Благодаря своим многочисленным преимуществам сварочные инверторы произвели революцию в сварочной промышленности. Они относительно небольшие, легкие и могут использоваться практически в любом месте, где есть доступ к стандартной розетке переменного тока. Чтобы понять все преимущества инверторных сварочных аппаратов, сначала необходимо знать, как они работают.
Говоря простым языком, инвертор — это электронная система регулирования напряжения. Силовой блок инвертора преобразует источник переменного тока в более низкое выходное напряжение. Для этого ток направляется на сетевой выпрямитель, где из переменных 220 вольт превращается, например, в постоянные 20 вольт. Чтобы подавлять многочисленных электромагнитные помехи, силовой блок оснащен особым помеховым фильтром. На инвертор выпрямленный ток подается через выходной выпрямитель, а запускается весь этот процесс с помощью пусковой схемы. В сварочных инверторах для преобразования энергии используется ряд электронных компонентов — в отличие от обычных аппаратов, которые в основном зависят от одного большого трансформатора.
Сварочные инверторы имеют множество преимуществ перед обычными трансформаторными устройствами.
• Вес и размер — это самое значительное и впечатляющее преимущество инверторного сварочного аппарата перед обычными аппаратами. Например, инвертор весом менее 5 кг (который можно легко перекинуть через плечо) может иметь выходную мощность, сравнимую с той, что выдает 50-килограммовый агрегат на базе трансформатора.
• Эффективность. Качественные инверторы имеют КПД около 80-90%, в то время как традиционные сварочные аппараты имеют значительно более низкий КПД — около 50%. Это связано с тем, что более крупные трансформаторы имеют большее сопротивление и, следовательно, теряют значительное количество мощности или энергии за счет рассеивания тепла.
• Рабочий цикл. Используя сварочные инверторы, можно работать быстрее — опять же из-за разницы в размерах трансформаторов. Хотя более мелкие компоненты инверторной машины быстро нагреваются, охладить их можно гораздо проще и быстрее. В обычных же сварочных аппаратах-трансформаторах элементы намного больше, из-за чего сильнее нагреваются, и для их охлаждения требуется больше времени.
• Комфорт. Варить с помощью инвертора попросту удобнее. Это особенно заметно при сварке MMA-инвертором, когда сварщики обнаруживают, что им не нужно «бороться» с дугой. В основном это связано со способностью инверторных агрегатов иметь более высокое напряжение холостого хода и с наличием у них таких функций как горячий старт, защита от прилипания и защита от дуги. Особенно это касается сварки тонких материалов — с использованием обычного сварочного аппарата это, как известно, сложно, если не невозможно. Но со сварочными инверторами (которые имеют плавную регулировку силы тока и очень стабильную дугу), мощность можно уменьшить настолько, чтобы можно было сваривать, например, листовой металл или трубу толщиной 1,5 мм.
Есть у инвертора и еще одна, чрезвычайно важная функция. Он действует как активный сепаратор, отделяя сварочный ток от общего тока, потребляемого из электрической сети. Таким образом он обеспечивает эффективную защиту не только сварщика, но и самого сварочного аппарата, который может выйти из строя. Это становится возможным благодаря мощным полупроводникам — биполярным транзисторам с изолированным затвором, которые позволяют создавать импульсные источники питания, выдерживающие высокие нагрузки.
Впрочем, биполярные транзисторы устанавливаются только в инверторах с маркировкой IGBT (которая, собственно, и расшифровывается как «Биполярный транзистор с изолированным затвором» — Insulated Gate Bipolar Transistors). Эти быстродействующие переключающие устройства облегчают регулирование напряжения. В некоторых инверторах используется более старая технология MOSFET, почти во всем уступающая IGBT. Пожалуй, самым важным преимуществом является то, что IGBT-инверторы менее уязвимы к колебаниям мощности сети и генератора, что делает их гораздо более надежными.
Вместе с этим у сварочных инверторов есть и свои недостатки. Во-первых, они дороже, чем трансформаторные аппараты. Во-вторых, для работы с инверторами требуется более высокий уровень квалификации, а это означает, что они вряд ли подойдут для начинающих сварщиков. Они плохо работают в экстремальных условиях — например, там, где слишком пыльно или где много металлической стружки и очень чувствительны к всякого рода ударам и вибрациям. Наконец, варить с помощью такого аппарата на морозе точно не получится: при минусовых температурах работают только очень немногие инверторы, и об этом будет обязательно упомянуто в техническом паспорте каждой модели.
Выбирая сварочный инвертор, вы должны знать, какой тип наиболее подходит для ваших нужд. Самым главным параметром для всех инверторных сварочных аппаратов является сила тока. В соответствии с этой характеристикой различают три типа агрегатов.
• К первому относятся сварочные инверторы на 160А, которые предназначены для сварки мелких элементов — проводов, тонких уголков и т.п. С более прочными металлическими конструкциями такие инверторы не справятся.
• Второй тип — сварочные инверторы на 250А, которые подходят практически для всех видов сварочных работ, в том числе для конструкций из толстого металла. Они имеют более высокое энергопотребление, чем устройства с силой тока 160А.
• Последний тип — это сварочные аппараты с током более 250А, предназначенные исключительно для профессионального использования. Они стоят в разы дороже первых двух образцов, но и предоставляют гораздо больший функционал. В основном используются в тяжелой промышленности.
Таким образом, чем больше сила тока сварочного инвертора, тем толще металлические элементы, которые он может сваривать. Впрочем, нет никакой необходимости покупать агрегат с самым высоким сварочным током: для домашнего использования более чем достаточно аппарата на 160А или 250А.
Кроме того, стоит обратить внимание на следующие характеристики инвертора:
• напряжение, при котором будет работать агрегат. Бытовым сварочным инверторам будет достаточно стандартных 220В, тогда как для промышленных аппаратов потребуется уже 380В;
• стартовый ток, величина которого станет для вас определяющим при выборе диаметра электродов;
• мощность инвертора подскажет вам силу тока для сварочной дуги;
• от напряжения холостого хода зависит, как быстро запустится инвертор и как зажжется сварочная дуга;
• габариты агрегата. Чем меньше инвертор, тем меньше тока он требует — но тем хуже он подходит для промышленных работ.
Сварочные инверторы можно разделить по методам сварки. Как и в случае с трансформаторными устройствами, сварочные аппараты бывают трех типов. (Стоит отметить, что из-за неодинаковости электродов сварочные аппараты, предназначенные для конкретных способов сварки, различаются конструкцией сварочных держателей):
• К первым относятся сварочные инверторы MIG/MAG (полуавтоматическая сварка), которые позволяют варить легкоплавкими электродами в виде проволоки и инертных (MIG) или активных (MAG) защитных газов. Сварочные агрегаты MIG/MAG в основном используются для сварки цветных металлов, таких как медь, алюминий и их сплавы. Наиболее часто используемыми инертными защитными газами являются гелий или аргон, а активными газами — углекислый газ или его смесь с аргоном.
• Второй тип – это сварочные инверторы ММА (для ручной дуговой сварки покрытыми электродами). Для сварки здесь используются электроды со специальным покрытием (рутил или рутил-целлюлоза). При этом получается сварочный материал универсального типа, т.к. вести процесс можно как на постоянном, так и на переменном токе. Инверторы ММА идеально подходят для работы на открытых пространствах и в труднодоступных местах.
• Третий тип — сварочные инверторы TIG (ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа). Сварку здесь создают неплавящийся электрод и свариваемый материал. Инверторы этого типа используют инертный защитный газ (аргон или гелий), с помощью которого можно варить нержавеющую сталь, высоколегированные стали, медь, никель, титан и их сплавы. Сварочные аппараты TIG также можно использовать для сварки MMA.
Выбор сварочного аппарата должен зависеть от того, для чего он будет использоваться. Это касается не только типов материала, который вы собираетесь сваривать, но и того, будет ли оборудование предназначено для домашнего или профессионального использования. Поэтому стоит учитывать силу тока, как уже говорилось ранее. Самый дешевый тип аппарата может оказаться достаточным, если вы собираетесь сваривать только тонкие металлические элементы.