Какой сварочный аппарат инвертор лучше: разновидности, принцип работы и критерии выбора

Сварка металлов уже многие десятилетия считается самым быстрым и надёжным их соединением. Электрическая сварка, по сравнению с газовой, намного предпочтительней и безопасней, поскольку не предполагает использование взрывоопасных газов – ацетилена и кислорода.

Электросварка металлов осуществляется дугой, которая образуется между электродами при низком напряжении и большой силе тока. В старых моделях сварочных аппаратов такая дуга формировалась вторичной обмоткой понижающего трансформатора. Современные сварочные аппараты представляют собой электронные устройства с двойным преобразованием напряжения – или инверторы.

Разновидности

Инверторные устройства для электросварки металлов отличаются достаточно компактными размерами, надёжностью и невысокой стоимостью. Сейчас личный сварочный аппарат в гараже или на даче может себе позволить любой желающий. Чтобы определить, какой сварочный аппарат-инвертор лучше, нужно немного разобраться в их модификациях и типах сварки.

По мощности, сварочные инверторы принято разделять на три группы:

• Малой мощности;
• Средней мощности;
• Большой мощности.

От этого параметра зависят возможности аппарата и его функционал. Маломощный сварочный инвертор работает от однофазной сети 220В и обеспечивает рабочий ток до 200 ампер, что позволяет выполнять работы MMA с электродами до 5 мм.

Устройства средней мощности выдают сварочный ток от 10 до 300 ампер. В зависимости от модели, они могут подключаться к сети 220/380В и позволяют выполнять работу в режимах MMA, MIG/MAG и TIG.

Мощные инверторы обеспечивают ток от 45 до 600 ампер и обладают большими функциональными возможностями. Встроенный микропроцессор позволяет запоминать до 99 рабочих режимов и диагностировать внутренние неисправности.

В технической литературе могут использоваться следующие обозначения:

• MMA;
• MIG/MAG;
• TIG;
• CUT.

При сварочных работах наибольшее распространение получила сварка MMA. В российской документации она может обозначаться РДС (ручная дуговая сварка). Сварочная дуга зажигается между электродом и деталью. Электроды покрыты специальным составом, который улучшает воспламенение и способствует стабильному горению.

MIG и MAG – это обозначение полуавтоматического сварочного процесса, в среде нейтрального газа, с использованием присадочной проволоки. Этот процесс применяется на промышленных сварочных установках.

Ручная сварка с применением неплавящегося молибденового или вольфрамового электрода в газовой среде обозначается TIG (WIG). Так как в качестве газа обычно применяется аргон, то сварка может сокращённо называться АДС или аргонно-дуговая сварка.

Кроме сварочных работ в отдельных случаях может применяться плазменная резка металла, которая в специальной литературе обозначается CUT. Для этого применяется специальная горелка и источник газовой струи.

Принцип работы сварочных инверторов

Сварочные аппараты инверторного типа работают на принципе двойного преобразования питающего напряжения. Весь процесс происходит в несколько этапов:

• Выпрямление сетевого напряжения;
• Преобразование его в напряжение высокой частоты;
• Понижение величины напряжения;
• Выпрямление полученного напряжения.

Напряжение сети 220/380 вольт через сетевой фильтр поступает на мост из мощных кремниевых диодов, где выпрямляется. Фильтр препятствует проникновению сетевых импульсных помех на электронную схему сварочного инвертора. Пульсации полученного напряжения сглаживаются конденсаторами большой ёмкости.

Далее постоянное напряжение, порядка 310 вольт, преобразуется в переменное импульсное напряжение высокой частоты. Её величина может находиться в интервале 40-80 кГц. Преобразование (инвертирование) осуществляется мощными IGBT или MOSFET полупроводниковыми элементами. Из-за рассеивания большого количества тепла, транзисторные ключи устанавливаются на мощных радиаторах. Инвертор работает под управлением ШИМ контроллера.

Импульсы с выхода преобразователя поступают на первичную обмотку трансформатора, который предназначен для понижения напряжения до оптимальной величины. Использование высокой частоты позволило добиться очень маленьких габаритов трансформатора. Если обычный сварочный трансформатор на 160А весит около 20 кг, то импульсный сварочный преобразователь весит не более 4 кг.

Последним элементом схемы сварочного инвертора является диодный выпрямитель. Поскольку для такой частоты обычные диоды не годятся, в выпрямителе применяются высокоскоростные диодные сборки. Это могут быть обычные элементы или диоды Шотки. Они монтируются на радиаторах.

Для получения оптимального температурного режима в конструкции сварочного преобразователя предусмотрен вентилятор. Важным элементом схемы инвертора является реле плавного пуска. Оно состоит из мощного резистора и конденсатора и предназначено для того, чтобы мощный электрический импульс, образующийся в момент включения прибора, не «выбил» диоды мостовой схемы.

Преимущества и недостатки

У сварочных аппаратов инверторного типа много достоинств и почти нет недостатков, что сделало эти устройства востребованными не только у профессионалов, но и у домашних умельцев.
Преимущества сварочных инверторов:

• Большая мощность;
• Высокое качество шва;
• Компактные габариты и вес;
• Экономичный расход электроэнергии;
• Дискретная и плавная регулировка тока;
• Дополнительные опции.

Устройство обеспечивает большой сварочный ток, который практически не зависит от габаритов. Выпускаются сварочные аппараты, которые комплектуются ремнём для ношения через плечо. Использование для сварки постоянного тока предотвращает разбрызгивание металла и обеспечивает очень качественный шов. У инверторных устройств большой КПД, отсюда экономия энергии. Сварочный ток можно регулировать в любых пределах. Современные сварочные инверторы могут иметь дополнительные опции, облегчающие работы сварщика.

К недостаткам инверторных аппаратов можно отнести:

• Высокую цену и дорогой ремонт, за счёт высокой стоимости комплектующих изделий;
• Сварочные преобразователи следует оберегать от пыли и загрязнений и регулярно продувать пылесосом и очищать мягкой кистью элементы электронной схемы;
• При попадании влаги внутрь корпуса, может произойти короткое замыкание и пробой полупроводниковых приборов;
• Не все сварочные аппараты такого типа могут работать в условиях низких температур.

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.

Практика показывает, что непрерывная сварка, особенно для домашних надобностей, не превышает 20%, а остальное время приходится на замену электрода, подготовку и зачистку шва.

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.

Активный старт позволяет легко зажечь дугу даже непрофессионалу. В момент касания электродом заготовки происходит мгновенное увеличение (бросок) сварочного тока. У разных моделей инверторных аппаратов эта величина может составлять от 20 до 90 процентов от установленной величины. Лучше всего, если этот параметр можно регулировать и отключать при необходимости, так как при сварке тонкого металла его можно прожечь. Форсаж работает похожим образом, только бросок тока происходит в процессе сварки, если дуга разрывается.

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.