Главная » Электродвигатели » Промышленный сварочный аппарат постоянного тока. Сварочные аппараты постоянного тока TIG DC

Промышленный сварочный аппарат постоянного тока. Сварочные аппараты постоянного тока TIG DC

На переменном токе возможно выполнять только сварку обычной низкоуглеродистой стали (кроме сварки с осциллятором). В практике же много случаев сварки деталей из чугуна, средне- и высокоуглеродистой стали, цветных металлов, легированной стали. Здесь необходим постоянный ток. Дело в том, что электроды для вышеуказанных металлов устойчиво горят в основном на постоянном токе. Кроме этого, использование дуги прямой или обратной полярности дает дополнительные технологические преимущества.

Профессиональная сварка емкостей, работающих под давлением, также выполняется на постоянном токе.

Схема самодельного сварочного аппарата постоянного тока

Трансформатор Тр 1 – обычный сварочный, без каких-либо переделок. Лучше, если он будет иметь жесткую характеристику, то есть вторичная обмотка намотана поверх первичной. Диоды D 1– D 4– любые, рассчитанные на ток не менее 100 А.

Радиаторы диодов подбирают такой площади, чтобы нагрев диодов в процессе работы не превышал 100°С. Для дополнительного охлаждения можно использовать вентилятор.

Конденсатор С1 – составной из оксидных конденсаторов общей емкостью не менее 40 000 мкФ. Конденсаторы можно использовать любой марки емкостью по 100 мкФ каждый, включая их параллельно. Рабочее напряжение не менее 100 В. Если в работе такие конденсаторы перегреваются, то их рабочее напряжение следует брать не менее 150 В. Возможно использование конденсаторов и других номиналов.

Если планируется работать только на больших токах, то конденсаторы можно вообще не ставить. Дроссель Др 1 – обычная вторичная обмотка сварочного трансформатора. Желательно, чтобы сердечник был набран из прямоугольных пластин. Через него не течет ток подмагничивания. Если используется тороидальный сердечник, то в нем необходимо ножовкой по металлу пропилить магнитный зазор.

Резистор R 1 – проволочный. Можно использовать стальную проволоку диаметром 6 – 8 мм и длиной несколько метров. Длина зависит от напряжения вторичной обмотки вашего трансформатора и от тока, который вы хотите получить. Чем длиннее проволока, тем меньше ток. Для удобства ее лучше намотать в виде спирали.

Получившийся у вас сварочный выпрямитель допускает сварку прямой и обратной полярности.

Сварка прямой полярности – на электрод подается «минус», на изделие «плюс».

Сварка обратной полярности – на электрод подается «плюс», на изделие – «минус» (показано на рис. 4. 1.).

Если трансформатор Тр 1 имеет свою регулировку тока, то лучше всего установить на нем максимальный ток, а избыток тока гасить сопротивлением R 1.

Сварка чугуна

Практикой частных сварщиков отработаны два надежных и эффективных способа сварки чугуна.

Первый используется для сварки изделий простой конфигурации, там, где чугун может «потянуться» вслед за остывающим швом. Следует учитывать, что чугун – абсолютно непластичный металл, а каждый остывающий шов делает поперечную усадку примерно на 1 мм.

Таким способом можно сваривать отвалившееся ушко станины, лопнувший пополам чугунный корпус и так далее.

Перед сваркой трещину разделывают V -образной разделкой на всю толщину металла.

Заваривать разделку можно любым электродом, хотя лучшие результаты дает сварка электродом марки УОНИ (с любыми цифрами) на постоянном токе обратной полярности.

Накладки следует наваривать во всех возможных местах. Чем их больше, тем сварное соединение прочнее. Наваривать накладки следует вдоль действующего усилия.

Сварные конструкции с накладками часто оказываются прочнее исходной чугунной отливки.

Второй способ разработан для изделий сложной конфигурации: блоков цилиндров, картеров и так далее. Чаще всего он используется для устранения течи различных жидкостей.

Перед сваркой трещина очищается от грязи, масла, ржавчины.

Для сварки используется медный электрод марки «Комсомолец» диаметром 3 – 4 мм. Ток постоянный обратной полярности.

Перед сваркой трещину или заплатку ставят на точечные прихватки.

Сварку ведут короткими швами вразброс. Первый шов выполняется в любом месте. Длина его не более 3 см.

Сразу после проварки шва его интенсивно проковывают молотком.

Остывающий шов уменьшается в размерах, а проковка, наоборот, его раздает. Проковку выполняют примерно полминуты.

Затем дожидаются полного остывания металла. Остывание контролируют рукой. Если прикосновение ко шву не вызывает болезненных ощущений, сваривают второй короткий шов такой же длины.

Второй и все последующие швы сваривают как можно дальше от предыдущих. После сварки каждого короткого шва идет проковка и остывание.

Последними проваривают замыкающие участки между короткими швами. В результате получается сплошной шов.

Определение сорта стали по искре

В ремонтной практике достаточно много случаев сварки сталей, неизвестных по химическому составу. Без определения состава таких сталей качественная их сварка невозможна.

Существует способ определения содержания углерода в стали с точностью до ±0,05%. Он основан на соприкосновении испытываемого металла с вращающимся наждачным кругом. По форме образующихся при этом искр можно судить как о процентной доле углерода, так и о наличии легирующих примесей.

Углерод в отделяемых частичках металла сгорает, образуя вспышки в виде звездочек. Звездочки характеризуют содержание углерода в испытуемой стали. Чем выше в ней содержание углерода, тем усиленнее сгорают частички углерода и тем больше число звездочек (Рис. 4. 7.).

Такую пробу желательно проводить на карборундовом круге с зернистостью 35 – 46. Скорость вращения 25 – 30 м/сек. Помещение должно быть затемнено.

1 – искра имеет вид светлой, длинной, прямой линии с двумя утолщениями на конце, из которых первое светлое, а второе темно-красное. Весь пучок искр светлый и имеет продолговатую форму;

2 – от первого утолщения начинают отделяться новые светлые искры. Пучок искр становится короче и шире предыдущего, но тоже светлый.

3 – пучок искр получается короче и шире. От первого утолщения отделяется целый сноп искр светло-желтого цвета;

4 – на концах искр, отделяющихся от первого утолщения, наблюдаются блестяще-белого цвета звездочки;

5 – образуются длинные искры красноватого цвета с характерными отделяющимися звездочками;

6 – длинная прерывистая (пунктирная) искра темно-красного цвета со светлым утолщением на конце;

7 – двойная прерывистая (пунктирная) искра со светлыми утолщениями на концах, толстая и длинная - красного цвета, тонкая и короткая – темно-красного цвета;

8 – искра такая же, как и в пункте №7, с той лишь разницей, что искры имеют разрыв.

Обучение методу искровой пробы следует начинать с образцов известных марок стали.

Применяя этот метод, следует учитывать, что сталь в закаленном состоянии дает более короткий пучок искр, чем незакаленная.

Пробу на искру необходимо брать на глубине 1 – 2 мм от поверхности, так как на поверхности металла может быть обезуглероженный слой.

При соприкосновении с наждачным кругом цветных металлов и их сплавов, в которых углерод отсутствует, искр не получается.

Сварка среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали

Среднеуглеродистые стали сваривают электродами с небольшим содержанием углерода. Глубина провара должна быть небольшая, поэтому применяют постоянный ток прямой полярности. Величина тока выбирается пониженная.

Все эти мероприятия снижают содержание углерода в металле шва и предупреждают появление трещин.

Для сварки используют электроды УОНИ-13/45 или УОНИ-13/55.

Некоторые изделия перед сваркой необходимо нагревать до температуры 250 - 300°С. Лучше всего полный нагрев изделия; если это невозможно, то применяют местный нагрев газовой горелкой или резаком. Нагрев до более высокой температуры недопустим, так как вызывает появление трещин из-за увеличения глубины провара основного металла и вызываемого этим повышения содержания углерода в металле шва.

После сварки изделие укутывают термоизолирующим материалом и дают возможность медленно остыть.

В случае необходимости после сварки производится термическая обработка: изделие нагревают до темно-вишневого цвета и обеспечивают медленное охлаждение.

Высокоуглеродистую сталь сваривать труднее всего. Сварных конструкций из нее не изготавливают, но в ремонтном производстве сварка применяется. Для сварки такой стали лучше всего применять те же методы, что описывались ранее для сварки чугуна.

Сварка марганцовистой стали

Марганцовистая сталь применяется для деталей с высокой износостойкостью: ковшей землечерпалок, зубьев ковшей экскаваторов, железнодорожных крестовин, шеек камнедробилок, тракторных траков и так далее.

Для сварки применяют электроды ЦЛ-2 или УОНИ-13нж.

Сварочный ток выбирается из расчета 30 – 35А на 1 мм диаметра электрода.

При сварке образуется большое количество газов. Для облегчения их выхода из расплавленного металла наплавку следует выполнять широкими валиками и короткими участками, иначе шов получается пористый.

Сразу после сварки требуется проковка.

Для повышения твердости, прочности, вязкости и износоустойчивости наплавки необходимо после наложения каждого валика, пока он еще нагрет до красного каления, производить закалку с помощью холодной воды.

Сварка хромистой стали

Хромистые стали применяются как нержавеющие и кислотостойкие для изготовления аппаратуры нефтеперерабатывающей промышленности.

Сварку хромистых сталей необходимо выполнять с предварительным нагревом до температуры 200 - 400°С.

При сварке используется пониженная сила тока из расчета 25 – 30 А на 1 мм диаметра электрода.

Применяют электроды ЦЛ-17-63, СЛ-16, УОНИ-13/85 на постоянном токе обратной полярности.

После сварки изделие охлаждают на воздухе до температуры 150 - 200°С, а затем производят отпуск.

Отпуск производят путем нагрева изделия до температуры 720 - 750°С с выдержкой при такой температуре не менее часа и последующим медленным охлаждением на воздухе.

Сварка вольфрамовой и хромовольфрамовой стали

Такая сталь используется для изготовления режущего инструмента.

С помощью сварки режущий инструмент можно изготовить двумя способами:

1) приваркой готовых пластин быстрорежущей стали на держатель из малоуглеродистой стали;

2) наплавкой быстрорежущей стали на малоуглеродистую сталь.

Готовые пластины наваривают способами:

1) используя контактную сварку;

2) с помощью аргоновой сварки неплавящимся электродом;

3) используя газовую пайку высокотемпературным припоем;

4) плавящимся электродом постоянного тока.

Для наплавки можно использовать отходы быстрорежущей стали: поломанные сверла, резцы, зенкеры, развертки и др.

Эти отходы можно наплавлять с помощью газовой или аргоновой сварки, а также изготавливая из них электроды для электродуговой сварки.

После наплавки инструмент отжигают, обрабатывают механическим путем, затем подвергают трехкратной закалке и отпуску.

Сварка высоколегированной нержавеющей стали

Нержавеющая сталь в быту нашла довольно широкое применение: из нее изготавливают различные емкости, теплообменники, водонагреватели. Используют в частных банях как жаростойкую.

Отличить такую сталь от обычной можно по трем характерным признакам:

1) «нержавейка» отличается светло-стальным цветом;

2) при приложении постоянного магнита не притягивается, хотя бывают и исключения;

3) при обработке на наждачном круге дает мало искр (или совсем не дает).

Нержавеющая сталь обладает повышенным коэффициентом линейного расширения и пониженным коэффициентом теплопроводности.

Увеличенный коэффициент линейного расширения вызывает большие деформации сварного соединения вплоть до появления трещин. Некоторые сварные конструкции из «нержавейки» перед сваркой желательно подогреть до температуры 100 - 300°С.

Низкий коэффициент теплопроводности вызывает концентрацию тепла и может привести к прожиганию металла. По сравнению со сваркой обычной стали такой же толщины при сварке «нержавейки» ток уменьшают на 10 – 20%.

Для сварки применяют постоянный ток обратной полярности.

Используют электроды марки ОЗЛ-8, ОЗЛ-14, ЗИО-3, ЦЛ-11, ЦТ-15-1.

Одно из главных условий при сварке – поддержание короткой дуги, это обеспечивает лучшую защиту расплавленного металла от кислорода и азота воздуха.

Коррозионная стойкость швов увеличивается при ускоренном их остывании. Поэтому сразу после сварки швы поливают водой. Поливание водой допустимо только для той стали, которая после сварки не дает трещин.

Сварка алюминия и его сплавов

Сварку покрытыми электродами применяют для алюминия и сплавов толщиной более 4 мм.

Для сварки технического алюминия применяют электроды марки ОЗА-1.

Для заварки литейных дефектов применяются электроды ОЗА-2.

В последнее время электроды марки ОЗА заменяются более совершенными электродами марки ОЗАНА.

Обмазка электродов для сварки алюминия сильно впитывает влагу. При хранении таких электродов без влагозащиты обмазка в буквальном смысле слова может стечь со стержня. Поэтому такие электроды хранят в пластиковом пенале со средствами влагопоглощения. Перед сваркой их дополнительно просушивают при температуре 70 – 100°С.

Перед сваркой алюминиевые детали обезжиривают ацетоном и зачищают до блеска металлической щеткой.

Сварку производят на постоянном токе обратной полярности.

Сварочный ток 25 – 32 А на 1 мм диаметра стержня электрода.

Деталь перед сваркой прогревают до температуры 250 - 400°С.

Сварку необходимо выполнять непрерывно одним электродом, так как пленка шлака на детали и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги.

Если есть возможность, с обратной стороны шва укладываются подкладки (см. газовая сварка алюминия).

Электродуговой сваркой получают швы среднего качества.

Сварка меди и ее сплавов

Чистая медь хорошо поддается сварке, и ее рекомендуется варить двумя способами. Способ сварки зависит от толщины детали.

При толщине изделия не более 3 мм лучше всего использовать сварку угольным электродом. Сварка выполняется постоянным током прямой полярности при длине дуги 35 – 40 мм.

В качестве присадочного материала можно использовать электротехнический провод. Не забудьте перед сваркой очистить его от изоляции.

Для повышения качества шва на свариваемые кромки и на присадочную проволоку наносят флюс, состоящий из 95% прокаленной буры и 5% металлического порошкообразного магния. Можно использовать одну буру, но результаты будут хуже. Если не требуется высокое качество шва, флюс не применяется.

Техника безопасности при электродуговой сварке

Электродуговая сварка имеет несколько вредных для здоровья сварщика факторов: напряжение электрического тока, излучение электрической дуги, газы, искры и брызги металла, термический нагрев, сквозняки.

Предельно допустимым напряжением холостого хода сварочного трансформатора считается 80 В, а сварочного выпрямителя 100 В. В условиях сухой погоды такое напряжение практически не ощущается, но в условиях влажности начинается довольно ощутимое покалывание руки. Это же самое может наблюдаться при нахождении сварщика на свариваемой металлической детали, а тем более внутри нее.

При сварке в сырую погоду, а также стоя на металле, независимо от погоды, необходимо использовать резиновые перчатки, резиновый коврик, резиновые калоши. Перчатки, коврик и калоши должны быть из диэлектрической резины, то есть той, что используют электрики. Резиновые изделия, продающиеся для бытового использования, электроизолирующими не являются.

Для защиты сварщика от случайного пробоя трансформатора используется защитное заземление. Устройство заземления описано в Главе 1.

Для уменьшения вероятности электрического удара лучше всего использовать трансформаторы с невысоким напряжением холостого хода.

Защитой от излучения дуги является костюм сварщика, маска с набором стекол, рукавицы. Верхний ворот костюма всегда застегивайте, иначе у вас появится несмываемый «галстук».

Ультрафиолетовое излучение дуги с достаточной степенью надежности ослабляется столбом воздуха в 10 м, поэтому не подпускайте никого к месту сварки ближе, чем на 10 м (особенно детей!).

В состав покрытия электродов входят газообразующие вещества, поэтому покрытые электроды сильно дымят. Единственный способ защиты от дыма – принудительная вентиляция. Устройство такой вентиляции описано в Главе 1.

С вентиляцией связан еще один неблагоприятный фактор в работе сварщика – сквозняки. Нагрузка сварщика в процессе работы является чаще всего статической, то есть сварщик работает практически неподвижно. При этом не происходит саморазогрева тела, что может привести к переохлаждению.

Как показывает опыт многих сварщиков, никакая закалка от сквозняков не помогает. Более надежная защита – теплая одежда, особенно в районе пояса (сварщик работает согнувшись).

Теплая одежда может оказать и отрицательное влияние. При переходе к динамической нагрузке сварщик начинает потеть, пот вместе со сквозняком вызывает гарантированную простуду.

Лучший вариант избежать простуды – поставить приточный тепловентилятор. Он должен подогревать приточный воздух до плюсовой температуры даже в сильный мороз. Если вы в такие морозы предпочитаете не работать, то мощность вентилятора достаточна в 3 кВт.

Довольно неприятным явлением считаются брызги металла. Попадая на костюм, в обувь, они вызывают тление защитной одежды или пожар, если рядом горючие вещества. Приобретите кожаную защитную одежду и кирзовые сапоги – и вы в достаточной степени защитите свое тело.

При сварке на больших токах и электродуговой резке металла держатель электродов, сварочные провода и сварочная маска могут перегреваться. Поэтому не касайтесь лицом металлических частей маски, а на рукоятку держателя наденьте теплоизолирующий рукав. Регулярно проверяйте все соединения проводов – они могут стать причиной пожара.

Вышеуказанные правила применяются и для других видов электрической сварки: аргоновой, полуавтоматической, контактной.

Инвертор ЛУЧ

Сварочный аппарат – одно из самых востребованных оборудований в мире. Сварные работы проводятся повсеместно и в очень большом масштабе.

Конечно же, существует большое множество разновидностей данных устройств, различающихся по принципу работы, габаритам, выдаваемым амперажом и прочими техническими характеристиками. Существует также оборудование, работающее на переменном и постоянном токе.

Сварочный аппарат постоянного тока наиболее распространён, т.к. поддерживает 2 режима работы – сварка прямой (на электроде минус, а на детали плюс) и обратной (наоборот, на электроде плюс, на детали минус) полярности. Очень часто требуется менять режимы работы, т.к. одни металлы хорошо схватываются на прямой, а другие на обратной полярности.

Выбор того или иного аппарата тесно связан с тем, каких целей придерживается сам сварщик:

Какой металл будет свариваться (тип и толщина);
Какой ток (его напряжение и сила) присутствует на месте проведения работ;
Какое время должен будет работать сварочный аппарат без отдыха;
И прочие ситуации.

Сварочные аппараты, используемые в промышленности, на производстве, на строительстве и т.д. отличаются от тех, что применяются в домашних условиях. Основным отличием между ними является мощность и, соответственно, стоимость.

Сегодня на рынке большим успехом пользуются, так называемые, инверторы – аппараты электродуговой сварки. Они отлично подходят для проведения практически любых сварочных работ, любой сложности и объёмов. Их также чаще всего используют в быту по двум простым причинам – они имеют небольшие габариты и невысокую стоимость. Кроме того, инверторы легки в обращении и хорошо поддаются ремонту. А электронщик, даже с базовым набором знаний, способен создать самодельный сварочный аппарат постоянного тока из многочисленных схем, доступных в сети.

Рассмотрим вышеназванные критерии выбора инверторов более подробно.

Некоторые факты об инверторах и какой выбрать для дома

Начнём со свариваемого металла. К примеру, на производстве или в строительстве, часто требуется сварка толстых металлических деталей либо металлов с низким коэффициентом свариваемости (способность металлов поддаваться сварке). В таких ситуациях не обойтись без мощного сварочного аппарата с амперажом на выходе порядка 300-500 А или более. Однако в быту очень редко встречаются металлические листы или детали толщиной более 5мм. А для их сваривания вполне подойдёт инвертор с силой тока от 160 А.

Сварог 500 на 380В

Напряжения, которым оснащён дом, гараж и т.д., зачастую не хватает для нормального функционирования высокомощных сварочных аппаратов, т.к. им требуется 380 В (3 фазы). Перед покупкой того или иного инвертора необходимо замерить напряжение в том месте, где будут проводиться сварочные работы. Очень часто случается такое, что владелец проверяет товар перед покупкой в магазине на работоспособность, а приехав домой оказывается, что он не работает. Всё дело в нехватке напряжения. Поэтому нужно покупать инвертор с такими техническими характеристикам, которые подойдут для его нормальной работы в домашних условиях.

Инвертор – это чаще всего сварочный аппарат постоянного тока, особенно если его будут использовать в домашних условиях. Для того, чтобы на выходе получить постоянное напряжение, используются специальные высоковольтные преобразователи. Именно они во время своей работы очень сильно нагреваются, что требует использования качественного охлаждения. В более дешёвых моделях в инверторах используются металлические (алюминиевые или медные) теплоотводы – радиаторы. В более дорогих моделях применяется воздушное, либо водяное охлаждение, благодаря которому аппараты способны работать очень длительное время без выключения. Однако для бытовых целей вполне подойдут инверторы с радиаторным охлаждением электронных элементов.

Точно определившись со всем вышесказанным, можно смело покупать ту или иную модель инвертора.

stroysvarka.ru

Сварочный инвертор переменного и постоянного тока

Многочисленные подделки низкого качества вынуждают людей делать своими руками сварочные инверторы переменного и постоянного тока, которые более надёжны и проще ремонтируются. Как изготовить такой агрегат своими руками и сделать его долговечным и работоспособным в условиях нестабильного напряжения на даче и в сельской местности? На этот вопрос мы ответим в данной публикации и поэтапно соберём надёжный и практичный сварочный инвертор для соединения разных деталей. Наша задача - обеспечить малые габариты оборудования и небольшой вес конечного устройства для удобства работы с ним.

Виды сварочных аппаратов

Для надёжного соединения металлов в любом строительстве используются сварочные аппараты, основой которых является силовой трансформатор, служащий преобразователем напряжения и потребляемого тока. По принципу действия агрегаты для сварки делятся на следующие типы:

До недавнего времени самым популярным был сварочный аппарат постоянного тока, основным недостатком которого был значительный вес. Вместе с тем несложная конструкция такого изделия позволяла в домашних условиях изготовить самоделку, не уступающую промышленным образцам. Кроме силового трансформатора, в конструкцию входят выпрямительные диоды и сглаживающий конденсатор большой ёмкости, а также дроссели и сопротивления. Таким образом, сварочный аппарат собрать своими руками не так уж и сложно.

Ещё проще выглядит сварочный аппарат переменного тока, представляющий собой силовой трансформатор, во вторичной обмотке которого делают несколько выводов с разным количеством витков. Это делают для регулировки сварочного тока в зависимости от толщины соединяемого материала. Такие сварочные аппараты переменного тока просты в изготовлении, но имеют низкую комфортность при работе, хотя шов получается более равномерным и прочным.

Трёхфазные агрегаты изготавливают из трёх трансформаторов, соединённых в звезду с шестью диодами, подсоединёнными по трёхфазной мостовой схеме. Такое подключение позволяет потребить небольшой ток и распределить равномерно по фазам нагрузку.

Далее рассмотрим сварочные инверторы с переменным током высокой частоты, которые отличаются небольшим весом и габаритами. Суть их работы состоит в том, что переменное сетевое напряжение 220 вольт с частотой 50 Гц выпрямляется, а затем преобразуется в высокочастотное переменное напряжение 20-50 кГц. Такой подход позволяет уменьшить потребление тока и понизить вес агрегата, не ухудшая его технических характеристик.

Важно помнить, что самодельные сварочные аппараты с постоянным током используются только с соответствующими электродами.

Преимущества самодельного инвертора

Для строительных работ с применением металлоконструкций желательно иметь свой аппарат для сварки, но его цена в розничных сетях зачастую оказывается слишком высокой. Можно собрать самодельный сварочный аппарат, который снизит стоимость конечного изделия, но без определённых затрат всё же обойтись не удастся. В частности, затраты на высокочастотные транзисторы, а также тиристорный регулятор тока для сварочного аппарата и выпрямительные диоды станут необходимыми.

Инвертор обладает следующими преимуществами:

малый вес, около 10 кг, в зависимости от мощности;
коэффициент полезного действия - более 90 %;
малое потребление электроэнергии;
широкие пределы работы схем регуляторов тока, что позволяет работать по разным технологиям сварки элементов из разных металлов;
высокая стабильность напряжения на электроде позволяет сделать ровный и качественный шов;
можно использовать электроды разного типа;
современные схемы и элементная база дают возможность устранить залипание электродов и обеспечивают ускоренный розжиг дуги.

Необходимые комплектующие и инструменты

Мы видим, что инвертор в сварочных работах является незаменимым инструментом, лёгким и удобным в эксплуатации. Для того чтобы обеспечить его качественную сборку, понадобятся, кроме радиодеталей, следующие инструменты:

мощный паяльник с припоем и флюсом;
набор отвёрток и пассатижи;
электродрель или шуруповёрт с набором свёрл;
ножовка, нож, ножницы;
подходящий по размеру корпус для монтажа инвертора.

Чтобы понять суть сборки аппарата, необходимо разобраться в принципиальной схеме устройства и взаимодействия его составляющих между собой. Сварочный инвертор состоит из следующих основных узлов:

сетевое напряжение 220 В, 50 Гц поступает на первичный низкочастотный диодный выпрямитель, после которого постоянное напряжение фильтруется конденсаторами;
постоянное напряжение подаётся на инвертор, выдающий на выходе высокочастотное переменное напряжение;
далее располагается понижающий трансформатор;
затем вторичный высокочастотный выпрямитель;
постоянный ток через дроссель идёт на электрод;
со входа и выхода высокочастотного трансформатора осуществляется соединение с блоком обратной связи, который корректирует работу инвертора в зависимости от параметров сварочного тока;
блок управления сварочным инвертором.

Последовательность сборки сварочного аппарата

Собственноручная сборка инвертора подразумевает использование как можно большего количества готовых элементов, поскольку этот агрегат довольно сложный и без знания основ радиоэлектроники не обойтись. При окончательной проверке и отладке понадобятся осциллограф и тестер, рассчитанный на замеры токов большой силы.

Самостоятельно можно перемотать трансформатор, адаптируя его к вашим запросам, или создать дроссель. Под силу разместить диоды и тиристоры на радиаторах, закрепить шины из алюминиевых или медных полос, но собрать и отладить блоки обратной связи и управления можно только при помощи специалиста.

При сборке сварочного аппарата очень важно соблюдать правила техники безопасности, поскольку электрооборудование связано с риском поражения током.

Проводя работы по монтажу узлов инвертора, необходимо соблюдать ряд требований, а именно:

корпус для аппарата нужно выбирать так, чтобы в нём компактно, но не скученно были размещены все элементы инвертора;
при намотке трансформатора нужно следить за плотной укладкой витков обмотки, надёжно изолировать их и закреплять;
силовые диоды, тиристоры и транзисторы надёжно закреплять на радиаторах с использованием теплопроводящей пасты;
лучше всего использовать медные провода и шины, поскольку их токопроводящие свойства выше, чем у алюминия;
к качеству всех компонентов следует относиться очень внимательно, потому что от них зависит долговечность устройства;
обеспечить бесперебойную работу системы охлаждения с помощью мощных вентиляторов, а в корпусе просверлить отверстия для циркуляции воздуха;
тщательно пропаивать все электрические соединения.

Окончательная отладка сварочного инвертора должна проводиться под контролем специалиста.

Итоги

При сборке сварочного инвертора своими руками вы обеспечите себя незаменимым и удобным аппаратом для сварки металлов, а кроме того, сможете существенно сэкономить. Важно ответственно подходить к выбору деталей и электронных компонентов, а при необходимости обращаться за помощью к профессионалам. При окончательной отладке их помощь и аппаратура обеспечат безупречную и длительную работу инвертора.

Сергей Одинцов

electrod.biz

Собираем своими руками сварочный аппарат постоянного тока

Что такое электросварка
Простейший сварочный аппарат: инструкция
Сделаем сварочный аппарат постоянного тока своими руками
Меры предосторожности при работе со сварочным электрооборудованием

Любой магазин инструментов в настоящее время может предложить довольно большой ассортимент разнообразных сварочных аппаратов различной ценовой категории. Большую часть сварочных агрегатов, до 70%, занимают сварочные инверторы, а прочие «сварочники» приходятся на аппараты трансформаторного типа. Не все люди могут приобрести промышленное изделие для производства электросварочных работ, а некоторые сами хотят сделать сварочный аппарат своими руками.

Домашний сварочный аппарат не сможет выполнять сложные задачи, однако для мелких работ мощности будет достаточно.

Соединение металлических изделий между собой при помощи разогрева металла электрической дугой и дальнейшим его сплавлением в неразъемный шов называется электросваркой. Основным оборудованием в таком сварочном процессе является аппарат для сварки, а главным инструментом для соединения металлических вещей служит электрод. Агрегат для сварки служит источником переменного или постоянного тока, который посредством электрода поджигает дугу, расплавляющую металл. Качество сварного соединения при сварке постоянными токами значительно выше, чем такое же соединение, выполненное «переменкой». Не стоит сбрасывать со счетов опыт электросварщика, хотя популярные сегодня сварочные инверторы позволяют проводить качественную сварку металлов чуть ли не с первого раза. Именно поэтому для большинства разнообразных сварных работ используют сварочные аппараты, использующие в своей работе постоянный род тока.

Вернуться к оглавлению

Схема самодельного сварочного аппарата постоянного тока.

Для небольших домашних работ по сварке можно собрать самодельный компактный аппарат, обладающий небольшой мощностью. Это, конечно, не инвертор, но нужная вещь. При решении задачи создания сварочного «помощника» можно использовать различные конструктивные особенности.

Простейший прибор для сварки представляет собой сварочный трансформатор с двумя обмотками: сетевой и рабочей. Сетевая рассчитывается на напряжение сети, обычно 220-240 вольт, а рабочая рассчитывается на пониженное напряжение от 70 до 45 вольт, причем изменение тока обычно происходит изменением числа витков рабочей обмотки, ее отводами. В качестве железа для трансформаторов можно использовать старые асинхронные двигатели или промышленные понижающие трехфазные трансформаторы типа ТОЗ и т.п.

Первичная обмотка должна быть рассчитана на 25-ти амперный ток, вторичная или рабочая - на 160 А. Это находит свое отражение в сечении применяемых проводов. Для приблизительной оценки токовой нагрузки на 1 кв. мм допускаем 10 А, для алюминиевых - 4 А. Определяем площадь сечения окна трансформаторного железа в кв. см, затем находим количество витков обмоток, если нужное количество для одного вольта определяется как 48, поделенное на площадь сечения окна железа трансформатора. Рассчитать аппарат - это полдела, главное - собрать.

Созданное по расчетам изделие является простейшим сварочным устройством переменного тока, конструкция аппарата зависит от использованных материалов.

Вернуться к оглавлению

Чтобы сварочные аппараты переменного тока превратились в «сварочники» постоянного рода тока, необходимо ограничить скорость изменения тока дросселем и выпрямить переменный диодами или выпрямительным мостом.

Устройство самодельного сварочного полуавтомата.

Диоды должны соответствовать выходному току в 200 А и иметь достаточно хорошее охлаждение, чтобы первая же сварка не вывела их из строя. Это в полной мере относится к дросселю. Использование этих приспособлений совместно со сварочным агрегатом переменного тока превращают его в аппарат постоянного тока. Становится возможным сварка электродами постоянного тока, и расширяется ассортимент свариваемых металлов. Становится доступна сварке нержавеющая сталь и чугун. Аппарат для сварки может варить подобно инвертору, хотя тут сварщику требуется довольно большой опыт работы.

Вернуться к оглавлению

Сварка - это довольно опасный и травматический вид деятельности, а электросварка добавляет к ней наличие возможности поражения сварщика электрическим током. Самое главное, что должен четко представлять электросварщик, что электрический ток невидим и опасен для жизни, но все оборудование должно быть надежно заземлено, и это заземление должно быть прочным и видимым. Это простейшая заповедь спасла многих, кто ее соблюдал. Наличие опасного для человека напряжения на незаземленном оборудовании приведет к электротравме, притом те же повреждения на заземленном агрегате просто его отключат автоматическим выключателем.

Другая опасность для человека - это ультрафиолетовый спектр электрической дуги, который поражает органы зрения (быстро) и кожные покровы, вызывая ожоги. Поэтому наличие защитной специальной сварочной одежды и маски для сварщика обязательно. Следует оградить от сварочной дуги окружающих, которые при смотрении на нее могут получить ожоги глаз.

Соблюдение изложенных правил позволит сделать сварные работы безопасными.

moyakovka.ru

Оборудование для сварки: чем полезен постоянный ток?

Когда то пользовались популярностью сварочные трансформаторы, оставшиеся в памяти опытных сварщиков нестабильностью сварочного тока, параметров работы, значительной массой и габаритами. Тогдашняя популярность оборудования объяснялась отсутствием альтернативных вариантов. Сварочный аппарат постоянного тока – современный выгодный помощник при необходимости сварки, наплавки металлов посредством постоянного тока, штучного электрода. Популярные модели рассматриваемого оборудования заслуживают внимания потенциального потребителя и простого интересующегося.

BRIMA ARC-200А: описание и характеристики

Оборудование ARC-200А – отличный выбор для человека, желающего получить все прелести постоянного тока во время соединения металлов. Для человека, сделавшего выбор в пользу рассматриваемого аппарата постоянного тока, становятся возможны всевозможные преимущества современного сварочного процесса. Устройства данной модели предназначено для соединения и наплавки металлов посредством постоянного тока. Работа им осуществляется с применением штучного покрытого электрода

Компактность, энергосберегаемость, возможность сопряжения сталей в бытовых и производственных условиях, простой розжиг электрической дуги, полезный функционал – все эти современные и высокотехнологичныесварочные достоинства готово предложить рассматриваемое оборудование. Устройство оснащено автоматической защитой от перегрузок тока, а также напряжения. В силу своей компактности и незначительной массы аппарат может быть использован в условиях ограниченного пространства, когда требуются сварочные работы трудно досягаемых металлоконструкций.

Технические характеристики:

Сила сварочного тока (ном.) – 200А;
Пределы сварочного тока – 20-200А;
Продолжительность включения (ПВ) – 40%;
Мощность потребления – 7 кВт;
Параметры питающей сети (тип/напряжение/частота) – переменный, 220В, 50 Гц;
Масса – 8 килограммов.

Сварочные трансформаторы промышленного образца - ответственное оборудование. Разумеется, характеристики, параметры и набор функций несколько иной, чем в случае с бытовыми приборами, так как промышленные потребности

К меню

KAISER NBC-250: описание и характеристики

Сварочные трансформаторы, предоставляющие возможность воспользоваться прелестями постоянного тока, - выгонные помощники в быту, на строительной площадке, в производственной сфере, сельском хозяйстве и т. п. Благодаря стабильности горения электрической дуги и воздействию постоянного тока рассматриваемый инвертор помогает осуществлять качественные, надежные, аккуратные и вместе с этим долговечные швы и соединения.

KAISER NBC-250 представляет собой переносной тип оборудования. Предназначением его является сварка в условиях постоянного тока, при этом работа может производиться рутиловыми, чугунными электродами в режиме ММА. Пределы диаметров электрода могут варьироваться от 1,6 до 5 миллиметров. Рассматриваемый аппарат – инвертор с однофазным подключением.

Имеется в приспособлении термозащита, блокирующая вероятностью перегрева. Корпус устройства, а также все его составляющие изготовлены из высококачественных материалов, в соответствии с нормами Евросоюза (сварочные инверторные трансформаторы данной серии производятся в Китае, но, несмотря на это требования к качеству несколько иные). В данной модели есть технология INVERTER, управляющая параметрами тока, за счет чего обеспечивается стабильность горения дуги, что, в свою очередь, повышает качество соединительного процесса.

Стандартный набор функций, в том числе анти прилипание электрода, горячий старт, позволяют свести к минимуму вероятность прилипания электрода к рабочей поверхности свариваемого металла, а также упростить запуск рабочего процесса. Система принудительного охлаждения не дает инвертору перегреваться, чего не имеют некоторые сварочные трансформаторы. Простота в работе, компактность и легкость делают аппарат еще более привлекательным для работников, эксплуатирующих оборудование в различных условиях и пространственных положениях.

Технические характеристики:

Напряжение питающей сети – 220В;
Частота сети - 50 Гц;
Масса – 6,6 килограмма;
Пределы регулирования тока – 20-250А;
Диаметры электродов – 1,6-5,0 миллиметра;
Тип охлаждения – принудительное;
ПВ – 40%;
Класс защиты - IP 21.

Существуют специальные промышленные сварочные трансформаторы, как уже говорилось, осуществляющие работу за счет постоянного тока. Их характеристики несколько иные, так как промышленность нуждается в обработке металлов больших толщин.

К меню

Deca MMA Mastro 50 EVO: описание и характеристики

Deca MMA Mastro 50 EVO – аппарат инверторного типа, предназначенный для производства соединений и швов посредством электродуговой, аргонодуговой сварки. Инвертор позволяет пользоваться стабильность горения дуги и другими преимущественными параметрами, полученными за счет постоянного тока. Допускается работа с положительными, а также с отрицательными катодами. Стоит отметить, что реализована возможность выполнения соединительных работ в аргонодуговой среде при помощи вольфрамового электрода.

Оборудование располагают уменьшенными габаритами, незначительной массой, и всё это стало возможно благодаря инверторной технологии. Набор инверторных функций, включая горячий старт, упрощают розжиг электрической дуги, стабилизируют её горение. Есть возможность соединять медь, сталь, никель, а также нержавеющую сталь и др. Функционал, которым не располагают устаревшие сварочные трансформаторы, готов предложить владельцу оборудования анти прилипание электрода, легкий розжиг дуги. Увеличена в устройстве диффузия материала катода с соединяемым металлом обрабатываемого изделия.

Современные трансформаторы позволяют использовать инверторные технологии, согласно которым повышается производительность работы, контроль характеристик дуги и многое другое. За счет этого становится возможным улучшенное качество шва и соединения. Внутренние составляющие элементы рассматриваемого сварочногоустройства соответствуют европейским нормам качества, поскольку все сварочные трансформаторыпроизводителя изготавливаются в Италии.

Технические характеристики:

Страна производства – Италия;
Напряжение сети на входе – 230В;
Мощность потребления – 5,7 кВт;
Плавкий предохранитель – 25А;
Напряжение холостого хода – 80В;
Пределы регулируемой силы тока – 30-180А;
Диаметры применяемых электродов – 1,6-5,0 миллиметра;
Класс оборудования – бытовой;
Масса – 6,8 килограмма.

Преимущества постоянного тока в сочетании с инверторными современными технологиями оспаривать не целесообразно, потому что они явны и понятны. Главное, что понадобится для четкого понимания и определения качественного оборудования, - знания, касающиеся характеристик преимуществ и недостатков и мн. др.

Что представляет собой сварка переменным током? Сварочные работы – это особый вид работ с металлом, который предназначен для скрепления металлических конструкций. В настоящее время по роду тока сварка бывает с применением постоянного и переменного электрического тока. Рассмотрим более подробно сварку с помощью подачи переменного электрического тока.

Первым и, пожалуй, самым основным преимуществом сварки переменным током является получение качественного сварного шва. От качества сварного шва зависит прочность всей конструкции, ну а сам эффект прочности достигается благодаря тому, что дуга не имеет никаких отклонений от изначальной оси, а это, в свою очередь, является залогом сверхкачественного и сверхнадежного сварного шва.

Вторым же преимуществом является то, что можно использовать менее дорогостоящее оборудование. Об аппаратах, вырабатывающих переменный электрический ток, речь пойдет чуть ниже.

Оборудование, выдающее переменный электрический ток

Все оборудование, предназначенное для сварки переменным током, можно разделить на следующие категории:

Оборудование, которое предназначено для полуавтоматической сварки. Данный процесс осуществляется с помощью особой электродной проволоки, в средах защитного (MAG) и инертного (MIG) газов.
Оборудование, предназначенное для осуществления РДС электрическим переменным током. Осуществляется с помощью особых штучных электродов, с особым покрытием.
Оборудование, с помощью которого можно осуществлять ручную аргоновую сварку. Данный метод осуществляется с помощью неплавящихся электродов, изготовленных из вольфрама.

Кроме того, необходимо добавить, что эти аппараты имеют свои собственные аббревиатуры и позволяют выполнять сварку постоянным или же переменным током. Дуговая сварка штучными электродами обозначается как ММА, а аргоновая – TIG.

Кроме того, методы сварки подразделяются на следующие виды:

MMA-AC/MMA-DC (РДС штучными электродами);
TIG -AC /TIG-DC (неплавящимися электродами).

Рассмотрим основные плюсы и минусы, которые присущи TIG. Вне зависимости от типа подачи тока, данный вид сварки имеет следующие преимущества:

высочайшее качество сварного шва;
возможность «варить» металлические объекты, обладающие большой площадью сечения;
отсутствие брызг.

Вполне естественно то, что там, где есть преимущества, есть и недостатки. А недостатки вышеназванного метода следующие:

Сварщику нужно иметь высокую квалификацию, а также обладать особым профессионализмом.
Постоянно надо с собой таскать баллон с газом.
Очень низкая скорость выполнения сварочных работ.

Теперь следует сказать пару слов о методе MMA. Его преимуществами является:

более экономичное использование;
отсутствие необходимости в наличии баллона с газом.

очень низкую производительность работы;
необходимость снимать шлак с готового изделия.

Вернуться к оглавлению

Применяемые электроды

Электроды, предназначенные для сварки переменным током, применяются в данной отрасли уже довольно-таки давно, когда сварка постоянным током была очень дорога. Поэтому приходилось искать компромиссные варианты, пусть и уменьшая качество конечного результата.

Такая ситуация возникла в большей степени из-за того, что выпрямительные элементы, которые были рассчитаны на большие сварочные токи, до недавнего времени представляли собой громоздкие, дорогие и неэффективные агрегаты. Ситуация изменилась в лучшую сторону относительно недавно. Это стало возможным благодаря тому, что появились малогабаритные, высокоэффективные полупроводниковые выпрямители последнего поколения. Ну после того, как были изобретены инверторы, РДС стала доступна широкому кругу пользователей. Ниже будут приведены основные марки электродов, которые позволяют производить инверторную сварку.

Наиболее популярными электродами, которыми варят на переменном электрическом токе, являются такие, как AHO, O3C и MP.

Данные виды отличаются не только по виду покрытия, но и также по химическому составу. Например, электроды, имеющие маркировки МР-3 и АНО-6, имеют особое рутиловое покрытие, оно является основным и ильменитовым соответственно. Ну а все прочие, марок МР-3С, ОЗС-12, ОЗС-6, ОЗС-4,АНО-6, АНО-4, АНО-21, имеют обыкновенное рутиловое покрытие. Необходимо отметить то, что эти электроды применяются для сварки углеродистых, малоуглеродистых и низколегированных сталей. Одной из главных особенностей данных электродов является то, что они прекрасно подходят и для сварки с помощью подачи постоянного электрического тока.

Существует множество видов сварочных аппаратов, среди которых наиболее известны следующие: устройства механической сварки с применением плавящихся электродов; оборудование для аргонно-дуговой сварки неплавящимися электродами; для сварки с применением флюса автоматически плавящимися электродами. Помимо этого, есть генераторы для сварки, трансформаторы, инверторы и устройства для контактно-точечной сварки. Для работы с каждым типом металлов предусмотрены вполне определенные электроды.

По своему устройству аппарат для работы с постоянным током значительно сложнее агрегата переменного тока, поскольку в нем для получения на выходе постоянного напряжения установлен выпрямитель с диодным или тиристорным мостом. Однако мощность сварочного аппарата на выходе значительно меньше потребляемой за счет падения ее на самом выпрямителе.

Говоря иными словами, коэффициент полезного действия его невысок, и это является серьезным недостатком с точки зрения экономии электроэнергии. Однако благодаря стабильной дуге и возможности работать с различными металлами, его можно было бы отнести к разряду профессионального оборудования.

Сварочный аппарат переменного тока – в чем его особенность?

Намного дешевле предыдущего образца сварочный аппарат переменного тока , также работающий с плавящимися электродами. Он отлично подходит для работы с черными металлами, позволяет сваривать их внахлест и встык.

Если используется этот сварочный аппарат, 220 вольт являются рабочим напряжением, однако при холостом ходе оно может меняться в зависимости от применяемых электродов, которые могут быть как с фтористо-кальциевым, так и с рутиловым покрытием. Аппарат очень прост в эксплуатации, предусматривает плавную регулировку силы тока, которая зависит от выбранного для работы электрода.

Этот трансформаторный сварочный аппарат может с успехом применяться как в домашних, так и в заводских условиях. Электросварочные аппараты рассчитаны на работу от сети 220 или 380 вольт и соответственно называются одно- или трехфазными. В зависимости от этого меняется схема подключения сварочных проводов.

Сварочный аппарат однофазный подключается присоединением одного сварочного провода к «фазе», другого – к разъему «нейтраль» и третьего – к заземлению «ноль». Иначе подключается трехфазный сварочный аппарат. Два конца сварочного кабеля подключаются к любым двум «фазам», а третий – к защитному «нулю».

Следует отметить, что если использует сварочный аппарат 380 вольт, то он считается более мощным, чем подключающийся к сети в 220 вольт, но не только таким образом можно увеличить производительность.

Инверторы – повышаем мощность сварочного аппарата

До сих пор мы рассматривали сварочные аппараты, в которых в качестве преобразователя входного напряжения используется обычный силовой трансформатор. Именно им и определяются солидные габариты и большой вес данного типа оборудования. Однако оно надежно и недорого.

Но существуют и другие виды устройств, в которых в качестве преобразователя напряжения используются так называемые инверторы – полупроводниковые усилители. Малые габариты и масса сделали их едва ли не самым востребованным видом сварочных агрегатов.

При уровне КПД, достигающем 85%, аппарат работает с разными металлами, гарантируя высокую скорость, качество и точность сварки. Инверторные аппараты имеют различную мощность и могут подключаться к сетям и в 220, и в 380 вольт.

В разделе Добро пожаловать на вопрос сварочные аппараты переменного и постоянного тока, в чем разница? заданный автором Евгений Савчук лучший ответ это разная дуга - разные электроды.. .Устройство сварочных трансформаторов: под корпусом находится сердечник - замкнутый магнитопровод, первичная и вторичная обмотка. Проходя через первичную обмотку, ток намагничивает сердечник. Магнитный поток на вторичной обмотке индуцирует переменный ток. Напряжение полученного переменного тока зависит от количества витков на вторичной обмотке. Чем больше вторичная обмотка, тем выше напряжение. Результат работы - переменный сварочный ток; сварочный трансформатор постоянного тока включает в свою конструкцию выпрямитель.Сварка на постоянном токе обеспечивает получение сварного соединения более высокого качества по сравнению со сваркой на переменном токе. Из-за отсутствия нулевых значений тока повышается стабильность горения дуги, увеличивается глубина проплавления, снижается разбрызгивание, улучшается защита дуги, повышаются прочностные характеристики металла сварного шва, снижается количество дефектов шва, а пониженное разбрызгивание улучшает использование присадочного материала и упрощает операции зачистки сварного соединения от шлака и застывших брызг металла. Всё это привело к тому, что для сварки качественных швов ответственных соединений больше применяют сварку на постоянном токе.

2oa.ru

Чем отличается сварочный аппарат от инвертора?

При необходимости самостоятельного проведения сварочных работ возникает вопрос: какого типа сварочный аппарат приобрести. Сварка - это создание неразъёмных соединений между свариваемыми частями на уровне атомов. Сварное соединение является одним из самых прочных и поэтому применяется довольно часто.

При электросварке нагрев и плавление металла происходит за счёт образования электрической дуги между торцевой частью электрода и свариваемой поверхностью. Источники образования и поддержания дуги делятся на несколько типов:

Трансформаторные.
Инверторные.
Выпрямители.
Сварочные агрегаты на основе двигателя внутреннего сгорания.

Рассмотрим два типа, нашедших наиболее широкое применение: сварочный аппарат на основе трансформатора и инверторный источник электрической дуги.

Это самый простой из сварочных аппаратов, использующий переменный ток сети. Работает за счёт трансформатора, который регулирует напряжение сети до сварочного. Трансформаторные или индукционные сварочные аппараты имеют деление по следующим признакам:

Мощность (чем больше сила сварочного тока, тем более толстый металл возможно обрабатывать).
Количество постов, то есть рабочих мест (сколько человек одновременно могут работать).
Напряжение (однофазная или трёхфазная сеть).

Преимуществом его является более простая и надёжная конструкция, невысокая стоимость, высокая ремонтопригодность.

Трансформаторный сварочный аппарат

К недостаткам относят зависимость дуги от скачков напряжения сети, большой вес и габаритные размеры, сильный нагрев во время проведения работ.

Что такое инвертор?

Инверторный сварочный аппарат или просто инвертор - один из источников энергии для электродуговой сварки, в основе которого лежит использование тока высокой частоты. Его работа осуществляется за счёт силовой электроники и небольшого трансформатора.

Инверторный сварочный аппарат

Достоинствами его признано низкое энергопотребление, компактность, небольшой вес и размеры, достаточно высокое качество шва.

К отрицательным сторонам инвертора можно отнести относительно высокую стоимость, боязнь влаги, пыли и низких температур (характерно для бюджетных моделей), чувствительность к скачкам напряжения, дорогостоящий ремонт.

Что общего у инвертора и трансформаторного сварочного аппарата

Сходство этих аппаратов в их назначении - образование и поддержание электрической дуги. Но есть ещё некоторые моменты, которые их объединяют:

Рассматриваемые аппараты объединяет наличие трансформатора, но разного размера. За счёт предварительного получения тока высокой частоты, в инверторах нет необходимости в использовании больших трансформаторов. Для получения тока 160 А нужен трансформатор весом 0,25 кг. Для получения такого же тока в индуктивных аппаратов необходим трансформатор весом 18-20 кг.
Возможность плавной регулировки тока. Трансформаторные аппараты имеют такую возможность благодаря изменению величины воздушного зазора в магнитопроводе.
Питание аппаратов осуществляется от бытовой (220В) или промышленной (380В) сети.
У большинства сварочных аппаратов есть защита от короткого замыкания.

Чем отличаются инверторный и трансформаторный источник электрической дуги

Габариты и вес сварочного аппарата трансформаторного типа больше, чем у инвертора. Промышленные образцы могут весить более ста килограммов.
Принцип действия. В инверторе переменный ток сети преобразуется первичным выпрямителем в постоянный, затем снова в переменный ток высокой частоты и далее снова происходит изменение на постоянный на вторичном выпрямителе. У сварочных аппаратов трансформаторного типа сила тока изменяется за счёт изменения положения магнитопровода, то есть сердечника понижающего трансформатора или включения в цепь разного количества витков обмоток.
Инвертор имеет более устойчивую дугу, благодаря стабильности сварочного тока, что влияет на качество шва.
Разница в конструкции. Инвертор более сложный и может оснащаться следующими дополнительными функциями: HOT START – увеличение начального тока для улучшения поджига сварочной дуги. ARC FORCE - увеличение сварочного тока для ускорения процесса плавления и препятствия залипанию, то есть происходит форсирование дуги. ANTI-STICK – снижение тока при залипании электрода для увеличения времени на его отрыв и защиты от перегрузки.
Процесс обучения работе на трансформаторе более сложный и трудоёмкий. Однако, освоив эти навыки, без труда можно работать на инверторе.
Инвертор выдаёт постоянный ток, трансформатор работает на переменном с частотой бытовой электросети 50 Гц.
Коэффициент мощности инвертора наибольший из всего сварочного оборудования, а КПД превышает трансформаторные аналоги на 20-30%.
Широкий диапазон изменения тока сварки.
Инвертор имеет такой показатель как коэффициент прерывистости работы (КП). Он определяет время непрерывной работы на максимальном сварочном токе. То есть, если КП равен 50%, то после 10 минут работы ему требуется 5 минут на охлаждение. К трансформаторному сварочному аппарату такие требования не предъявляются.
Возможность использования электродов, предназначенных как для постоянного, так и для переменного тока.

На сегодняшний день на рынке довольно широкий выбор оборудования для сварки различных производителей. Выбор сварочного аппарата следует производить исходя из задач, которые с его помощью предстоит выполнять.

vchemraznica.ru

Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

В двадцатом веке сварочный аппарат переменного тока был самым распространенным устройством сварки металлов в строительстве и промышленности. Это объясняется простотой конструкцией аппарата. Если говорить кратко, он представляет собой силовой понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого имеет несколько выводов. В зависимости от того какой метал нужно варить, какой толщины, каким электродом, сварщик выбирает тот или иной вывод вторичной обмотки.

Виды устройств

Сварочные аппараты, работающие за счет действия переменного тока, подразделяются на следующие виды:

оборудование для ручной электродуговой сварки с помощью отдельных электродов покрытых флюсом;
оборудование для ручной аргоновой электросварки с помощью неплавящихся электродов из вольфрама;
полуавтоматическое оборудование, осуществляющее сварку в среде защитного и инертного газа с помощью электродной проволоки;
оборудование контактной сварки.

В международной классификации электродуговая сварка получила обозначение ММА-АС или ММА-DC, в случае ручной электросварки одиночными электродами, а аргоновая сварка с неплавящимися электродами – TIG.

Конструкция на трансформаторах

Обычный аппарат для сварки по размерам и форме выглядел как стиральная бытовая машинка на колесах, только еще тяжелее. Замкнутый магнитопровод располагался вертикально. Внизу находилась первичная обмотка трансформатора.

Вторичная обмотка была подвижной. Она прикреплялась к гайке вертикального винта с ленточной резьбой. На крышке корпуса располагался рым-болт с ручкой. При вращении ручки гайка с вторичной обмоткой перемещалась по винту, изменяя магнитный поток, проходящий через катушки. Таким образом, осуществлялась регулировка сварочного электротока. Для перемещения аппарата на крышке имелась ручка, для присоединения проводов сварочной цепочки на боковой стенке располагался зажим. Все стенки имели щелевые отверстия для охлаждения трансформатора.

Говоря о таких аппаратах в прошедшем времени, имеется в виду, что сейчас в большинстве своем используют сварочные инверторы переменного и постоянного тока. Сварочным оборудованием на основе силового трансформатора практически не пользуются.

Чтобы сварочный шов получался качественным, требуется круто падающая вольтамперная характеристика трансформатора. Это достигается двумя способами. Первый вариант: в трансформаторе с нормальным магнитным рассеянием и отдельной реактивной катушкой (дросселем) регулировку сварочного процесса осуществляют за счет изменения зазора в сердечнике дросселя. Второй вариант: регулировка осуществляется за счет изменения зазора между первичной и вторичной катушками. При этом изменение электротока в широком диапазоне не приводит к изменению напряжения дуги, что положительно сказывается на качестве шва.

Оборудование для контактной сварки

У аппаратов контактной сварки в момент сварочного процесса у маломощных устройств сварочный ток достигает 5000-10000 А, в мощных устройствах доходит до 500 кА. Поэтому к трансформаторам предъявляются высокие требования.

Они являются понижающими трансформаторами с рядом конструктивных особенностей:

чтобы получить максимальный электроток вторичная обмотка выполняется из одного витка;
первичная обмотка выполняется на дисковом сердечнике в виде отдельных секций. Разбивка катушек на секции необходима для регулировки электротока, а диск для равномерного охлаждения;
вторичная обмотка выполнена в виде параллельно соединенных медных дисков. Для защиты от влаги они залиты эпоксидной смолой;
предусматривается воздушное или водяное охлаждение.

Аппараты контактной сварки в большинстве своем однофазные с сердечниками броневого типа. Так как качество сварки сильно зависит от длительности сварочного импульса, то коммутационное оборудование достаточно сложное – плата за точность. Аппараты испытывают большие механические нагрузки, до 400 пусков минуту, поэтому к ним предъявляются дополнительные требования по прочности конструкции.

Маломощные аппараты контактной сварки имеют сварочной ток до 5000 А, весят около 20 кг и сваривают металл толщиной до 2,5 мм. Широко применяются в домашних условиях и мелких мастерских.

Конструкция инвертора

Инверторы иногда называют сварочными аппаратами постоянного тока, поскольку при их работе на первом этапе происходит преобразование переменного напряжения в постоянное.

Инверторы активно вытесняют аппараты на трансформаторах благодаря небольшому весу, компактным размерам и высокой производительности.

Сварочный инвертор состоит из высоковольтного выпрямительного диодного моста и фильтра низких частот, генератора частоты в пределах 30-70 кГц, силовых высоковольтных ключей, разделительного конденсатора и понижающего трансформатора. Он выполняет функцию преобразователя низкочастотного переменного тока в высокочастотный.

Напряжение 220 В 50 Гц подается на выпрямительный мост, где происходит его выпрямление, фильтр снижает пульсации и поступает на электронные ключи выполненные на биполярных транзисторах с изолированным затвором или полевых транзисторах. На выходе ключей, благодаря блоку управления на основе генератора частоты, получается сигнал частотой 30-70 кГц. Проходя через разделительный конденсатор, электроток избавляется от постоянной составляющей и поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора. На выходе вторичной обмотки получается высокочастотный переменный ток, который используется для сварки. По сути, сварочные инверторы переменного тока выполняются, как импульсные источники питания без выпрямительного блока на выходе.

Из-за быстрого перехода через ноль сварочные инверторные аппараты переменного тока имеют устойчивую, равномерную дугу, что положительно сказывается на качестве шва. Использование инвертора позволяет получить малогабаритный аппарат большой мощности. Недостатком инвертора можно считать высокую чувствительность к скачкам напряжения.

Достоинства и недостатки

Ручная дуговая сварка переменным током работает на основе силового трансформатора, имеющего простую, надежную и недорогую конструкцию. Она может работать практически в любых условиях и длительное время без перерывов. К недостаткам нужно отнести невысокую производительность сварочных работ, необходимость постоянного удаления шлака. Сварочный шов получается хуже, чем дает сварка постоянным током.

Аргоновая сварка с использованием аппарата переменного тока с неплавящимися электродами дает сварной шов высочайшего качества, позволяет варить металл большого сечения, отсутствуют брызги. К недостаткам нужно отнести необходимость использования дополнительного оборудования в виде газовых баллонов и низкую производительность работ.

Электроды и особенности работ

Для сварки переменным электротоком электроды разработаны давно и имеют большое разнообразие. При использовании инверторов пришлось создавать новые электроды из-за специфики высокочастотного переменного тока.

Наиболее широко применяются электроды марок АНО, ОЗС, МР. Они используются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивают легкое разжигание электрической дуги и равномерность ее поддержания, легкое удаление шлака. Могут применяться для сварочных аппаратов переменного и постоянного тока.

Главная особенность сварки переменным током заключается в изменении полярности протекающего через электрическую дугу тока. Из-за того, что на частоте 50 Гц время перехода через ноль довольно большое, дуга почти гаснет, получается неравномерной. Это приводит часто к пористости шва, снижению его качества. При использовании высокочастотного переменного электротока этот недостаток практически преодолевается. Использование постоянного позволяет получать сварочные швы более высокого качества за счет равномерного выделения теплоты в сварочной ванне. На постоянном токе электрическая дуга зажигается при меньшем напряжении, и ее легче поддерживать сварщику.

svaring.com

В чем разница переменного тока и постоянного?

Лишь немногие способны реально осознать, что переменный и постоянный ток чем-то отличаются. Не говоря уже о том, чтобы назвать конкретные различия. Цель данной статьи – объяснить основные характеристики этих физических величин в терминах, понятных людям без багажа технических знаний, а также предоставить некоторые базовые понятия, касающиеся данного вопроса.

Сложности визуализации

Большинству людей не составляет труда разобраться с такими понятиями, как «давление», «количество» и «поток», поскольку в своей повседневной жизни они постоянно сталкиваются с ними. Например, легко понять, что увеличение потока при поливе цветов увеличит количество воды, выходящей из поливочного шланга, в то время как увеличение давления воды заставит ее двигаться быстрее и с большей силой.

Электрические термины, такие как «напряжение» и «ток», обычно трудно понять, поскольку нельзя увидеть или почувствовать электричество, движущееся по кабелям и электрическим контурам. Даже начинающему электрику чрезвычайно сложно визуализировать происходящее на молекулярном уровне или даже четко понять, что собой представляет, например, электрон. Эта частица находятся вне пределов сенсорных возможностей человека, ее невозможно увидеть и к ней нельзя прикоснуться, за исключением случаев, когда определенное количество их не пройдет через тело человека. Только тогда пострадавший определенно ощутит их и испытывает то, что обычно называют электрическим шоком.

Тем не менее, открытые кабели и провода большинству людей кажутся совершенно безвредными только потому, что они не могут увидеть электронов, только и ждущих того, чтобы пойти по пути наименьшего сопротивления, которым обычно является земля.

Аналогия

Понятно, почему большинство людей не могут визуализировать то, что происходит внутри обычных проводников и кабелей. Попытка объяснить, что что-то движется через металл, идет вразрез со здравым смыслом. На самом базовом уровне электричество не так сильно отличается от воды, поэтому его основные понятия довольно легко освоить, если сравнить электрическую цепь с водопроводной системой. Основное различие между водой и электричеством заключается в том, что первая заполняет что-либо, если ей удастся вырваться из трубы, в то время как второе для передвижения электронов нуждается в проводнике. Визуализируя систему труб, большинству легче понять специальную терминологию.

Напряжение как давление

Напряжение очень похоже на давление электронов и указывает, как быстро и с какой силой они движутся через проводник. Эти физические величины эквивалентны во многих отношениях, включая их отношение к прочности трубопровода-кабеля. Подобно тому, как слишком большое давление разрывает трубу, слишком высокое напряжение разрушает экранирование проводника или пробивает его.

Ток как поток

Ток представляет собой расход электронов, указывающий на то, какое их количество движется по кабелю. Чем он выше, тем больше электронов проходит через проводник. Подобно тому, как большое количество воды требует более толстых труб, большие токи требуют более толстых кабелей.

Использование модели водяного контура позволяет объяснить и множество других терминов. Например, силовые генераторы можно представить как водяные насосы, а электрическую нагрузку – как водяную мельницу, для вращения которой требуется поток и давление воды. Даже электронные диоды можно рассматривать как водяные клапаны, которые позволяют воде течь только в одну сторону.

Постоянный ток

Какая разница между постоянным и переменным током, становится ясно уже из названия. Первый представляет собой движение электронов в одном направлении. Очень просто визуализировать его с использованием модели водяного контура. Достаточно представить, что вода течет по трубе в одном направлении. Обычными устройствами, создающими постоянный ток, являются солнечные элементы, батареи и динамо-машины. Практически любое устройство можно спроектировать так, чтобы оно питалось от такого источника. Это почти исключительная прерогатива низковольтной и портативной электроники.

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. Мощность нагрузки измеряется в ваттах и равна: P = U × I.

Из-за простых уравнений и поведения постоянный ток относительно легко осмыслить. Первые системы передачи электроэнергии, разработанные Томасом Эдисоном еще в XIX веке, использовали только его. Однако вскоре разница в переменном токе и постоянном стала очевидной. Передача последнего на значительные расстояния сопровождалась большими потерями, поэтому через несколько десятилетий он был заменен более выгодной (тогда) системой, разработанной Николой Теслой.

Несмотря на то что коммерческие силовые сети всей планеты в настоящее время используют переменный ток, ирония заключается в том, что развитие технологии сделало передачу постоянного тока высокого напряжения на очень больших расстояниях и при экстремальных нагрузках более эффективной. Что, например, используется при соединении отдельных систем, таких как целые страны или даже континенты. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном. Однако первый по-прежнему используется в низковольтных коммерческих сетях.

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Если переменный ток намного проще производить с помощью генератора, используя кинетическую энергию, то батареи могут создавать только постоянный. Поэтому последний доминирует в схемах питания низковольтных устройств и электроники. Аккумуляторы могут заряжаться только от постоянного тока, поэтому переменный ток сети выпрямляется, когда аккумулятор является основной частью системы.

Широко распространенным примером может служить любое транспортное средство – мотоцикл, автомобиль и грузовик. Генератор, устанавливаемый на них, создает переменный ток, который мгновенно преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, поскольку в системе электроснабжения присутствует аккумулятор, и большинству электроники для работы требуется постоянное напряжение. Солнечные элементы и топливные ячейки также производят только постоянный ток, который затем при необходимости можно преобразовать в переменный с помощью устройства, называемого инвертором.

Направление движения

Это еще один пример разницы постоянного тока и переменного тока. Как следует из названия, последний представляет собой поток электронов, который постоянно меняет свое направление. С конца XIX века почти во всех бытовых и промышленных электрических всего мира используется синусоидальный переменный ток, поскольку его легче получить и гораздо дешевле распределять, за исключением очень немногих случаев передачи на большие расстояния, когда потери мощности вынуждают использовать новейшие высоковольтные системы постоянного тока.

У переменного тока есть еще одно большое преимущество: он позволяет возвращать энергию из точки потребления обратно в сеть. Это очень выгодно в зданиях и сооружениях, которые производят больше энергии, чем потребляют, что вполне возможно при использовании альтернативных источников, таких как солнечные батареи и ветряные турбины. Тот факт, что переменный ток позволяет обеспечить двунаправленный поток энергии, является основной причиной популярности и доступности альтернативных источников питания.

Частота

Когда дело доходит до технического уровня, к сожалению, объяснить, как работает переменный ток, становится сложно, поскольку модель водяного контура к нему не совсем подходит. Однако можно визуализировать систему, в которой вода быстро меняет направление потока, хотя не понятно, как она при этом будет делать что-то полезное. Переменный ток и напряжение постоянно меняют свое направление. Скорость изменения зависит от частоты (измеряемой в герцах) и для бытовых электрических сетей обычно составляет 50 Гц. Это означает, что напряжение и ток меняют свое направление 50 раз в секунду. Вычислить активную составляющую в синусоидальных системах довольно просто. Достаточно разделить их пиковое значение на √2.

Когда переменный ток меняет направление 50 раз в секунду, это означает, что лампы накаливания включаются и выключаются 50 раз в секунду. Человеческий глаз не может это заметить, и мозг просто верит, что освещение работает постоянно. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном.

Векторная математика

Ток и напряжение не только постоянно меняются – их фазы не совпадают (они несинхронизированные). Подавляющее большинство силовых нагрузок переменного тока вызывает разность фаз. Это означает, что даже для самых простых вычислений нужно применять векторную математику. При работе с векторами невозможно просто складывать, вычитать или выполнять любые другие операции скалярной математики. При постоянном токе, если по одному кабелю в некоторую точку поступает 5A, а по другому – 2A, то результат равен 7A. В случае переменного это не так, потому что итог будет зависеть от направления векторов.

Коэффициент мощности

Активная мощность нагрузки с питанием от сети переменного тока может быть рассчитана с помощью простой формулы P = U × I × cos (φ), где φ – угол между напряжением и током, cos (φ) также называется коэффициентом мощности. Это то, чем отличаются постоянный и переменный ток: у первого cos (φ) всегда равен 1. Активная мощность необходима (и оплачивается) бытовыми и промышленными потребителями, но она не равна комплексной, проходящей через проводники (кабели) к нагрузке, которая может быть рассчитана по формуле S = U × I и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Разница между постоянным и переменным током в расчетах очевидна – они становятся более сложными. Даже для выполнения самых простых вычислений требуется, по крайней мере, посредственное знание векторной математики.

Сварочные аппараты

Разница между постоянным и переменным током проявляется и при сварке. Полярность дуги оказывает большое влияние на ее качество. Электрод-позитивная сварка проникает глубже, чем электрод-негативная, но последняя ускоряет наплавление металла. При постоянном токе полярность всегда постоянная. При переменном она меняется 100 раз в секунду (при 50 Гц). Сварка при постоянном предпочтительнее, так как она производится более ровно. Разница в сварке переменным и постоянным током заключается в том, что в первом случае движение электронов на долю секунды прерывается, что приводит к пульсации, неустойчивости и пропаданию дуги. Этот вид сварки используется редко, например, для устранения блуждания дуги в случае электродов большого диаметра.

Напечатать