в залежності від потужності і струмових характеристик мають свої особливості. Є зварювальні інвертори для електрозварювання металу в аргонової середовищі за допомогою плавиться з вольфраму (TIG-зварювання). Такий інвертор здатний якісно з'єднати будь-які деталі і елементи.

Промисловий зварювальний інвертор для зварки (ММА-зварювання) передбачає застосування штучних покритих електродів.

плюси. Низьке енергоспоживання. Малі габарити і вага. Відсутність індуктивних кидків напруги. Вбудована функція плавного регулювання струму, що дає можливість чітко встановлювати режим роботи.

мінуси. Висока ціна. Бояться пилу: якщо апарат працює на виробництві або на будівництві, рекомендується в міру забруднення розкривати прилад і продувати електронні плати. При температурі від -10 º С і нижче експлуатація інвертора не рекомендується.

типи	плюси	мінуси	застосування
Побутовий зварювальний інвертор	Мінімальний вес.Возможность застосовувати електроди як постійного, так і змінного струму. Має широкий діапазон регулювання струму. Процес зварювання легкий і доступний навіть для людини з початковими навичками.	Не виносить пилу, вологи і сильних ударов.В холоду його не можна зберігати в неопалюваному приміщенні. Короткий час роботи (максимум 30 хвилин)	Використовується в побуті для дрібного монтажу і ремонту металевих конструкцій, а також окремих деталей і вузлів.
Професійний зварювальний інвертор	низький рівень споживання енергії. Можливість роботи при зниженій напрузі. Можливість роботи від генератора. При роботі інвертором відсутні індуктивні кидки напруги. Можливість точно встановлювати режими завдяки вбудованій функції плавного регулювання струму.	Боїться вологи і пилу, тому рекомендується мінімум раз на півроку розкривати прилад і продувати електронні плати. При температурі нижче -10 º С експлуатація інвертора небажана.	Зазвичай використовується в комерційних цілях. Незамінний при ремонті комунікацій, при монтажі в системі ЖКГ, в автосервісі, майстерень та ін.
Промисловий зварювальний інвертор	низький рівень споживання енергії. Відсутність індуктивних кидків напруги. Вбудована функція плавного регулювання струму.	Висока ціна. Боїться пилу, якщо апарат працює на виробництві або на будівництві, рекомендується в міру забруднення розкривати прилад і продувати електронні плати. При температурі від -10 º С і нижче експлуатація інвертора не рекомендується.	Сварка складних металоконструкцій, монтаж трубопроводів, будівництво інфраструктурних і промислових об'єктів.

Інші корисні поради щодо вибору зварювального інвертора

1. Головні вороги електроніки - це волога і пил, особливо пил металева. Тому не слід включати апарат в сильно запилених приміщеннях, а також забороняється працювати "болгаркою" в безпосередній близькості від включеного інвертора.
2. Під час дощу все зварювальні роботи слід припинити.
3. При покупці інвертора запитайте у продавця:

• про реально споживаної ним потужності;
• про те, яким електродом він здатний працювати;
• яка тривалість роботи пристрою під час зварювання з цікавлять вас електродом;
• про коефіцієнт завантаження приладу.

Як вибрати зварювальний інвертор

1. Визначити необхідну інтенсивність використання устаткування (побутове призначення або в умовах майстерні).
2. Встановити необхідність в мобільності обладнання (стаціонарний пост або зварювання в польових умовах).
3. Позначити рівень вимог до якості зварювальних робіт.
4. З'ясувати характеристики джерела енергозабезпечення (одно- або трифазна мережа, стабільність напруги).
5. Уточнити рівень кваліфікації зварника.
6. Розрахувати економічну ефективність вкладень.