Принцип работы сварочного инвертора
Сварочный инвертор – мощнейший блок питания, который по способу преобразования энергии аналогичен импульсному блоку питания.
Основные стадии преобразования энергии в инверторе:
- Приём и выпрямление тока сети с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.
- Преобразование полученного выпрямленного тока в переменный с высокой частотой от 20 до 50 кГц.
- Понижение и выпрямление высокочастотного переменного тока в ток, сила которого находится в пределах 100…200 А, и напряжение от 70 до 90 В.
Преобразование высокочастотного электротока до тока нужной величины позволяет уйти от неудобных габаритов и большого веса инвертора, которые имеют обычные трансформаторные аппараты, в которых значение тока достигается путём преобразования ЭДС в индукционной катушке. Также при включении сварочного инвертора в сеть не будет наблюдаться резких скачков электрической энергии, и более того, устройство содержит в своей схеме специальные аккумуляционные конденсаторы, которые защищают аппарат при сварке в период неожиданного отключения электричества и позволяют произвести розжиг дуги инвертора более мягко.
Схема дуговой сварки
Получение качественного шва при сварке зависит от многих факторов, поэтому, до начала работ, мастеру в обязательном порядке необходимо ознакомиться с тем, как правильно пользоваться инвертором согласно прилагаемой инструкции, а также основными правилами и нюансами выполнения сварочных работ, которые будут подробно описаны ниже.
Особое внимание следует обратить на диаметр электродов для сварки. Важно знать, что количество потребляемой энергии напрямую зависит от толщины сварочных стержней, и, соответственно, чем больше их диаметр, тем выше и энергопотребление. Эта информация поможет правильно рассчитать максимальное потребление электрической энергии инвертором, что предупредит неблагоприятные последствия от его работы в отражении на бытовой технике. Также существует зависимость диаметра электрода от выбираемой для работы силы тока, уменьшение которой приведёт к ухудшению качества шва, а увеличение – к излишней скорости сгорания сварного стержня.
Устройство инверторного аппарата
Выбирая прибор для проведения сварочных работ, следует обратить внимание на его устройство:
- Корпус является основной частью прибора. На фото современных сварочных инверторов видно, что большинство моделей оборудованы опорными ножками, придающими конструкции устойчивость.
- На фасаде прибора прикреплена индикаторная панель, на которой имеется набор регуляторов (переключатели режимов сварки, переключатель на ручной режим), а также индикаторы неисправности или готовности к работе.
- На передней же панели расположены разъемы для подключения рабочей части (ручка для фиксации электрода), для зажима массы.
- Сетевой шнур отходит от задней поверхности корпуса.
- При выборе той или иной модели следует обязательно обратить внимание на наличие вентиляционной решетки, которая способствует более качественному охлаждению инвертора.
Для профессиональных сварочных аппаратов можно заглянуть и под «крышку» корпуса. Внутри корпуса находится выпрямитель тока, генерирующий блок инвертора, трансформатор, рабочий шунт. Элементы управления сварочным инвертором вынесены в отдельный блок для безопасности работы.
Конструкция инвертора для сварки
С целью понимания, как правильно пользоваться сварочным аппаратом, начинающему мастеру следует ознакомиться с конструкцией инвертора.
Сварочный инвертор – это металлическая коробка с внутренним составляющим, общим весом около 7 кг, которая для удобства переноски снабжена ручкой и наплечным ремнём. Корпус сварочного инвертора может содержать в себе вентиляционные отверстия, которые способствуют лучшему оттоку воздуха при охлаждении агрегата. Передняя панель имеет кнопки переключения рабочего состояния, ручки-регуляторы для выбора необходимого напряжения и тока, выходы для подключения рабочих кабелей, а также индикаторы, сигнализирующие о наличии питания и перегреве инвертора при сварке. Кабель для подключения аппарата к электросети обычно подсоединяется в разъём, расположенный с задней стороны инвертора.
Конструкция сварочного инвертора
При контакте электрода во время сварки со свариваемыми металлическими пластинами образуется высокотемпературная дуга, вследствие чего происходит расплавление и элементов сварного стержня, и металла сварного соединения. Ванна, образованная в области дуги расплавленными металлами пластин и электрода, защищается от окисления разжиженной обмазкой электрода. После полного охлаждения металла, верхняя поверхность шва, защищаемая электродной обмазкой в течении проведения сварки, превратится в затвердевший шлак, который достаточно легко устранится легким механическим воздействием (например, постукиванием). Важно соблюдать одинаковое расстояние-зазор между металлом сварного соединения и электродом (длину дуги), что предупредит её угасание. Для этого, подача электрода в область сплавления должна осуществляться с постоянной скоростью, а ведение сварного стержня по стыку сварного шва должно быть ровным.
Сварочная дуга
С чего начать сварку металла инвертором?
Как пользоваться сварочным инвертором? Сначала нужно позаботиться о безопасности. Для сварки нужно приобрести маску, закрытые ботинки и перчатки из толстой кожи, плотную одежду. Ваше обмундирование должно вас защищать от искр. Помимо средств индивидуальной защиты, нужно позаботиться о безопасности окружающих вас людей и предметов. Если вы собираетесь «варить» дома либо в иных местах, где могут появится люди без специальной защиты, следует их об этом предупредить. Если это все-таки произошло – немедленно прекратите сварку. Очистите пространство вокруг места сварки от лишних предметов, легковоспламеняющихся предметов и жидкостей, которые могут спровоцировать пожар или взрыв. Работу нужно выполнять на специальном настиле из дерева в целях исключения возможности поражения током. Обеспечьте наличие ведра с песком рядом с вами. Правильная работа со сварочным оборудованием равняется безопасной работе.
Металл, который вы собираетесь «варить», должен быть подготовлен. Его необходимо очистить от лишнего: ржавчины, краски. Кромки должны быть обработаны растворителем. На них не должно быть остатков жира или краски.
Далее подключаем куда необходимо сварочные кабели, выбираем нужный электрод, выставляем величину тока. В таблице ниже указано как подобрать нужный электрод. Диаметр электрода зависит от толщины изделия, подлежащего сварке. Приведены рекомендуемые значения.
Толщина металла, мм | 2 | 3 | 4-5 | 6-8 | 9-10 |
Диаметр электрода, мм | 2 | 3 | 3-4 | 4 | 4-5 |
Ток сварки, А | 50- 60 | 110- 120 | 110-120 (при d=3MM) 140-160 (при d=4MM) | 140- 160 | 140-160 (при d=4MM) 225-300 (при d=5MM) |
Техника безопасности
Перед тем, как приступить к домашней сварке, электросварщику необходимо позаботиться о технике безопасности:
- надеть защитный костюм из прочной натуральной ткани высокой плотности, которая не подвержена возгоранию и оплавлению при попадании на неё искр. Костюм должен скрыть область шеи, и иметь рукава, которые плотно застёгиваются на запястье.
- защитить руки рукавицами из грубого полотна;
- обуть удобную кожаную обувь с толстой подошвой;
- защитить глаза маской сварщика со светофильтром, который зависит от силы тока при сварке.
Место, где будет проводиться сварка, также должно быть тщательно подготовлено:
- уложен деревянный настил, выполняющий защитную функцию от возможного поражения током;
- место проведения сварки освобождено от всего лишнего (для предупреждения попадания сварочных брызг);
- освещение должно быть качественным;
- движения сварщика не должны быть стеснены.
Азы сварки инвертором
Научиться варить сварочным инвертором несложно. Самым первым этапом овладения техникой сварки будет подготовка свариваемых металлических пластин:
- очищение кромки пластин от следов коррозии металлической щёткой;
- обезжиривание кромки растворителем.
Полагаясь на диаметр электродов, выбор которых основывается на марке свариваемого металла, необходимо выбрать величину тока для сварки. Значение сварочного тока также будет обусловлено и сечением свариваемых элементов. Чтобы качество шва при сварке инвертором не пострадало, предварительно сварные стержни следует просушить в духовом шкафу с температурой нагрева 200 º в течении 2-3 ч.
Способы выполнения сварных швов
Для того, чтобы сварить металл, клемму массы нужно подключить к плоскости свариваемого элемента. Далее нужно разжечь дугу. Сделать это можно двумя способами:
- чиркая по металлической поверхности пластины, по аналогии с розжигом спичечной головки;
- постукивая электродом по свариваемой поверхности.
Работа сварочным инвертором будет более удобной, если при сварке кабель держака прижать к телу, предварительно обмотав его вокруг предплечья рабочей руки. В таком положении кабель не будет тянуть в сторону держак и регулировка его положения будет более сподручной. Поэтому, при выборе инвертора особое внимание необходимо уделить длине и гибкости кабелей, ведь именно от этих показателей будет зависеть удобство работы сварщика.
Правильное положение кабеля при сварке
После розжига дуги, электрод нужно отвести от плоскости металлической пластины на расстояние, равное длине дуги (примерно 2-3 мм) и можно приступать к сварке. Чтобы сделать качественную сварку, необходимо постоянно следить за длиной электродуги. Короткая дуга (около 1 мм) способна вызвать сварочный дефект, носящий название «подрез». Этот изъян сварки характеризуется возникновением неглубокой канавки, параллельной сварному шву, и приводящей к снижению показателей прочности шва. Длинная дуга нестабильна, обеспечивает более низкую температуру в зоне сварки, и, как следствие, такой шов имеет слишком малую глубину и «размазанность». Сварщик, который умеет правильно регулировать длину дуги, получит шов высокого качества.
После окончания сварки, следует аккуратно отбить молотком застывшую поверх шва окалину.
Полярность при сварке инвертором
Плавление металла обуславливается воздействием на него высокой температуры сварочной дуги, которая возникает в результате присоединения противоположных клемм инвертора к металлической пластине и к сварному стержню. В зависимости от порядка подключения клемм сварочного инвертора, различают прямую и обратную полярность.
Порядок подключения клемм при прямой и обратной полярности
Полярность– это задание направления движения электронов. И прямая, и обратная полярность применяется при сварке инвертором, поэтому начинающему сварщику важно знать отличия этих видов подключений.
Прямая полярность – это полярность, возникающая после подсоединения электрода к клемме «минус», а металлопластины — к клемме «плюс». При таком подключении движение тока идёт от электрода к металлу, в результате чего металл прогревается более интенсивно, и зона расплавления становится резко ограниченной и глубокой. Прямая полярность подключения сварочного инвертора выбирается при сварке толстостенных элементов и при инверторной резке.
Обратная полярность характеризуется подключением «минуса» к металлической пластине, а «плюса» — к электроду. Зона сплавления при таком подключении более широкая и имеет малую глубину. Направление тока направлено от металлической заготовки к электроду, в результате чего происходит более сильный нагрев электрода. Такой порядок уменьшает риск возникновения прожога и применяется при сваривании тонкостенных металлических изделий.
Что такое сварочный шов и как его сделать?
Сварочный шов представляет собой участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, сердцевину, которая покрыта специальным покрытием, которое не дает кислороду попасть в область сварки (сварочную ванну). Стержень производится из токопроводящих металлов, чтобы электрический ток поступал непосредственно к свариваемой детали.
Процесс создания электрической дуги представляет собой соединение металлического стержня электрода с изделием. Специальное покрытие вокруг стержня электрода начинает гореть и плавится. При плавлении покрытия выделяются газы, которые окружают сварную ванну, защищая металл от кислорода в процессе сварки. Расплавленное покрытие следующим слоем защищает только что расплавленный металл от кислорода после сварки. Этот слой расплавленного покрытия называется шлаком.
Сам процесс соединения металла имеет еще больше нюансов. Чтобы получить качественный шов, два свариваемых куска металла нужно нагреть до одинаковой температуры. Металл должен быть расплавлен на одинаковом расстоянии от края обоих изделий. Так как электрод плавящийся, при сварке его частицы «смещают» дугу ближе к шву, поэтому нужно постоянно приближать держатель поближе к изделию.
Чтобы шов получился шире, нужно «вырисовывать» им в процессе сварки различного рода рисунки: круги, зигзаги и прочие. Научится делать это с первого раза все равно будет непросто, хоть у сварочного инвертора и не «скачет» дуга.
Движения электрода при сварке инвертором
Работа с тонким металлом
Сварку тонкостенных металлических изделий инвертором проводят путём подключения клемм по схеме, соответствующей обратной полярности, и расположения электрода углом вперёд. Эта техника сварки обеспечивает получение меньшей зоны нагрева при достаточной ширине шва.
Розжиг электрода следует производить предельно аккуратно, ведь начало ведения ванны при сварке тонкого металла зачастую сопровождается прожогом. Сварку тонкого металла инвертором необходимо проводить постепенно, заваривая небольшие участки с кратковременным отводом электрода от ванны. В этот момент требуется следить, чтобы жёлтое свечение кончика электрода не погасло.
Качество сварного шва напрямую зависит от качества электродов, которые помогут избежать излишнее образование шлака в шве малого сечения. Также использование электродов малого диаметра позволяет избежать прожога металла.
При завершении шва не следует резко отрывать электрод для гашения дуги, ведь в таком случае на конце шва образуется заметный кратер, который ухудшит показатели прочности металла сварного соединения и результат работы оборудования сварочный аппарат окажется неудовлетворительным.
Ещё один дефект, часто возникающий при сварке тонкого металла – это деформация изделия. Для предупреждения её появления, необходимо перед сваркой тщательно закрепить свариваемые детали.
Общая информация
Многие сварочные инверторы, будь они бытовое или профессиональные, могут быть оснащены встроенной пуско-зарядной функцией. Типичный пример такого аппарата — Калибр СВИЗ 200АП.
Этот и подобные ему аппараты считается пускозарядным, поскольку к нему можно подключить любой аккумулятор и осуществить его зарядку и/или запуск. Инвертор с пуско-зарядной функцией – это и сварочный аппарат, и пусковое устройство для автомобиля, и зарядка аккумулятора в одном корпусе. Удобно? Еще бы!
С помощью такого прибора можно в мороз запустить двигатель автомобиля, подзарядить автомобильный аккумулятор и другие типы АКБ. Вы можете в любой сложной ситуации своими руками решить множество бытовых проблем.
Поэтому, отвечаем на самый популярный вопрос: «А можно ли зарядить аккумулятор сварочным инверторным аппаратом?». Ответ: да! Но только в том случае, если аппарат оснащен этой функцией.