Советы по выбору и использованию сварочных инверторов

Советы по выбору и использованию сварочных инверторов, знание, как выбрать профессиональный образец и модель для дома, — отнюдь не лишние в наши дни. Это, как и принцип работы устройства, пригодится для многих и многих людей. Обязательно необходимо изучать еще схемы инверторных аппаратов для сварки, потому что иначе не сделать хороший инвертор своими руками.

Уже сам термин «сварочный инвертор» (или «инверторный аппарат») наводит на мысль, что внутри него что-то преобразуется. И это «что-то» – электричество, потребляемое при самих сварочных работах. Подобная техника все активнее вытесняет традиционные аппараты. Причины, по которым эти устройства набирают популярность, кристально очевидны:

• повышенный КПД (в ряде современных моделей он превосходит стабильно 90%);
• возможность использовать самое разное напряжение без потери характеристик;
• возможность очень точно задать сварочный ток и получать сведения о нем в режиме цифровой индикации;
• сравнительно малые размеры и масса (что прямо связано с тем, как устроен данный агрегат);
• дополнительные функции (так, как работает инверторная сварочная техника, более старые классы машин и близко себе позволить не могут).

Перечислять их все прямо сейчас не имеет никакого смысла, потому что универсального набора опций быть не может. Их подбирают с учетом особенностей решаемой задачи. Принцип работы этого типа аппаратов подразумевает последовательное использование:

• выпрямителя (чаще всего простого диода);
• фильтрующего компонента (делящегося дополнительно на конденсатор и дроссель);
• трансформатора (электрического, силового);
• выпрямителя высокочастотного формата.

Эти четыре компонента решают такие задачи:

• прием внешнего электрического импульса;
• сглаживание тока;
• сокращение напряжения;
• выравнивание переменного тока, который после прохождения еще одного фильтра становится высокочастотным постоянным электричеством.

Характеристики такой техники позволяют варить только в небольших объемах. Впрочем, в частном хозяйстве других параметров обычно и не требуется. Работа ведется лишь в кратковременном порядке. После сеансов по 5—10 минут придется делать довольно долгие паузы. Зато в числе плюсов можно назвать ограничение сварочного тока 120—200 А, а еще — сравнительную компактность аппаратов.

Эта техника используется на индустриальных предприятиях. Обычно она конструируется с расчетом на круглосуточную эксплуатацию. Предусматриваются только кратковременные технологические перерывы. Гарантируется высокое качество сварочных работ. Из минусов можно назвать:

• габариты;
• цену;
• потребность в очень мощном токе.

Такие модели нужны, чтобы:

• ремонтировать коммуникации;

• прокладывать трубопроводы;

• создавать каркасы на промышленных и строительных объектах;

• делать прочие металлоконструкции.

Довольно надежные инверторы российского производства поставляет компания «Электро Интел», базирующаяся в Нижнем Новгороде. Хороший тому пример — модель «ВД-163». В качестве защитного аппарата тут установлен автоматический выключатель. Предусмотрена опция горячего старта. Сила рабочих токов – от 25 до 160 А.

Прочие параметры таковы:

• функция форсирования дуги и противостика;
• напряжение на холостом ходу не снижается;
• рабочий ток – строго от 50 до 60 Гц;
• уверенная работа при температурах от — 40 до + 40;
• сухая масса – 4,3 кг;
• электротехническая защита на уровне IP23S;

На другой отечественный аппарат «Торус 200» дается гарантия уже 36 месяцев. Производитель заявляет, что эта модель прошла аттестацию на применение в работах НАКС и совместима с электродами сечением до 6 мм. Сварочный ток на пике достигает 320 А. Дисплей работает на цифровых элементах и выдает подробную необходимую информацию. Сила тока регулируется плавно.

Другие свойства:

• напряжение в холостом режиме – 69 В;
• минимальный рабочий ток – 40 А;
• масса устройства – 10,3 кг;
• работа от сети 165—265 В;
• режим ТИГ-сваривания.

Среди немецких устройств выгодно выделяется продукция Fubag. Серия IQ отличается компактным исполнением корпусов. Модель 160 в этой линейке характеризуется легкостью. Горячий старт и «антистик» – как и у вполне солидной техники. Для транспортировки предусмотрен мягкий ремень из нейлона.

Важные свойства:

• допустимые напряжения – от 150 до 240 В;
• совместимые электроды – от 1,6 до 4 мм;
• размеры – 25х11,2х16,2 см;
• масса нетто – 2,7 кг;
• коэффициент рабочего времени на максимальном токе – 40%.

Серия IN того же производителя отличается качественным процессорным управлением. Внимания точно заслуживает трехфазная версия с расширенными возможностями IN 256 T CEL-НАКС. Ее рабочий ток достигает 250 А. Предусмотрена опция Tig-Lift. Доступна, наряду с ТИГ, и сварка типа MMA.

Остальные частности:

• при температуре 40 градусов ПВ до 60%;
• размеры – 23х50х36 см;
• минимальный ток – 10 А;
• холостой ход при 62 В;
• потребление до 10 кВт тока за час.

Точно стоит посмотреть и на другую германскую продукцию — марку Brima. Яркий пример — MMA-180. Это устройство:

• держит холостой ход при 68 В;
• дает на дугу напряжение около 27 В;
• имеет нагрузочный период 60%;
• отличается мощностным коэффициентом 0,93;
• обладает изоляцией уровня F;
• работает на токах от 140 до 250 В.

Производитель заявляет, что такой аппарат пригодится для сваривания:

• углеродистых;
• нержавеющих;
• легированных сталей.

Среди итальянских инверторов отличные позиции на рынке занимает продукция фирмы Blueweld. К однофазному профессиональному классу относится такой ее продукт, как Active Tig 227 MV/PFC. Эта система одинаково хорошо справится с задачами TIG и MMA. Во втором режиме возможен горячий старт. Краткая техническая характеристика такова:

• сварочный ток – от 5 до 200 А;
• ПВ 60% при силе 140 А;
• сечения электродов – от 1,6 до 4 мм;
• габариты – 38,5х15х26,5;
• масса нетто – 6,3 кг.

К универсальному классу с полным основанием относится инвертор Technomig 260 Dual Synergic. Его эксплуатация сильной упрощена фирменной технологией One Touch. Устройство подходит и для технического обслуживания, и для масштабных кузовных работ. Поддерживается сварка черного металла, оцинкованных и нержавеющих листов.

В пользу модели свидетельствуют:

• разнообразие пользовательских программ;
• опция ручной настройки длины дуги;
• режим сварки в точечном месте;
• надежный и удобный жидкокристаллический экран;
• режим Tig-Lift.

Для инверторов часто покупают КОГ, он же «кабель особо гибкий», который просто незаменим на труднодоступных участках. Его подключают к сетям напряжением до 700 В. ГК, или просто гибкий кабель, применяют в сетях напряжением не выше 660 В. Также встречаются еще:

• стойкое к морозу;
• тропическое;
• негорючее;
• рассчитанное лишь на умеренный климат исполнение.

Важно: использовать бытовой удлинитель, тем более самодельные провода — очень и очень плохая идея. Необходимы только подключения, выполненные на высоком профессиональном уровне. И основное внимание при выборе придется уделить сечению кабелей. Рекомендуется оставлять небольшой запас, чтобы компенсировать скачки параметров тока и всевозможные проявления износа. Еще одна тонкость состоит в том, что кабели к инвертору подключают строго через наконечник, который непременно должен быть изолирован.

В числе очень важных компонентов, без которых инверторы просто не могут работать, – транзисторы. Они относятся всегда к одному из типов: MOSFET либо IGBT. Второй вариант является признанным лидером по технологичности. Некоторые транзисторы этого типа могут усиливать сигнал и повышать скорость зарядки затвора. Но стоит понимать, что реальную разницу могут определить только инженеры. Судя по отзывам сварщиков, в практической работе особой разницы уловить не удается.

Что касается стабилизатора, то это весомая дополнительная защита от просадки напряжения, которая, увы, встречается в практике электросетей гораздо чаще, чем хотелось бы. Обычная рекомендация «при падении вольтажа брать электроды потоньше» делает невозможной сварку толстого металла. А если напряжение вообще скачет в разные стороны, подобно пьяному кролику, то стабилизатор и вовсе становится последним шансом.

При выборе для дома инверторного аппарата нельзя ограничиться только потребляемой мощностью, ведь этот показатель хоть и говорит об экономичности устройства или невозможности использовать его, не раскрывает всех характеристик до конца. Для начала нужно определиться с тем, какие электроды планируется использовать. Системы класса MMA пригодны лишь для манипуляций со штучными покрытыми электродами. Подобная техника зато:

• дешева;
• доступна;
• сравнительно проста в управлении.

Инвертор полуавтоматического класса применяется, когда можно и нужно варить металл в защитном газе. Из расходных материалов применяют углекислоту и специальную присадочную проволоку. Эти устройства часто используются и на специальных производственных площадках, где выполняют довольно сложные задания. Что касается аргонодуговых сварочных аппаратов TIG и ММА на инверторном принципе, то они эффективны для сварки различных видов металла. Потому их берут, когда точно не знают, что будут варить, или когда есть уверенность, что газовая защита понадобится точно.

В описаниях инверторной техники часто встречается упоминание форсажа дуги. Сейчас такая функция типична уже даже для многих малобюджетных аппаратов. Форсированная дуга стабильно действует почти при любой силе тока. Разумеется, это позволяет исключить как прожоги, так и прилипания электрода, ряд других проблем. Подобная опция очень выручает новичков — но даже самые опытные сварщики, думается, вряд ли станут отказываться от такой помощи.

По мере набора опыта придется аппарат сменить. Тот же автоматический форсаж, типичный для начинающих мастеров, перестает удовлетворять потребности, возникает нужда в более тонкой настройке. Что касается напряжения холостого хода, то тут тоже все довольно просто — это лишь напряжение, которое создается между контактами в моменты отсутствия дуги. Чаще всего оно составляет не менее 40 и не более 90 В.

Не стоит думать, что, кроме упомянутых уже параметров, можно смотреть только, насколько маленький и компактный аппарат получается, сколько киловатт тока он будет потреблять за час работы. Необходимо также обращать внимание на плату управления. Ее характеристики можно узнать на специализированных форумах. Устройство координирует свою работу на основе показаний ряда датчиков, распределенных по всему инвертору, — и игнорировать эти датчики весьма неразумно. Еще желательно сразу проверить при покупке:

• реле плавного запуска;
• комплектацию;
• внешний вид;
• сопроводительную документацию;
• гарантийный срок;
• репутацию производителя;
• отзывы о конкретных моделях.

Довольно сложной процедурой является сварка тонкого металла. Основные проблемы – те же самые, что и при других работах с металлическими изделиями:

• слабый провар швов;
• прилипание электрода к поверхности;
• прожиг обрабатываемого изделия;
• механическое нарушение целостности материала.

Вероятность прожига наиболее велика. Его совершают, подавая чрезмерно сильный ток и работая чересчур усердно. Но начинающие сварщики, пытаясь избежать этой опасности, нередко попадают в «ловушку непровара». Научиться варить самому, обходя две такие крайности, весьма непросто. И это потребует целого ряда опытов, в которых неизбежно будут и неудачи; разумеется, тренироваться лучше на не слишком важных конструкциях.

Обязательно необходимо также научиться правильно держать электрод, чтобы не подносить его слишком близко (это и является реальной причиной прилипания в большинстве случаев). Стоит учитывать, что не весь тонкий металл доставляет проблемы. Сложнее всего работать с конструкциями до 3 мм толщиной, а тонким считается всё, что менее 5 мм. Тонкие электроды подходят для такой задачи идеально. Они, однако, быстро плавятся, а это заставляет вести шов скорее.

Вся работа в целом делится на три этапа:

• подготовительная фаза;
• собственно, сварка;
• зачистка швов.

Если предстоит варить тонкий металл, рекомендуется:

• зачищать электродный кончик на 0,5 см, чтобы активизировать дугу;
• выполнять точечные прихватки на всем протяжении создаваемого шва;
• поддерживать ванну в форме вытянутого овала;
• водить держателем под наклоном 60 градусов;
• продвигать основной инструмент поступательно, на одинаковой скорости.

Часто тонкостенные конструкции варят с нахлестом. Необходимо при обучении сразу осваивать ценное умение — варить, избегая прожога подложки. Обычно 3—4 неудачных экспериментов хватает, чтобы «нащупать» оптимальную стратегию. Точечные стыки выполняют с помощью одних локальных прихваток. Рекомендуется пробовать обратную поляризацию — она сокращает, по крайней мере, основные опасности при работе.

При сварке инвертором вполне можно еще и пользоваться проволокой. При этом в зависимости от решения сварщика иногда применяется еще и газовая защита рабочей зоны. Но если планируется работать в труднодоступных местах, придется применять обязательно самозащитную проволоку. Кончик намотанного на катушку металла высвобождают предварительно с помощью плоскогубцев и заправляют в зажимные ролики. Прекратить заедание проволоки в подающем шланге можно, просто выпрямив этот шланг по всей длине.

Есть еще несколько советов:

• применять только баллоны с защитными газами, не имеющие внешних признаков деформации;
• использовать редукторы, обеспечивающие максимально точную регулировку напора защитного газа;
• поддерживать давление газа на высоком уровне, но следить, чтобы он не выдувал металл из сварочной ванны;
• проверять подобранные режимы сварки;
• работать только в хорошо освещенном помещении, где горючие вещества отсутствуют или их количество сведено к минимуму;
• выполнять первые швы всегда прихваточным способом;
• минимизировать всегда колебания горелки.

Владельцы инвертора редко отказываются от идеи починить самостоятельно кузов автомобиля. Для этого вовсе не надо быть, как часто считается, сотрудником автосервиса. Вполне достаточно обычных навыков сварщика. Берут бытовой инвертор, рассчитанный на 220 В, и варят тонким электродом от 3 до 5 мм. Обычно таких заплаток оказывается тоже достаточно для решения задачи.

Перед работой очищают машину от пыли и грязи. Важно: нельзя или очень сложно таким способом работать с металлом толще 6 мм. Части корпуса, которые не будут подвергаться сварке, придется закрыть. Для устранения корродировавшего участка следует срезать некоторую часть металла или (при большом объеме коррозии) убрать его полностью.

Прикрепление дополнительных элементов путем сварки производится так:

• швы создаются не длиннее 2 см;
• промежуток между швами составляет максимум 6 см;
• когда пройден весь периметр детали, выполняется сварка в полноценном объеме.

Стоит помнить, что сварочный инвертор — источник повышенной опасности. При работе с ним необходимо использовать спецодежду профессионального класса. Ее исправность и надежность проверяют перед каждым сеансом работы. Непременно следует контролировать сохранность изоляции проводов. Не допускается выполнять с инверторным аппаратом любые работы, не предусмотренные производителем в описании к устройству.

Сила тока всегда подбирается с учетом сечения электрода. Также желательно учитывать инструкцию к конкретному аппарату. Розжиг дуги производится или «чирканьем» электродом (на манер спички), или постукиванием им по поверхности несколько раз. Полезно потренироваться в использовании этих двух приемов, чтобы они получались автоматически. Если электрод наклонен вперед, нагрев снижается, шовная полоса расширяется; при отклонении угла назад получается наоборот.

• начинать освоение инвертора с дуги средней длины (ею же и работают в основном на деле);
• применять или совершенно новые, или хранившиеся в сухости, или высушенные 2—3 часа электроды;
• обрабатывать кромки бензином либо уайт-спиритом;
• учиться варить шов на линии, прочерченной мелом;
• снимать окалину за счет постукивания молотком или иным мелким, но тяжелым предметом;
• начинать освоение инверторной сварки с выполнения швов в нижнем положении;
• при обнаружении дефекта — удалять участок шва и «переваривать» его заново.

Получение самодельного сварочного инвертора вполне доступно для любого сколько-нибудь разбирающегося в физике и технике человека. Необходимо только умение понимать электрическую принципиальную схему, а готовые детали продаются совершенно свободно. В подавляющем большинстве случаев аппарат рассчитывают на 220 В. Но без особых проблем можно сделать и устройство, варящее стабильно на напряжении 380 В.

Важнейшую роль играет трансформатор. Он обеспечивает подачу систематического напряжения. Предусматривается обычно 4 обмотки:

• на 100 витков ПЭВ 0,3 мм;
• на 15 оборотов ПЭВ 1 мм;
• 15 витков ПЭВ 0,2 мм;
• 20 линий намотки такого же провода сечением 0,3 мм.

Дополнительно помещают конструкцию в экранирующий провод. Все витки полностью изолируются им. Направление двух уровней изоляции должно быть строго одинаково! Чтобы стабилизировать напряжение на уровне 20—25 В, можно применить обычный электронный резистор.

Преобразование переменного тока в постоянный достигается при помощи диода «косой мост». Желательно предусмотреть радиатор, потому что иначе происходит перегрев конструкции. Диодный мост ориентируют точно так же, как и вывод транзистора. Соединительный провод может быть не длиннее 15 см. Лист из металла располагают точно посередине – между блоком питания и инверторным блоком.

Силовой блок трансформатора выполняется на основе сердечников. Зазор создается при помощи газетной бумаги. Термическую изоляцию обеспечивает, что любопытно, лента из кассового аппарата. Вторичная обмотка может быть сформирована из 3 медных полос. Для взаимной изоляции их применяют фторопластовую ленту.

Важно учесть, что:

• обмотка толстой медью является типичной технической ошибкой;
• правильнее применять для обмотки проводник с широкой поверхностью;
• если нет кассовой ленты, можно применять и простую бумагу — вся разница только в характерном потемнении;
• желательно применять высокочастотный силовой транзистор с открытием-закрытием канала;
• если критически важен электрический шум, то можно вместо 1 мощного транзистора использовать 2 умеренных по силе;
• рекомендуется дополнять радиатор еще и вентилятором.

О том, как сделать мощный сварочный инвертор своими руками, смотрите в следующем видео.