Să studiem cum funcționează un invertor de sudură. Un comentariu la „Tipuri, design, principiul de funcționare, selecția mașinilor de sudură pentru casă și grădină” Principiul de funcționare a sudării cu invertor

Fiecare meșter care se respectă acasă este pur și simplu obligat să aibă în arsenalul său un aparat de sudură pentru sudarea electrică convențională. Aceasta este o modalitate destul de simplă de a conecta în mod fiabil piesele metalice, care, în plus, nu necesită calificări înalte atunci când se efectuează lucrări simple. Un dezavantaj al tuturor mașinilor de sudat cu transformator este greutatea lor enormă și dimensiunile mari. Odată cu apariția invertoarelor de sudură, situația s-a schimbat, iar astăzi ne vom uita la capacitățile unor astfel de dispozitive.

Ce este un invertor de sudare

Invertoarele de sudura sunt unul dintre cele mai moderne tipuri de aparate de sudura. Au înlocuit aproape complet dispozitivele transformatoare, redresoarele și generatoarele din ateliere și garaje.

Principiul de funcționare al unui invertor, ca orice alt aparat de sudură, este acela de a genera un curent mare care poate iniția și menține un arc de sudare. Arcul, după cum se știe, are loc între piesele care sunt sudate și electrod, iar metalul topit prin această metodă umple golurile cusăturii și formează o legătură foarte puternică, care nu este diferită de o piesă monolitică. La aparatele de sudură clasice, un curent mare era excitat într-unul convențional, dar la mașinile cu invertor există o metodă puțin diferită pentru aceasta, mai modernă și mai avansată.

Principiul de funcționare al unui invertor de sudare

Primele invertoare au început să apară pe piață încă de la sfârșitul anilor 70, dar au deja puține în comun cu noile modele despre care vorbim astăzi. Singurul lucru care a rămas neschimbat este dimensiunea mică și tensiunea inițială a unei rețele de uz casnic obișnuit sau, în unele cazuri, a unei rețele trifazate de 380 V. În plus, invertoarele sunt mult mai convenabile de utilizat și au setări mai flexibile decât cele clasice. aparate de sudat.

Un curent de rețea de 220 V și o frecvență de 50 Hz nu este potrivit pentru crearea unui arc de sudare. Acest curent trebuie convertit, ca și tensiunea, pentru a produce tensiunea de excitare și de susținere a arcului. Curentul de rețea intră în unitatea redresorului, transformând 220V AC în DC, apoi este furnizat unității invertorului. Aici începe cea mai importantă transformare a caracteristicilor actuale. Se transformă din nou într-unul alternativ, dar cu o frecvență de zeci de kiloherți. Acest lucru se întâmplă din cauza utilizării tranzistoarelor și tiristoarelor de înaltă frecvență.

După schimbarea frecvenței, curentul intră în transformator, care scade tensiunea prin creșterea curentului. În această etapă apar avantajele transformatoarelor de înaltă frecvență în comparație cu cele de joasă frecvență de tip vechi. Transformatoarele vechi funcționau la o frecvență de 50 Hz, motiv pentru care erau atât de grele și voluminoase. În plus, cea mai mare parte a pierderilor de curent a fost cheltuită pentru încălzirea transformatorului de joasă frecvență, în timp ce dispozitivele de înaltă frecvență se încălzesc de câteva ori mai puțin și, prin urmare, au pierderi mai mici. Acest lucru a afectat stabilitatea funcționării și eficiența invertoarelor - în modelele moderne ajunge la 90%.

Acum intră în funcțiune redresorul secundar, care transformă curentul de înaltă frecvență în curent continuu, iar acest curent este furnizat direct electrodului prin cablul de sudare. Acesta este doar principiul de bază de funcționare al invertorului, deoarece circuitul său conține unități de microprocesor care controlează și vă permit să reglați caracteristicile curentului într-o gamă destul de largă, adaptând curentul pentru sudarea diferitelor metale într-o varietate de condiții. O caracteristică plăcută a mașinii de sudură cu invertor a fost capacitatea de a schimba polaritatea, ceea ce a făcut ușoară și simplă sudarea aluminiului. Circuitul electric al invertorului este prezentat în fotografie ca exemplu.

Cum să alegi un invertor de sudură

Toate invertoarele de sudură au avantajele lor față de mașinile mai vechi și diferă doar în timpul de funcționare. Adică prin capacitatea de a menține arcul de sudare pentru un anumit timp. Aceasta este diferența dintre invertoarele de uz casnic și cele profesionale. Dar toate au aceleași avantaje:

Dimensiuni compacte mici. Datorită utilizării transformatoarelor de înaltă frecvență, a fost posibilă reducerea atât a dimensiunii, cât și a greutății dispozitivului.
Stabilitate la locul de muncă. Dispozitivul funcționează independent de caracteristicile curente din rețea și ajustează automat caracteristicile curente necesare pentru o funcționare stabilă.
Arc stabil. Un arc reglabil și stabil cu un nivel scăzut de pulsație vă va permite să sudați metal de orice grosime și în orice condiții.
Ușor de folosit.
Aplicarea de electrozi de orice tip, electrozi multipolari, electrozi de orice grosime si compozitie.
Nivel ridicat de protecție împotriva supraîncălzirii și scurtcircuitului.
Posibilitatea de a utiliza controlul cu microprocesor.

Evaluările producătorului și selecția modelului

Preturile la invertoarele de sudura nu se mai stabilesc la noi in tara. RPC a devenit cel mai activ producător al lor, așa că nu fiecare întreprindere din țara noastră își poate atinge nivelul de prețuri și rentabilitate, iar calitatea invertoarelor chineze este destul de stabilă. Repararea unui invertor de sudura produs fie in tara noastra, fie in China nu pune probleme, intrucat toate componentele sunt, in principiu, de acelasi tip si sunt fabricate intr-un loc clar.

Este posibil să vorbim despre cele mai bune invertoare de sudură, ratinguri de vânzări și nivelul de fiabilitate numai atunci când sunt cunoscute sarcinile specifice cu care se confruntă dispozitivul. Dacă acesta este un invertor pentru uz casnic și utilizare nefrecventă, atunci Selco, Helvi din Italia și coreeanul Power Man au avut rezultate bune în acest segment. Un invertor mediu cu litere chirilice pe logo va costa aproximativ 10 mii de ruble, iar modelele din Coreea, Italia și Franța pot costa până la 50 de mii.

Atunci când alegeți un model, trebuie să cunoașteți în mod clar sarcinile care sunt alocate dispozitivului, apoi puteți evita costurile inutile și puteți cumpăra un invertor care va satisface complet meșterul de acasă sau un profesionist experimentat.

Sudarea este o metodă de conectare și separare a metalelor prin intermediul curentului electric și se bazează pe formarea unui arc între zona de prelucrare - primul electrod, și mânerul adus în zonă - al doilea electrod, conectat la polul corespunzător al curentul electric. În acest fel, piesele sunt conectate, metalele sunt separate sau tăiate, găurind și făcând cavități și găuri și topind în straturi.

Sudarea cu arc este utilizată pe scară largă, deoarece datorită acestei tehnologii a devenit posibilă realizarea unei conexiuni permanente a pieselor metalice, iar rezistența cusăturii este aceeași cu cea a unui material solid. Această circumstanță se datorează continuității structurilor formate și a legăturilor moleculare dintre părți.

Arc electric

Temperaturile de mii de grade Celsius sunt asigurate de un arc electric, care este în esență un scurtcircuit între doi electrozi aflați destul de aproape unul de celălalt. Tensiunea aplicată electrozilor crește până când apare o defalcare a aerului, care este un izolator.

Defalcarea este emisia de electroni din catod. Electronii încălziți de curent ies și sunt direcționați către atomii ionizați ai anodului. Apoi apare o descărcare, aerul din spațiu este ionizat, se formează plasmă, rezistența golului de aer scade, curentul crește, arcul se încălzește și devine conductor și închide circuitul. Procesul se numește „aprinderea” arcului. Arcul este stabilizat prin stabilirea distantei necesare intre electrozi si mentinerea caracteristicilor de alimentare.

Sudarea metalelor

Alegerea unui electrod bun și a unei metode de sudare este extrem de importantă, deoarece determină dacă proprietățile sale mecanice vor fi similare cu cele ale metalului de bază.

Bazinul de sudură trebuie protejat de expunerea la aer pentru a preveni oxidarea metalelor. În acest scop, se creează un mediu special în zona de lucru, care se realizează în două moduri:

Tehnologia MIG-MAG, atunci când argonul, heliul sau CO2 sunt furnizate dintr-un cilindru special.
Arderea învelișului electrodului și formarea unei zguri de protecție sau a unui „dom” de zgură.

În timpul procesului de ardere, acoperirile electrozilor leagă și îndepărtează oxigenul din cusătură. În plus, substanțele conținute în ele ajută la ionizarea arcului, rafinarea și aliarea metalului de sudură.

În ceea ce privește stabilitatea alimentării cu energie, sudarea este un proces destul de capricios, deoarece regimul de temperatură necesar depinde direct de parametrii actuali. Trebuie asigurată stabilitatea arcului electric. Doar un arc stabil va preveni apariția defectelor de cusătură, în special în timpul aprinderii și stingerii.

Cu cât piesele care sunt sudate sunt mai masive, cu atât topirea trebuie să fie mai adâncă, cu atât diametrul electrodului este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă forță și putere pentru lucru. Operatorul poate determina adesea puterea curentului doar experimental; uneori este ajustată în timpul procesului de sudare și uneori este fixată rigid. Arderea arcului de la o sursă de curent continuu este mai stabilă, fără întreruperi.

Când se consumă curent continuu, nu există polaritate, se generează mai puține stropi de metal, iar cusătura este de mai bună calitate. Sudarea cu curent alternativ este ceva mai dificilă, deoarece pentru a menține arcul muncitorul trebuie să aibă abilități serioase; în acest caz, sudarea de înaltă calitate este dificil de realizat. Se recomandă sudarea aluminiului și a aliajelor sale folosind curent alternativ.

Diferite tipuri de aparate de sudură au caracteristici tehnice diferite, avantajele și dezavantajele lor.

Invertoare: argumente pro și contra

Acestea sunt cele mai tinere mașini de sudură; producția lor în masă a fost lansată abia în anii 1980. Redresoare cu invertor tranzistor. În aceste surse, electricitatea își schimbă caracteristicile de multe ori. Când curentul trece printr-un semiconductor, acesta este rectificat, iar apoi un filtru special îl netezește. Frecvența standard constantă a rețelei de 50 Hz este convertită din nou în alternanță, dar cu o frecvență de zeci de kiloherți.

După inversarea frecvenței, curentul trece la un transformator miniatural, unde tensiunea acestuia scade și puterea crește. Apoi filtrul de înaltă frecvență și redresorul încep să-și facă treaba - curent continuu este furnizat electrozilor pentru a forma un arc.

Creșterea frecvenței curente- principala realizare a invertorului. Avantajele includ, de asemenea:

Dezavantajele invertoarelor:

Preț mare.
Reacție slabă la pătrunderea prafului în carcasă.
Electronicele sunt sensibile la umezeală și frig, ceea ce poate duce la condens.
Probabilitatea apariției interferențelor în rețeaua principală.

Transformatoare de sudare

Astăzi acestea sunt cele mai comune aparate de sudură, relativ ieftine și simple ca design, fiabile. Conversia energiei electrice este realizată de un transformator de putere cu o frecvență standard de 50 Hz. Curentul este reglat prin reglarea mecanică a fluxului magnetic în miezul compozit. Înfășurarea primară este alimentată de la rețea, miezul este magnetizat, iar pe înfășurarea secundară este indus un curent alternativ de tensiune mai mică (50-90 V) și putere mai mare (100-200 A), acesta formând un arc. Cu cât bobinele înfășurării secundare sunt mai puține, cu atât tensiunea este mai mică și curentul este mai mare.

Avantaje:

Cost redus (de două până la trei ori mai ieftin decât invertoarele).
Simplitatea designului.
Mentenabilitatea.
Fiabilitate.

Defecte:

Greutate si dimensiuni mari.
Din cauza curentului alternativ, este dificil să se obțină o cusătură de înaltă calitate.
Dificultate la ținerea arcului.
Eficiență relativ scăzută (nu mai mult de 80%).
Imposibilitatea de a se conecta la rețeaua din interiorul casei.

Redresoare de sudare

Curentul de rețea din aceste dispozitive nu modifică frecvența și este indus pe înfășurări cu o scădere a tensiunii. După conversie, trece printr-un alt bloc de redresoare cu seleniu sau siliciu. Electrozii sunt alimentați cu curent continuu. Datorită acestui lucru, arcul electric este foarte stabil, fără întreruperi semnificative și supratensiuni.

În cele mai multe cazuri, este necesară răcirea ventilatorului. Adesea, dispozitivele au șocuri suplimentare pentru a îmbunătăți caracteristicile curentului de ieșire, care este netezit și filtrat. Complet cu redresoare, pot exista echipamente de protecție, de măsurare și control. Stabilitatea temperaturii și a curentului este importantă aici, astfel încât sunt instalate relee de vânt, termostate, siguranțe și întrerupătoare. Cele mai comune redresoare sunt trifazate.

Avantajele redresoarelor de sudare:

Cusătură de înaltă calitate.
Ușor de întreținut arcul.
Stropire minimă de material aditiv.
Adancime mare de topire.
Dimensiuni și greutate mai mici în comparație cu transformatoarele de curent alternativ.
Posibilitate de sudare fonta, metale neferoase, otel termorezistent.

Defecte:

Dispozitive semiautomate: caracteristici

Folosind un mecanism special, firul de sudură este introdus în zona de lucru, unde este topit în gazul activ și direcționat în bazinul de sudură. Gazul deplasează aerul din apropierea bazinului de sudură și protejează cusătura de oxigen. În acest scop sunt utilizate dioxid de carbon, argon, heliu și combinații ale acestor gaze. Cu ajutorul sârmei cu miez de flux, nu este necesar să se furnizeze gaz în zona de lucru.

Pro:

Ușurință de sudare a pieselor din tablă subțire.
Calitatea cusăturii, posibilitatea de a obține o „cusătură scurtă”.
Gamă largă de materiale sudabile.
Performanta ridicata.
Gamă largă de setări și reglaje.

Minusuri:

Preț mare.
Cost ridicat al consumabilelor.
Este necesar să folosiți cilindri sau să vă conectați la o rețea specială.
Este dificil să lucrezi în aer liber, unde mediul gazos trebuie protejat împotriva suflarii.

Alegerea modelului

Tensiunea principala. Poate fi monofazat sau trifazat. Pentru uz non-industrial, se recomandă un dispozitiv de 220 V sau o mașină universală „220/380”. Majoritatea dispozitivelor se pot defecta sau pot opri gătitul din cauza supratensiunii. În acest sens, invertoarele sunt echipate cu protecție împotriva supratensiunii. Pentru unitățile de uz casnic, gama este cu 10-15% mai largă, în timp ce modelele profesionale necesită o tensiune de 165-270 V.

Tensiune în circuit deschis. Această caracteristică determină capacitatea dispozitivului de a aprinde un arc electric și de a-și menține arderea. Pentru ca arcul să fie excitat, tensiunea trebuie să fie de aproximativ 1,5-2,5 ori tensiunea unui arc electric stabil care arde.

Putere. Fișele de date indică adesea puterea maximă a sursei de alimentare a aparatului de sudură, corespunzătoare sarcinii maxime din rețea. Dacă unitățile sunt kW, atunci vorbim de putere activă, dacă kVA vorbim de putere aparentă, care este de obicei mai mare din cauza factorului de corecție.

Puterea reală este determinată de puterea curentă pe care dispozitivul este capabil să o furnizeze. Acest indicator determină grosimea metalului sudat și diametrul maxim al electrodului.

Clasa de protectie. Pașaportul trebuie să conțină un cod I.P din 2 cifre. Indicele surselor medii de energie pentru sudare este IP21-IP23. Deuce spune că obiectele mai groase de 12 mm nu vor pătrunde în interiorul carcasei. Al doilea număr indică protecția împotriva umezelii - 1 - înseamnă că picăturile de apă care cad vertical pe carcasă nu vor provoca daune; 3 înseamnă că, chiar și la un unghi de 60°, apa nu va pătrunde în corpul dispozitivului. Dar gătitul în ploaie este interzis!

Interval de temperatură. Potrivit GOST, sudarea manuală poate fi efectuată la o temperatură de -40-40 ° C. Cu toate acestea, nu toate aparatele de sudură pot fi puse în funcțiune la temperaturi sub zero grade. Cel mai adesea apar probleme cu invertoarele, în care, la temperaturi sub zero, indicatorul de suprasarcină pur și simplu se aprinde și aparatul de sudură se oprește.

Funcționarea generatorului. Această caracteristică este utilă pentru lucrul pe teren. Nu toate dispozitivele pot fi alimentate de generatoare de uz casnic cu motoare cu ardere internă.

Multe surse de alimentare facilitează menținerea arcului: „Anti-lipire la oprire”, „Pornire la cald”, „Forța arcului”, „Aprindere în creștere”. Este util să acordați atenție indicației parametrilor, funcționalității, amploarea ajustărilor de funcționare, protecție la suprasarcină, calitatea marcajelor, siguranță electrică, completitudine, ergonomie și mentenanță. Este recomandat să achiziționați un dispozitiv cu caracteristici tehnice maxime în pașaport și este recomandat să cumpărați pașaportul în limba rusă.

Este foarte posibil ca un rezident de vară, proprietarul unei case private sau unui garaj, să efectueze singur lucrări de sudare. Alegerea tipului de aparat de sudură de uz casnic depinde de ce și cum doriți să conectați în mod fiabil.

Consultațiile și sfaturile vânzătorilor vă vor ajuta, desigur, să navigați în varietatea ofertelor comerciale. Cu toate acestea, conștientizarea personală a cumpărătorului și cele mai elementare cunoștințe vor ajuta la adresarea întrebărilor potrivite și la înțelegerea răspunsurilor la acestea.

În acest articol veți găsi informații de bază despre ce este sudarea și pe ce se bazează principiul de funcționare al aparatului de sudură.

Ce este sudarea?

Procesul de îmbinare permanentă a mai multor părți într-un singur întreg prin încălzire, deformare și utilizarea materialelor de umplutură (electrozi) se numește sudare.

Materialele componentelor solide care se unesc sunt încălzite până la punctul în care la locul de sudare apar legături intermoleculare sau interatomice. Un efect similar poate fi obținut prin aplicarea unei presiuni pe suprafețele de la îmbinarea dorită.

Combinația de presiune și căldură permite optimizarea și controlul procesului de sudare. Mai mult, cu cât temperatura este mai mare, cu atât este necesară mai puțină presiune. Când sunt atinse temperaturile de topire ale materialelor pieselor care se îmbină, nevoia de presiune asupra acestora dispare complet.

Metoda de sudare, fiind dependentă de o serie de factori, influențează alegerea echipamentului de sudare.

În acest articol nu vorbim despre industriale, ci despre aparate de sudură de uz casnic care pot fi cumpărate din magazine. Prin urmare, ne vom limita la o descriere a echipamentelor care implementează principiul sudării cu arc electric și a mașinilor de sudură semiautomate care necesită un mediu de gaz pentru sudare.

Principiul de funcționare al unui transformator de sudare

Mașinile de sudură de acest tip funcționează pe curent alternativ, a cărui putere este reglată prin schimbarea tensiunii cu ajutorul unui transformator coborâtor. Ca rezultat, arcului de sudură este furnizată o putere fiabilă, a cărei temperatură poate fi de câteva mii de grade Celsius.

În majoritatea modelelor, reducerea tensiunii la nivelul necesar pentru a menține stabilitatea arcului de sudare se realizează prin deplasarea uneia dintre înfășurări de-a lungul miezului magnetic. Tensiunea de funcționare rezultată, de regulă, nu depășește 80V cu niveluri inițiale de 220-380V. Rezistența inductivă a înfășurărilor se modifică și astfel reglează cantitatea de curent de sudare.

În plus, sunt folosite și modele cu șunt magnetic în mișcare sau tiristoare.

Principiul de funcționare al unui invertor de sudare

Invertorul de sudură convertește tensiunea și curentul alternativ normal (frecvența 50 Hz, tensiunea rețelei 220V) la valorile necesare pentru formarea și întreținerea unui arc electric de sudare.

Schematic se întâmplă astfel:

În primul rând, curentul alternativ este transformat în curent continuu folosind un redresor primar. Pentru a reduce tensiunea de la 220V la nivelul necesar, se folosește o unitate invertor, în care curentul continuu devine din nou alternativ, dar de înaltă frecvență, ca și tensiunea.
În transformator, tensiunea de înaltă frecvență rezultată este redusă la o valoare optimă. Ca urmare a acestor transformări, puterea curentului crește semnificativ.
După optimizarea tensiunii, curentul alternativ de înaltă frecvență este convertit pentru a doua oară în curent continuu. Apoi, puterea sa este ajustată la valorile necesare.

Astfel, în invertorul de sudură, curentul și tensiunea sunt controlate clar. Acest lucru vă permite să ajustați fără probleme nivelurile și să efectuați o gamă largă de lucrări de sudare pentru a conecta piese chiar și din cele mai refractare metale și aliaje.

Principiul de funcționare al mașinii de sudură semi-automată

Electrozii nu sunt necesari aici. Pentru că aparatul de sudură semi-automat folosește un fir special de sudură care se topește în mediu gazos.

Pentru a înțelege mai ușor ce este o mașină de sudură semiautomată, este suficient să știți că este o unitate care include:

Sursă de alimentare, care poate fi un invertor de sudură sau un redresor de sudură
Alimentator de sarma de sudura
Lanterna de sudura
Sistem de control
Cabluri de conectare și furtunuri

Sârma de sudură curge lin și corect în pistoletul de sudură printr-un dispozitiv special. Dioxidul de carbon pur sau amestecul acestuia cu argon este, de asemenea, furnizat locului de sudare.

Deci, la componentele de mai sus ale instalației, este logic să adăugați recipiente speciale care conțin gaz, precum și bobine cu sârmă de sudură înfăşurată.

Sperăm că informațiile pe care se bazează principiul de funcționare al unui aparat de sudură, în funcție de tipul acesteia, vă vor ajuta să înțelegeți mai bine caracteristicile de consum ale acestui echipament necesar pentru viața de zi cu zi și să faceți cea mai bună alegere.

Unitățile de sudură tradiționale, al căror design include în mod necesar transformatoare destul de voluminoase, înlocuiesc acum cu putere invertoarele pentru sudare. Pentru a înțelege funcționarea unui invertor de sudură care funcționează la o tensiune de 140 de volți, trebuie să înțelegeți din ce elemente constă, ce schemă funcționează, caracteristicile sale funcționale și să identificați avantajele și dezavantajele instrumentului.

Invertor- un instrument modern conceput pentru lucrări de sudare. Dispozitivele de acest tip înlocuiesc intens dispozitivele de sudură echipate cu transformatoare, generatoare și redresoare din atelierele de automobile și garaje.

Principiul de funcționare a unui astfel de dispozitiv, similar oricărui alt echipament de sudare, se bazează pe generarea curentului maxim necesar pentru inițierea arcului și funcționarea sa stabilă în continuare. De obicei, se formează un arc între electrod și piesele metalice care sunt sudate. Ca urmare a acestui proces, metalul se topește și umple golurile dintre piesele care se îmbină, formând o sudură foarte puternică, care nu se deosebește de produsele monolitice. În unitățile de sudură tradiționale, un transformator standard a generat un curent puternic; în echipamentele cu invertor, curentul este crescut folosind o tehnologie diferită.

Principiul general de funcționare al dispozitivelor cu invertor

Conversia curentului la sudori cu invertor, spre deosebire de cele cu transformator, are loc în mai multe etape folosind un transformator de putere mică, a cărui dimensiune practic nu este mai mare decât un pachet de țigări și un circuit electronic.

Pentru echipamentele cu invertor, este prevăzut suplimentar un sistem de control, datorită căruia este mult mai ușor să lucrați cu unealta, iar cusătura de sudură este de o calitate destul de înaltă.

Tensiunea de rețea este convertită după cum urmează:

În primul rând, curentul de intrare cu parametri - 220V, 50A este trecut prin redresorul dispozitivului, transformat în curent continuu și, în același timp, netezit de filtre.
Tensiunea continuă obținută cu ajutorul modulatorului este din nou convertită în tensiune alternativă, dar frecvența sa este deja de aproape 100 kHz.
Următorul pas este îndreptarea, scăderea tensiunii la valoarea necesară pentru lucrările de sudare.

Utilizarea unui convertor de înaltă frecvență a făcut posibilă utilizarea mini-transformatoarelor. Datorită acestui fapt, invertoarele sunt mult mai compacte și mai ușoare. De exemplu, pentru ca invertorul să producă un curent de sudare de 160A, va fi suficient un transformator care cântărește 250 de grame. Pentru comparație: pentru sudarea tradițională, pentru a obține un curent de sudare similar, veți avea nevoie de un transformator cu o greutate de 18 kg.

Electronica are o importanță deosebită în timpul funcționării dispozitivelor cu invertor. Este necesar pentru feedback de la arcul electric. Acest lucru face posibilă menținerea clară a parametrilor săi la nivelul necesar. Microprocesoarele previn instantaneu chiar si cele mai mici abateri. Drept urmare, stabilitatea arcului este garantată!

Cum funcționează un invertor de sudură?

Conversia energiei electrice în invertor se realizează după cum urmează:

Curentul alternativ dintr-o rețea de 220V este transformat în curent continuu.
În continuare, curentul continuu este din nou transformat în curent alternativ prin circuitul electric al dispozitivului, dar cu o frecvență suficient de mare.
Tensiunea de înaltă frecvență scade și curentul crește.
Curentul de înaltă frecvență, joasă tensiune și putere mare rezultat este transformat în curent continuu, care este utilizat direct pentru a efectua lucrări de sudare.

Invenția echipamentelor moderne cu invertor a făcut posibilă reducerea semnificativă a greutății și dimensiunilor sudurii. La mașinile de acest tip, curentul de sudare este reglat mult mai eficient. Dimensiunile echipamentului depind de frecvența curentului. Cu cât este mai mare, cu atât dimensiunea invertorului este mai mică.

Sarcina principală a oricărei unități de invertor este de a crește frecvența curentului electric de la rețea. Acest lucru se poate datora utilizării tranzistoarelor care comută la o frecvență de 60-80 Hz. Dar, de regulă, numai curent continuu este furnizat la tranzistori, iar într-o rețea electrică standard, curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz. Pentru a face constant curentul alternativ, invertoarele sunt echipate cu redresoare speciale realizate pe baza unei punți de diode.

La sudorii de acest tip, după unitatea tranzistorului care generează curent alternativ de înaltă frecvență, este plasat un transformator care reduce tensiunea și crește curentul. Pentru a regla curentul și tensiunea de înaltă frecvență, se folosesc mini transformatoare compacte, care nu sunt inferioare ca putere față de omologii lor voluminosi.

Avantaje

Consum redus de putere. Pentru un transformator standard, atunci când se utilizează electrozi cu un diametru de 3 mm, va fi necesară o sursă de alimentare de aproximativ 8 kW, iar pentru un invertor, nu este necesar mai mult de 3 kW când se lucrează cu electrozi de patru milimetri. La ralanti, sudarea de tip invertor consumă, de asemenea, mult mai puțină energie electrică.
Eficiență ridicată. Costul minim al inducției electromagnetice generat în transformatoarele de sudare de tip standard face posibilă atingerea unei eficiențe a echipamentelor invertoare de peste 90 la sută. Energia consumată de sudare este cheltuită aproape în întregime pe arcul electric.
Greutate ușoară, dimensiune mică. După cum sa menționat mai sus, utilizarea curentului de înaltă frecvență pentru conversie a oferit oportunitatea de a reduce semnificativ dimensiunea transformatorului conceput pentru a reduce tensiunea.
La efectuarea lucrărilor de sudare, stropirea metalului topit este minimă. Acest lucru este vizibil mai ales atunci când lucrați cu electrozi de diametru mic. În acest caz, arcul se aprinde și funcționează destul de ușor, ca urmare, practic nu se formează zgură, iar cusătura de sudură este de înaltă calitate.
Reglarea lină a parametrilor curentului de sudare. Când funcționează un invertor de sudură care funcționează la o tensiune de 140 volți, curentul poate fi redus la 10A, iar mostrele de metal pot fi sudate cu electrozi de Ø1,6 mm.
Performanță îmbunătățită a arcului. Datorită monitorizării și ajustării constante a parametrilor arcului de sudură, performanța acestuia s-a îmbunătățit semnificativ.
Posibilitate de sudare a pieselor de prelucrat din otel inoxidabil si metale neferoase. Când se folosesc electrozi speciali, invertoarele pot suda piese din cupru și oțel inoxidabil. Și electrozii neconsumabile pot fi folosiți pentru a găti mostre de aluminiu într-o atmosferă de protecție a gazului.
Aplicarea diferitelor tipuri de electrozi. Reglarea lină a parametrilor de funcționare ai unității face posibilă utilizarea electrozilor de orice tip în funcție de metalul care se sudează. De asemenea, puteți schimba polaritatea curentului.
Comoditate, ușurință în utilizare. Datorită funcțiilor suplimentare, de exemplu, pornire la cald, anti-lipire folosind echipamente cu invertor, chiar și sudorii tineri, fără experiență, pot efectua lucrări de înaltă calitate.

Defecte

Complexitatea designului. Utilizarea electronicii semiconductoare pentru echipamentele cu invertor o face mai puțin fiabilă.
Preț mare. În comparație cu sudarea tradițională cu transformator, invertoarele sunt mult mai scumpe.
Sensibilitate la praful de constructii. Instrumentul este destul de sensibil la praful de construcție și necesită curățare periodică în timpul lucrului pe șantiere destul de prăfuite.
Necesitatea de a controla încălcările de contact. Din cauza contactelor slabe, apar scântei, care pot forma supratensiuni de curent în circuitele de ieșire care sunt necontrolabile de automatizare.
Efectele negative ale fluctuațiilor de temperatură. Nu se recomandă utilizarea unui aparat de sudură cu invertor imediat după schimbări bruște de temperatură. Dacă unealta a fost într-o încăpere neîncălzită iarna și a fost adusă într-o încăpere suficient de caldă pentru lucrări de sudare, atunci nu ar trebui să fie pornită timp de câteva ore, deoarece există o probabilitate mare de condens. Prin urmare, înainte de a începe lucrul, trebuie să lăsați umiditatea să se evapore de pe plăcile electronice ale echipamentului.

Concluzie

În ciuda acestor dezavantaje minore, cu o utilizare adecvată și cu respectarea regulilor de siguranță, unealta are o durată de viață destul de lungă.

Astăzi, piața mașinilor de sudură este deținută ferm de invertoarele de sudură. Principiul de funcționare al unui invertor de sudură este semnificativ diferit de dispozitivele vechi (transformator). Astfel de unități au capturat piața relativ recent, la mijlocul anilor 2000, motivele succesului lor au fost avantajele lor și un preț puternic scăzut datorită electronicelor mai ieftine.

Ce este un invertor

Înainte de apariția invertorului de sudură, pentru sudare se foloseau mașini cu transformatoare puternice, care furnizau curenți de până la 500 A. Erau voluminoase și grele, greutatea lor ajungea la 20 și uneori la 25 kg. Invertoarele moderne ocupă puțin spațiu și cântăresc cu un ordin de mărime mai puțin. Dar pentru a înțelege principiul de funcționare al unui invertor de sudură, trebuie să cunoașteți principiul sudării ca proces.

După cum sa menționat mai sus, mașina de sudură produce o ieșire de curent mare. Acest curent produce un arc electric, care are o temperatură ridicată și topește metalul. Se produce un arc între suprafața metalică (cea care trebuie sudată) și electrod. Picături de metal topit de arc umple golul pieselor care sunt sudate. După ce metalul se întărește, ceea ce are loc foarte repede, se formează o cusătură, care are o rezistență ridicată. Această sudare cu arc este cea principală, reprezentând mai mult de 80% din toate îmbinările.

Principalul lucru în sudare este curentul, care a fost obținut anterior folosind transformatoare puternice, dar deja mijlocul anilor 70 ai secolului trecut a fost marcat de inventarea mașinii de sudură cu invertor. Are dimensiuni și greutate reduse, este alimentat de la o rețea casnică de 220 V (sau industrială 380 V) și oferă o gamă largă de curenți necesari la ieșire.

Pe scurt, principiul de funcționare al invertorului poate fi descris astfel: curentul din rețea (alternant, cu o frecvență de 50 sau 60 Hz) merge la redresor, unde este transformat în direct. Urmează un filtru care „netezește” curentul continuu. După filtru vine un invertor, care transformă curentul continuu în curent alternativ de înaltă frecvență. Apoi, tensiunea este redusă, iar ieșirea este o valoare mare a curentului alternativ. Prin reglarea frecvenței, curentul poate fi reglat pe o gamă largă.

Descriere detaliată a postului

La invertoare, frecvențele de funcționare cresc de la 50/60 Hz la 60 - 80 kHz (în același timp, o creștere a frecvenței de funcționare de 4 - 6 ori face posibilă reducerea greutății și dimensiunilor dispozitivului de 2 - 3 ori) . O creștere a frecvenței (de funcționare) are loc într-un circuit cu tranzistoare puternice de comutare a puterii. Cu toate acestea, pentru a opera tranzistoare care produc un curent mare de înaltă frecvență la ieșire, trebuie furnizat un curent constant la intrare. Curentul continuu se obține după trecerea alimentării cu curent alternativ (din rețeaua externă) a redresorului. Circuitul electric poate fi împărțit în 2 părți: putere și control. Descrierea începe cu secțiunea de putere. Deci, redresorul de rețea este o punte de diode puternică care convertește curentul alternativ în curent continuu.

Condensatorii (adesea electrolitici) sunt folosiți pentru filtrare. Filtrul este necesar pentru a netezi impulsurile care apar după trecerea prin puntea de diode. În acest caz, valoarea tensiunii la ieșirea filtrului va fi de aproximativ 1,4 ori mai mare decât tensiunea de intrare a punții de diode (adică, cu rădăcina lui 3). Este important de știut că astfel de circuite sunt sensibile la căderile de tensiune. Când tensiunea de intrare crește cu mai mult de 10%, tensiunea de ieșire crește cu 15%, acest lucru este suficient pentru ca circuitul să se ardă. Un alt element structural important al redresorului este radiatorul, care răcește puntea de diode. Acest lucru se datorează faptului că diodele și rezistențele din puntea de diode devin foarte fierbinți sub influența curenților mari.

Pe lângă radiator, pe puntea de diode este instalată și o siguranță termică, a cărei sarcină este să oprească imediat alimentarea atunci când puntea se încălzește cu mai mult de 80 - 90 ° C.

Un filtru EMC (compatibilitate electromagnetică) este instalat în fața unității redresorului; acesta protejează rețeaua de interferențe de înaltă frecvență și constă dintr-o bobine și o grămadă de condensatoare. Invertorul este un ansamblu de tranzistoare (adesea din 2 piese) conform circuitului „punte oblică”. Comutarea tensiunii DC la AC are loc prin comutarea tranzistoarelor, a căror frecvență poate fi de zeci sau sute de kiloherți. Curentul obtinut la iesire are forma dreptunghiulara. Tranzistoarele sunt protejate de combustie prin circuite RC, care sunt numite circuite de amortizare. Pentru a obține un curent mare la ieșirea invertorului, există un transformator de tensiune descendent după puntea oblică. În spatele acestuia se află un redresor de putere puternic, de asemenea o punte de diode, care transformă curentul alternativ în curent continuu. Este ieșirea de curent continuu care este generată de invertoare.

Toate circuitele de alimentare au senzori de răcire și temperatură care opresc dispozitivul atunci când valoarea de temperatură admisă este depășită. Pentru a asigura pornirea lină a dispozitivului, se folosesc stabilizatori de tensiune. O pornire ușoară este necesară datorită faptului că, după încărcarea condensatoarelor de filtru, la ieșire se obține o valoare mare a curentului, care poate arde tranzistoarele de putere.

Pentru a controla partea de putere, se folosește un controler PWM. Emite semnale către un tranzistor cu efect de câmp. Semnalele de ieșire ale tranzistorului cu efect de câmp merg către un transformator de separare, care are 2 înfășurări de ieșire. De la înfășurări, semnalele de ieșire sunt furnizate diodelor cheie de alimentare (din secțiunea de putere). De asemenea, pentru a închide tranzistoarele de putere, se folosește o „curea” de 2 tranzistoare. Pentru a controla semnalul de putere de ieșire, sistemul de control utilizează un circuit care utilizează un amplificator operațional, care oferă un semnal de intrare controlerului PWM. Pe lângă semnalele de ieșire, unitatea de amplificare operațională primește semnale de la toate circuitele de protecție, drept urmare generarea semnalului de control se oprește și circuitul încetează să funcționeze (se oprește).

Avantajele invertoarelor

Invertoarele au următoarele avantaje:

Greutate mica. Tranzistoarele cântăresc semnificativ mai puțin decât un transformator, deci greutatea dispozitivului este de 5 - 12 kg față de 18 - 35 kg.
Eficiența invertoarelor ajunge la aproximativ 90%. Acest lucru se datorează pierderilor mai mici datorate încălzirii „fierului de călcat”. Transformatoarele de sudare devin foarte fierbinți.
Datorită eficienței ridicate și pierderilor reduse de fier, consumul de energie al dispozitivului este redus de aproape 2 ori.
Dispozitivul invertorului de sudură face posibilă reglarea puterii curentului, ceea ce permite efectuarea lucrărilor de sudare într-o gamă largă, de exemplu. nu sunt necesare echipamente speciale pentru diverse materiale (cum ar fi cuprul sau alama). Acest lucru face ca un astfel de dispozitiv este universal.
Invertoarele de sudură sunt mai „loiale” greșelilor sudorilor. Aproape toate dispozitivele au moduri automate care împiedică lipirea electrodului.
Tensiune de ieșire stabilă, independent de modificările (până la 10%) ale tensiunii rețelei. Acest lucru vă permite să obțineți un arc de sudură stabil, ai cărui parametri sunt ajustați automat și pot fi luate în considerare chiar și micile perturbări, cum ar fi vântul.
Este posibil să utilizați orice tip de electrozi.
Multe dispozitive vă permit să programați moduri de operare. Acest lucru face posibilă configurarea mai precisă a dispozitivului pentru o anumită sarcină.