Виды сварочных инверторов, их достоинства и недостатки
В большинстве случаев для сварки используются сварочные трансформаторы, известные своей доступностью и простотой эксплуатации. Впрочем, все эти преимущества меркнут перед характерной для таких аппаратов нестабильностью дуги, разбрызгиванием металла, шумом, большой нагрузкой на сеть и, как следствие, низким качеством шва. Именно поэтому альтернативой трансформаторам всё чаще становятся сварочные инверторы — аппараты, способные превратить сварку в настоящее искусство.
Как работает инверторная технология
Несмотря на замысловатое название, понять принцип работы инвертора достаточно просто. Собственно инвертор — это электронная система изменения напряжения, которая трансформирует входящий переменный ток в выходной постоянный. При этом ток на выходе будет намного ниже входящего: например, изначальные переменные 240В после прохождения через инвертор превратятся в постоянные 20В. Всю эту работу в сварочных инверторах проделывает электронная начинка, состоящая из диодов и тиристоров. Этим они отличаются от трансформаторов, в которых для регулирования напряжения используется всего один большой сердечник. Принцип работы инверторов построен на резком изменении частоты источника питания: электроника устройства очень быстро (со скоростью до 0,000001 секунды) включает-выключает питание. За счет этого входящий переменный ток превращается в высокочастотный переменный, а потом — в постоянный ток, который и используется для сварки.
Преимущества сварочных инверторов
«Всё это замечательно», скажете вы. «Но как от этого зависят рабочие качества инверторных аппаратов?» Самым прямым образом. Например, ток в трансформаторе регулируется механически, и сила этого самого тока зависит от величины сердечника — неудивительно, что среднестатистический трансформатор весит немалые 30-60 килограммов. В инверторах же ток меняется благодаря множеству крохотных электронных компонентов (блок инвертора может в прямом смысле уместиться на ладони), поэтому габариты сварочных инверторов отличается от трансформаторных буквально в несколько раз.
То же самое касается эффективности и длительности рабочего цикла. Качественные инверторные сварочные аппараты будут иметь коэффициент полезного действия на уровне 80-90%, в то время как у трансформаторов он будет колебаться в районе 50-60%. Говоря проще, в условном 10-минутном отрезке инверторы будут работать 8-9 минут и всего минуту охлаждаться, тогда как трансформаторам на «отдых» понадобится уже 4-5 минут. Это обусловлено большими размерами трансформаторов, из-за которых у таких агрегатов увеличивается сопротивление, увеличивается нагрев — и, соответственно, увеличивается количество времени, необходимое для того, чтобы остыть.
Высокая эффективность сварочных инверторов означает и более гибкое использование генераторов. Инверторы могут работать на небольших переносных генераторных установках — что часто невозможно с обычными трансформаторами. Более того, инверторы универсальны в плане использования различных типов электродов — в отличие от трансформаторов, работающих только на переменном токе и привязанных к электродам одного и того же типа.
Огромным плюсом сварочных инверторов является их производительность: по этому параметру они существенно превосходят трансформаторные модели. Особенно это бывает заметно при MMA-сварке, когда мастера обнаруживают, что процесс идет намного проще, и им не нужно постоянно поджигать дугу. Как правило, это связано с тем, что инверторы имеют более высокое напряжение холостого хода и часто оснащены такими функциями как «Горячий старт», «Антизалипание» и «Форсаж дуги».
Наиболее ярким примером превосходства инверторов является сварка материалов малой толщины. С помощью трансформатора это достаточно сложно, если вообще не невозможно. Зато с инверторными аппаратами, которые имеют фактически бесконечную регулировку силы тока и очень стабильную дугу, выходную мощность можно убавить до невероятно низкого уровня — настолько, что аппарат будет сваривать листовой металл толщиной до полутора миллиметров!
Виды сварочных инверторов по области применения
Само собой разумеется, что для разных целей и в разных условиях используются разные виды инверторных аппаратов. Для домашнего ремонта используются бытовые инверторы, которые питаются от бытовой сети 220В, выдают мощность до 4 кВт и используют электроды диаметром до 5 мм. Такие аппараты идеально подойдут для того, чтобы сварить арматуру или металлические детали домашней мебели.
Сварочный аппарат бытовой Eurolux IWM-160
Бытовые инверторы отлично работают, даже будучи подключенными к сети с низким напряжением, дуга у них зажигается практически сразу, металл практически не разбрызгивается, а шов получается отличным даже при быстрой работе. Кроме того, они отличаются небольшими размерами, компактностью, мобильностью и демократичной ценой. С другой стороны, бытовые аппараты быстро перегреваются и требуют аккуратной эксплуатации и бережного ухода.
Хотя профессиональные инверторы такие же легкие и компактные, как и бытовые модели, в техническом смысле между этими двумя типами целая пропасть. Во-первых, профессиональные аппараты выдают ток большей силы. Во-вторых, они способны работать в течение достаточно долгого времени без перебоя и перегрева. Наконец, их прочный корпус хорошо защищен от воздействия вредных факторов вроде пыли или влаги. Именно поэтому профессиональные инверторы используются в профессиональном же строительстве, при прокладке коммуникаций и в авторемонте. В целом такие аппараты можно было бы назвать идеальным выбором — если бы не дорогая цена самого инструмента и его комплектующих.
Инвертор MMA сварки профессиональный FUBAG IR 220
Особняком среди всех моделей стоят специализированные инверторы — невероятно мощные устройства, которые используются только на промышленных объектах, в цехах и во время капитального ремонта жилых и нежилых зданий. Такие модели представляют собой стационарные устройства с огромным весом, которые практически невозможно быстро переместить с место на место. Впрочем, этот недостаток компенсируется высочайшей эффективностью и производительностью, возможностью сваривать металл большой толщины и превосходным качеством выходного тока.
Виды сварочных инверторов по технологии сварки
Помимо деления на типы по сфере эксплуатации, инверторы делятся на виды по технологии сварки. Например, первым таким видом являются инверторы MMA для обычной ручной дуговой сварки с помощью покрытых электродов. Сварке такого типа сварщиков обучают в первую очередь: хотя её легко освоить, она дает отличное представление о том, как работают сварочные системы, и о связи металлов и электрического напряжения.
Аппарат инверторной полуавтоматической сварки Denzel Mini MIG-140FG
ММА-сварка имеет многочисленные преимущества по сравнению со сваркой типов MIG/MAG и TIG. В принципе, с её помощью можно сваривать почти все материалы, но чаще всего ручная дуговая сварка применяется при монтаже стальных конструкций и трубопроводов. ММА-сварка позволяет выполнить любой тип работ, независимо от того, идет ли речь об ограниченных или потолочных пространствах, вертикальных швах или вертикальной торцевой сварке; кроме того, сварщик может легко работать даже при ветре и под дождем.
Второй тип — аппараты для сварки MIG/MAG (она же дуговая сварка). Особенностью этой технологии является использованием газа, который уберегает сварочную ванну от губительного контакта с воздухом. Технология MIG (Metal Inactive Gas) означает сварку c помощью инертных газов — например, аргона или гелия. При сварке MAG (Metal Active Gas) к инертным газам добавляются активные компоненты (например, углекислый газ или кислород), а то и вовсе используется чистый CO2.
Из-за своей востребованности и универсальности технология MIG/MAG используется в максимально широком спектре областей — от судостроения до автомобильной промышленности. При этом MIG-инверторы идеально подходят для сварки цветных металлов, а MAG-моделями обычно сваривают легированную сталь любых видов.
FUBAG Сварочный полуавтомат INMIG 500T DW SYN, три вида сварки (ММА, MIG-MAG, TIG LIFT)
Наконец, инверторы TIG (Tungsten Inert Gas) используют технологию, которая позволяет получать практически идеальные сварные швы. Дуга при такой сварке создается между рабочей поверхностью и термостойким электродом из вольфрама. Инертный газ (обычно аргон) защищает и охлаждает вольфрам и сварочную ванну, — благодаря этому сварные швы получаются ровными и непористыми.
TIG-инверторы можно использовать для сварки практически всех металлов. Чаще всего с помощью таких агрегатов соединяют конструкции из нержавейки, алюминия, латуни и меди. TIG-инверторы отлично подходят для проходов первого слоя: швы, сваренные таким образом, выходят почти идеальными и отлично выдерживают большие нагрузки.
Характеристики сварочных инверторов
Выбор сварочного инвертора начинается с подбора желаемых характеристик. Основными параметрами являются:
✔ Сила тока. От этого показателя, который измеряется в амперах, напрямую зависит толщина свариваемого металла и диаметр электродов (чем больше сила тока, тем больше диаметр). Например, трубы с толщиной стали до 2 мм можно варить с помощью агрегата на 160-200 ампер, тогда как сталь толщиной в 5-10 мм потребует уже модель, рассчитанную как минимум на 300 ампер.
✔ Напряжение сети. Чем меньше этот параметр, тем менее требовательным будет инвертор: как правило, самые малые требования к напряжению предъявляют бытовые модели, а самые капризные в этом смысле инверторы профессиональные. Кроме того, при частых перепадах напряжения шов получается некачественным и непрочным — поэтому там, где напряжение стабильное, можно использовать модели, рассчитанные на 220-230В, а там, где оно постоянно скачет, лучше выбрать инверторы на 200-250В.
✔ Цикл работы, который ещё называют продолжительностью включения. Об этом параметре мы уже говорили выше: по сути, это КПД агрегата, который измеряется в процентах и дает представление о том, сколько времени инвертор должен работать, а сколько — отдыхать. Если вы планируете заниматься сваркой время от времени, берите модели со средними показателями цикла — 50-60%. Если же вы работаете в автомастерской или строите дом с металлическими конструкциями (то есть варить вам предстоит много и часто), выбирайте инверторы с циклом не менее 80%.
✔ Напряжение холостого хода. Чем оно выше, тем легче зажечь сварочную дугу инвертора. Понятно, что может возникнуть соблазн купить инвертор с максимально высоким напряжением, — но помните, что работа с таким напряжением небезопасна для жизни. Если вы всё-таки хотите взять максимум, выбирайте аппарат с предохранителем, который в случае опасности сбрасывает напряжение до приемлемого уровня.
Наконец, некоторые инверторы могут быть оснащены дополнительными опциями, которые, с одной стороны, увеличивают их стоимость, но, с другой, значительно упрощают жизнь сварщику. Например, функция «Горячий старт» увеличивает силу выходного тока в момент, когда электрод касается детали, (позволяя, таким образом, работать с некачественными электродами или при низком напряжении), а опция «Форсаж дуги» дополнительно набрасывает сварочный ток, когда сварочная дуга ни с того, ни с сего прерывается или гаснет.
