Выбор лучшего сварочного аппарата инвертора

На что обратить внимание при выборе аппарата

Сварочные аппараты Power Man легкие и компактные, отличаются своей экономичностью, предназначены для ручной сварки электродами.

Прибора, работающего при токе до 160 А, достаточно для того, чтобы производить сварку электродом диаметром 4 мм. При этом еще остается часть мощности про запас. При пониженном напряжении придется пользоваться электродом меньшего диаметра. Профессиональный сварочный аппарат лучше выбирать на 200 А.

Особой популярностью пользуются устройства POWER MAN, выпускаемые южнокорейской фирмой ROYAKS. Они ни в чем не уступают установкам других зарубежных производителей, но стоят значительно дешевле. Это легкий и компактный инверторный агрегат, отличающийся своей экономичностью. Предназначен он для ручной сварки электродами. Такая сварка в документации обозначается буквами ММА. Аппараты могут использоваться при температуре окружающего воздуха от -20 до +40°C при уровне относительной влажности 80%. Обладают высоким качеством шва и длительным сроком эксплуатации.

К особенностям можно отнести способность работать от сети с напряжением 176-264 В. При значительном снижении напряжения (до 180 В) загорается предупредительная лампочка, далее срабатывает схема защиты и прибор отключается от сети. Вес прибора в зависимости от модели составляет 9-12 кг.

Популярны среди потребителей аппараты Redius, Kemppi, Rilon, Esab, Fronius, «Сварог». Лучше покупать приборы, на которых панельные розетки установлены вертикально. Эти приборы очень редко выходят из строя. Хорошо, если установка приспособлена для работы в паре с генератором. Вся продукция должна иметь гарантийный срок не менее 6 месяцев. Многие модели имеют его в течение 2 и даже 5 лет.

Электроды для сварки маркируются разными цветами, для разных металлов.

Высоким качеством отличаются приборы Gysmi 165 (Франция), Welder 4, Wallius Wameta Blueline, FUBAG 160 (Финляндия), ProHelper, Stanley, TopMachine, Telwin, Blueweld, «Ресанта». Но любой из этих аппаратов следует покупать только в специализированном магазине. В других местах есть возможность купить подделку.

Итак, выбирая инвертор, следует оценивать:

• вид тока;
• напряжение сети;
• начальную силу тока;
• мощность;
• диаметр электродов;
• пределы регулировки тока;
• габариты аппарата;
• вес прибора.

Пример 1 выбора сварочной установки в зависимости от объектов сварки:

• сварка бытовая на участке, в гараже;
• уголок и труба с толщиной стенок до 3 мм;
• электросеть обычная с нормальным напряжением;
• сварочный ток около 100 А;
• электроды диаметром до 3 мм.

Для выполнения подобных работ можно выбрать инверторы:

• «Барс» ЕКО ARC-164;
• «Барс» Mini ARC-200D;
• ARC-165 «Сварог»;
• PEGAS-160E.

Пример 2:

Аппарат «Форсаж 161» подойдет для сварки на улице, ферме, коттедже, где пониженное напряжение в сети.

• сварка на ферме, в коттедже;
• сварка уголка, трубы с толщиной стенок до 5 мм, полосовой стали толщиной до 3 мм;
• сеть обычная в сельской местности;
• напряжение в сети пониженное;
• используется кабель длиной более 30 м;
• величина сварочного тока — до 140 А;
• электроды диаметром 3-4 мм.

В таких условиях более подходящими аппаратами будут:

• «Форсаж-161»;
• «Форсаж-180»;
• PRO ARC-160 PFC «Сварог».

Пример 3:

• ремонтные работы в ЖКХ;
• трубы, уголок, листовой металл, арматура, прутки;
• сеть с возможными падениями напряжения;
• ток сварки до 160 А;
• электроды диаметром 3-4 мм.

Для подобных работ лучше подойдут инверторы:

• «Барс» Profi ARC-207D;
• Neon ВД-201;
• ARC-205B «Сварог»;
• «Форсаж-200».

Пример 4:

• ремонт труб и работы по монтажу в области энергетики;
• питание от автономного генератора;
• ток сварки 120-150 А;
• электроды диаметром 3-4 мм.

Рекомендуемые аппараты:

• «Форсаж-200М»;
• ASEA-200D;
• WEGA-200 PFC.

Он применяется при ручной сварке (ММА), при аргонно-дуговой (TIG) сварке, при работе в режиме полуавтомата (MIG/MAG), при плазменно-дуговой резке (РАС). Аппарат имеет несколько систем защиты, позволяет получить ровные швы даже при работе неквалифицированного сварщика. Имеются функции для облегчения работы с применением сварочного аппарата.

Что такое сварочный инвертор

Как известно, сварка — это процесс, с помощью которого несколько частей металла соединяются в единое целое.

Чтобы осуществить сварку, применяют сварочный аппарат — устройство, оснащенное специальной электрической дугой, посредством электричества нагревающей и расплавляющей металл.

К свариваемому изделию ток подводится через специальные стержни — электроды.

Одним из них и является сварочный инвертор — аппарат, главное отличие которого от обычного оборудования для сварки заключается в использовании тока высокой частоты.

Благодаря высокой производительности, инвертор стал базовым устройством для создания новых видов сварочного оборудования.

В результате, на рынке появился сварочный полуавтомат с инверторным источником тока.

При этом в других видах сварочного оборудования источником питания является трансформатор или выпрямитель.

Сварочный полуавтомат обеспечивает частичную механизацию процесса сварки — эту функцию выполняют плавящиеся электроды, которые подают электродную проволоку в рабочую зону.

Все остальные рабочие моменты выполняются сварщиком вручную.

Видео:

Помимо источника питания, в сварочный полуавтомат инверторного типа также входит:

1. устройство, управляющее током и обеспечивающее подачу проволоки (плавящиеся электроды);
2. понижающий трансформатор;
3. шланг, через который проходит проволока;
4. горелка;
5. зажим.

По принципу действия инвертор — это силовой трансформатор, который понижает напряжение сети до необходимого уровня.

Этот процесс происходит следующим образом:

• переменный ток с частотой, соответствующей промышленному уровню, что составляет 50 Гц, попадает на выпрямитель;
• под воздействием силового модуля ток выпрямляется, сглаживаясь дросселем с конденсатором;
• инвертор преобразовывает полученный ток в переменный, в результате его частота становится намного ниже и составляет 50 кГц;
• ток переменного типа поступает в трансформатор, благодаря чему напряжение снижается до 90 В;
• переменный ток подается к дуге;
• все переходы тока контролирует блок управления или более современный его вариант — модуль IGBT.

В отличие от других видов сварочного оборудования, инверторный аппарат обеспечивает силу сварочного тока, благодаря преобразованиям высокочастотного напряжения, а не электромагнитной силы в индукционной катушке, которой оснащен трансформатор.

Кроме того, благодаря предварительным преобразованиям напряжения, стало возможным применять меньший по размеру трансформатор.

По сравнению с другими сварочными устройствами, в аппарат инверторного типа входит трансформатор, вес которого может быть меньше более чем в 70 раз.

Видео:

В зависимости от фирмы-производителя, механизм подачи проволоки в сварочный аппарат может быть разным.

Тем не менее, сварочный полуавтомат отличают самые лучшие эксплуатационные характеристики.

Назначение оборудования и особенности его конструкции

Основным назначением любого инвертора является формирование постоянного сварочного тока, который получают путем выпрямления высокочастотного переменного. Использование именно высокочастотного переменного тока, преобразованного посредством специального инверторного модуля из выпрямленного сетевого, обусловлено тем, что силу такого тока можно эффективно увеличивать до требуемой величины при помощи компактного трансформатора. Именно данный принцип, положенный в работу , позволяет такому оборудованию иметь компактные размеры при высокой эффективности.

Функциональная схема работы сварочного инвертора

Схема сварочного инвертора, которая определяет его технические характеристики, включает в себя следующие основные элементы:

• первичный выпрямительный блок, основу которого составляет диодный мост (в задачу такого блока входит выпрямление переменного тока, поступающего из стандартной электрической сети);
• инверторный блок, основным элементом которого является транзисторная сборка (именно при помощи данного блока постоянный ток, поступающий на его вход, преобразуется в переменный, частота которого составляет 50–100 кГц);
• высокочастотный понижающий трансформатор, на котором за счет понижения входящего напряжения значительно повышается сила выходящего тока (благодаря принципу высокочастотной трансформации на выходе такого устройства может быть сформирован ток, сила которого доходит до 200–250 А);
• выходной выпрямитель, собранный на базе силовых диодов (в задачу данного блока инвертора входит выпрямление переменного высокочастотного тока, что необходимо для выполнения сварочных работ).

Достоинства и недостатки сварочных аппаратов инверторного типа

аппараты, которые пришли на смену привычным всем трансформаторам, обладают рядом весомых преимуществ.

• Благодаря совершенно иному подходу к формированию и регулированию сварочного тока масса таких устройств составляет всего 5–12 кг, в то время как сварочные трансформаторы весят 18–35 кг.
• Инверторы обладают очень высоким КПД (порядка 90%). Это объясняется тем, что в них расходуется значительно меньше лишней энергии на нагрев составных частей. Сварочные трансформаторы, в отличие от инверторных устройств, очень сильно греются.
• Инверторы благодаря такому высокому КПД потребляют в 2 раза меньше электрической энергии, чем обычные трансформаторы для сварки.
• Высокая универсальность инверторных аппаратов объясняется возможностью регулировать с их помощью сварочный ток в широких пределах. Благодаря этому одно и то же устройство можно использовать для сварки деталей из разных металлов, а также для ее выполнения по разным технологиям.
• Большинство современных моделей инверторов наделены опциями, которые минимизируют влияние ошибок сварщика на технологический процесс. К таким опциям, в частности, относятся «Антизалипание» и «Форсирование дуги» (быстрый розжиг).
• Исключительная стабильность напряжения, подаваемого на сварочную дугу, обеспечивается за счет автоматических элементов электрической схемы инвертора. Автоматика в данном случае не только учитывает и сглаживает перепады входного напряжения, но и корректирует даже такие помехи, как затухание сварочной дуги из-за сильного ветра.
• Сварка с использованием инверторного оборудования может выполняться электродами любого типа.
• Некоторые модели современных сварочных инверторов имеют функцию программирования, что позволяет точно и оперативно настраивать их режимы при выполнении работ определенного типа.

https://youtube.com/watch?v=st4g_RzTBak

Как у любых сложных технических устройств, у сварочных инверторов есть и ряд недостатков, о которых также необходимо знать.

• Инверторы отличаются высокой стоимостью, на 20–50% превышающей стоимость обычных сварочных трансформаторов.
• Наиболее уязвимыми и часто выходящими из строя элементами инверторных устройств являются транзисторы, стоимость которых может составлять до 60% цены всего аппарата. Соответственно, является достаточно дорогостоящим мероприятием.
• Инверторы из-за сложности их принципиальной электрической схемы не рекомендуется использовать в плохих погодных условиях и при отрицательных температурах, что серьезно ограничивает область их применения. Для того чтобы применять такое устройство в полевых условиях, необходимо подготовить специальную закрытую и отапливаемую площадку.

Возможности инверторного сварочного аппарата

Главным положительным качеством является то, что сварщику не придется прилагать много усилий, чтобы переместить инвертор с одного места на другое. Однако на этом положительные характеристики аппарата не заканчиваются. При необходимости в работе с ними можно пользоваться электродами, разработанными и для постоянного, и для переменного тока.

https://youtube.com/watch?v=wQSybX9IEmA

Этот момент является очень важным, когда возникает необходимость соединить между собой чугунные, стальные заготовки и конструкции, выполненные из цветных металлов. Почти все модели оснащены дополнительными опциями, которые позволяют сделать работу гораздо более удобной и простой. В частности, они помогут освоиться со сваркой человеку, который только начинает постигать ее азы.

• Горячий старт предназначен для того, чтобы для формирования дуги получить наиболее качественные параметры.
• Антизалипание подразумевает, что в случае возникновения короткого замыкания или вследствие каких-либо иных причин свариваемый ток, подающийся на электрод, резко снижается до минимального значения, что позволяет не допустить прилипания электрода к заготовке.
• Система, дающая оптимальную силу тока и напряжение в момент, когда металл уходит от электрода, то есть происходит погашение сварочной дуги. Это позволяет не допустить возникновения слишком сильного разбрызгивания металла.

Дуга в сварочном аппарате инверторного типа зажигается гораздо лучше по сравнению с другими аналогичными устройствами во многом за счет того, что выходное напряжение почти не зависит от входного, как это наблюдается в традиционных аппаратах.

При использовании трансформаторной конструкции слишком слабый ток приведет к тому, что электрод будет постоянно прилипать. Настройка на сильный ток в этом случае способна вызвать пережиг заготовок. Работая с инвертором, подобных дефектов аппарата вы наблюдать не будете, однако сварные соединения получатся довольно прочными. В них не будет трещин, раковин, шлаковых скоплений и так далее.

Немаловажной особенностью аппарата инверторного типа является необязательность соблюдения единой длины дуги на протяжении формирования всего сварного шва. В традиционном трансформаторном оборудовании расстояние от электрода до соединения должно быть приблизительно одинаковым – около двух диаметров электрода, в противном случае это приведет к изменению силы тока, что в конечном счете станет причиной получения шва более низкого качества

В инверторных аппаратах напряжение и сила тока всегда находятся в строго определенных рамках. Еще одним положительным качеством является то, что у инверторов ток постоянный

Длина дуги здесь играет не слишком серьезную роль, что очень важно при проведении работ, особенно если этим занимается сварщик, который только открывает для себя все премудрости сварки.

На сегодняшний день инверторы довольно активно используются как в промышленном производстве, так и в бытовых условиях. Их небольшие размеры и способность работы от генератора позволяют получить качественные соединения даже в довольно труднодоступных местах, где может полностью отсутствовать электроснабжение.

https://youtube.com/watch?v=54W4ByzcRDw

Конструкция инвертора, классификация

Конструкция инверторного устройства сложнее, чем у сварочных аппаратов, работающих от трансформатора. В нем электрический ток преобразуется в таком виде:

• выпрямляется, сглаживается специальным фильтром;
• преобразуется в переменный высокочастотный;
• напряжение снижается, параллельно сила электротока повышается;
• ток повторно выпрямляется.

Все перечисленные преобразования осуществляются посредством сетевого фильтра, выпрямителей, частотных преобразователей. Выходной ток имеет характеристики, которых достаточно для создания дуги большой мощности, плавящей почти любой материал.

Как выбрать сварочный инвертор? Нужно знать, каковые его технические характеристики.

1. Мощность. Прописывается в паспорте агрегата. Указывается номинальный ток сварки, при котором не происходит перегрева и отключения аппарата. Если необходимо 120 А номинального тока, желательно приобретать устройство мощностью 180 А. Это даст возможность пользоваться электрическими кабелями длиной больше 5 м, сваривать металл при нестабильности напряжения в электросети.
2. Длительность работы. Обозначает, сколько времени возможно без выключения применять агрегат.
3. Диапазон питающего напряжения. Данный показатель в особенности значим для обработки металла при нестабильности напряжения. Подобное характерно для сёл, дач.
4. Электродное антиприлипание, горячий пуск, дуговая стабилизация. Эти параметры влияют на удобство эксплуатации аппарата.

При выборе сварочного инвертора необходимо учитывать силу выходного электротока. От нее зависит, какие металлы возможно будет плавить посредством прибора. Существуют аппараты:

• малой мощности (от 140 до 160 А);
• средней мощности (от 160 до 200 А);
•  высокой мощности (от 200 до 250 А).

Маломощные агрегаты обычно используются для формирования маленьких косметических швов, обработки материалов, располагающих небольшой толщиной. Среднемощные приборы распространены больше прочих, позволяют создавать высококачественные швы. Устройства высокой мощности причисляются к профессиональному оснащению. Их используют, если необходимо сварить части из металла большой толщины.

Сила тока – немаловажная характеристика, которую требуется обязательно учитывать, делая выбор инвертора. Кроме того, инверторные приборы делятся по виду сварочных режимов на (в скобках указана маркировка):

• дуговые ручной сварки (MMA);
• полуавтоматические (MAG/MIG);
• аргоновые (TIG);
• плазменные (CUT).

Для дачи и дома оптимально использовать устройство, относящееся к первой категории. Подобные агрегаты весят немного, отлично подходят для выполнения бытовых работ. К ним нужно покупать обычные электроды.

Полуавтоматика обычно применяется на производстве. Мощность и размеры данного оснащения довольно большие. На дугу подается особая проволока, благодаря этому формируется сварной шов.

Аргоновые аппараты достаточно сложны в эксплуатации. К ним нужно приобретать электроды из вольфрама, дуга образуется при контакте с инертным газом. Подобное оснащение стоит дорого, нет смысла использовать его в бытовых условиях. Плазменные приборы, по сути, не считаются сварочными устройствами, однако функционируют аналогично им.

https://youtube.com/watch?v=1mMv-S5iB7Y

Выбираем сварочный инвертор

Сварочный инвертор своими руками сделать не получится. Во-первых, это опасно. Во-вторых, обойдется в достаточно значительную сумму. Проще и быстрее купить готовый агрегат в магазине. Сделать это можно:

• в интернете,
• на складе,
• в розничном магазине.

При покупке желательно делать тест сварочных инверторов. Это необходимо для того, чтобы сравнить реальную силу сварочного тока с заявленной производителем. Зачастую более дешевые китайские агрегаты, которые продают в интернете, маркируют в 250 А. На деле, ток редко доходит даже до 160 А. В результате такой ошибки вы неправильно подготовите инвентарь и рискуете сломать аппарат. Если у вас есть специальный амперметр, то можно провести тест и после покупки прибора. Но, если такого оборудования у вас нет, то покупать в сети не рекомендуется.

Если заказывать аппарат на складе, то должна быть возможность приехать и протестировать прибор. В противном случае возникнут такие же риски, как и при покупке через интернет.

Приобретать инвертор в специализированном магазине наиболее правильно. Даже если вы не проведете тест, и в результате этого сварка сломается, всегда можно обменять или вернуть товар. Кроме того, магазин дает гарантию качества.

Теперь переходим к самим типам инверторов. Они бывают:

• бытовые,
• полупрофессиональные,
• специализированные.

К бытовым принято относить китайский модельный ряд. Их легко отличить по стоимости – до 300 у.е. Такие инверторы, что бы ни было написано на упаковке, имеют силу тока до 160 А и работают с электродами толщиной 16 или 20 мм. В целом, они дают достаточно сильную дугу, которая позволяет осуществлять грубую сварку металлических конструкций.

Лучшие сварочные инверторы восточных соседей уступают отечественным, но найти российский агрегат достаточно сложно. Как правило, продают б/у приборы. Это не только возможность сэкономить, но и получить действительно долговечную сварку, которая работает практически в любых условиях.

Более дорогие варианты изготавливаются итальянскими фирмами. Их стоимость от 300 до 500 у.е. От китайских аналогов отличаются только тем, что заявленная маркировка соответствует действительности. Есть также недорогие бельгийские и немецкие инверторы, но на рынке они представлены значительно хуже. Учитывая правильную конфигурацию деталей, такие агрегаты прослужат 10-15 лет при регулярном использовании и до 30 лет — при периодическом.

Профессиональный сварочный инвертор отличается очень тонким регулированием силы сварочного тока. Этот параметр значительно выше, чем в бытовых инверторах. Максимальная сила тока составляет 500 А. Такая техника позволяет делать очень качественные, практически незаметные сварочные швы. В быту не применяется в связи со стоимостью, которая колеблется от 1500 до 3500 у.е.

Критерии выбора инвертора

Чтобы знать, как выбрать инверторный сварочный аппарат, необходимо разобраться в его основных характеристиках:

• Рабочий ток;
• Напряжение на электродах;
• Тип сварки;
• Продолжительность включения;
• Напряжение сети;
• Температурный режим;
• Дополнительные возможности.

От того, какой ток выдаёт сварочный инвертор, напрямую зависит толщина свариваемого металла. Напряжение холостого хода на электродах отличается от напряжения при сварке. В первом случае напряжение может быть равно 60-80 В, а сварочная дуга устойчива держится при напряжении 25-35 В. В бытовых условиях используется только ручная дуговая сварка (РДС) или MMA.

Продолжительность включения (ПВ) иногда называют полезным временем или продолжительностью нагрузки (ПН). Этот параметр указывается вместе с током, например, (150А – 80%). Это означает, что на указанном токе 20% времени сварочный аппарат должен остывать.

Для подключения профессиональных сварочных аппаратов с большим током бытовая сеть не подходит, поэтому для питания мощных сварочных инверторов нужно ставить на силовом вводе дополнительный отвод.

Электронные сварочные аппараты достаточно критичны к температурным значениям среды. Большинство из них не предназначено для работы при температуре ниже – 10°C, поэтому при выборе аппарата нужно тщательно ознакомиться с его техническими характеристиками.

Какой сварочный инвертор лучше, можно определить по наличию дополнительных полезных опций:

• Активный старт;
• Форсаж сварочной дуги;
• Антиприлипание.

Часто бывает, что при сварке электрод намертво прикипает к металлу, при этом возникает короткое замыкание. Функция «антиприлипание» в момент короткого замыкания отключает электронную схему, подающую напряжение на электрод. Это позволяет избежать выхода из строя полупроводниковых приборов сварочного инвертора.

Заключение

Чтобы определить, какой инверторный сварочный аппарат лучше для дома или для дачи, следует заранее знать, для чего он будет использоваться. Обычно в условиях загородного дома или приусадебного участка возникает необходимость сварочных работ при изготовлении небольших конструкций из металла.

Это может быть каркас для оранжереи забор из металлоконструкций или гаражный бокс. Для этих целей используется уголок, трубы или листовой прокат толщиной не более 5 мм. От силы тока зависит диаметр применяемого электрода.

При толщине металла до 2-х мм могут использоваться электроды диаметром 2,0-2,5 мм. При этом достаточно сварочного тока 60-80 ампер. Для металла 2-5 мм потребуются электроды диаметром 3-4 мм при силе тока 80-120 ампер. Для сварки металла 5-10 мм применяются электроды 4-6 мм, а величина сварочного тока может быть в интервале 130-230 ампер.

Из приведенных данных можно сделать вывод, что для индивидуального применения на дачном участке подойдёт сварочный аппарат инверторного типа, питающийся от однофазной сети 220 вольт с учётом колебаний напряжения сети 10-15%. Устройство должно обеспечивать сварочный ток до 160 ампер и иметь дополнительные опции.

Кроме того, на вопрос какой сварочный аппарат инвертор лучше, можно ответить однозначно – конечно отечественного производства. Европейские модели стоят дорого, приобретая китайский товар можно получить совсем не те параметры, что написаны в паспорте, а вот с российскими инверторами проблем не будет, поскольку они прекрасно адаптированы под наши электрические сети.

Примечания

3. Jerrold Foutz.  (англ.). www.smpstech.com (9 December 1998). Дата обращения 19 апреля 2017.
4. Андрей Никитин, Олег Стариков. . Новости электроники, № 15 (2009). Дата обращения 19 апреля 2017.
5. ↑ David Perreault.  (англ.). MIT OpenCourseWare (2007). Дата обращения 19 апреля 2017.
7. Pressman, Abraham I.; Billings, Keith & Morey, Taylor (2009), Switching Power Supply Design (Third ed.), McGraw-Hill, ISBN 0-07-148272-5
8. Rashid, Muhammad H. (2003), Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications, Prentice Hall, ISBN 0-13-122815-3
9. Basso, Christophe (2008), Switch-Mode Power Supplies: SPICE Simulations and Practical Designs, McGraw-Hill, ISBN 0-07-150858-9
10. Erickson, Robert W. & Maksimovic, Dragan (2001), Fundamentals of Power Electronics (Second ed.), ISBN 0-7923-7270-0
12.  (недоступная ссылка). Дата обращения 29 января 2009.

Контроль выходного и сетевого напряжения

Функциональные возможности сварочного инвертора.

Кроме всего перечисленного, в задачу схемы управления сварочного аппарата входит отслеживание напряжения в сети и на выходном выпрямителе. Для этого ее электрическую схему комплектуют операционным усилителем. Часть его элементов подключается к сетевому выпрямителю с целью выявления скачков напряжения в электросети. В случае нарушений эти элементы воспроизводят сигналы защиты по току и напряжению, которые поступают в суммирующий модуль, а затем — в генератор импульсов ШИМ-контроллера. Работа генератора, следовательно, и всей схемы, при этом блокируется.

Аналогичным образом контролируется рабочее напряжение на выходе преобразователя. Его величина может отклоняться от нормы в случае нарушения в работе диодного моста сетевого выпрямителя или других элементов. В этом случае также происходит отключение схемы управления.

Блокировка схемы сопровождается подачей напряжения на сигнальный диод, который оповещает пользователя сварочного аппарата о неполадках.