Какие бывают сварочные аппараты? виды и принцип работы

Принцип работы сварочного трансформатора

При работе трансформаторного сварочного аппарата происходит понижение сетевого напряжения с одновременным возрастанием тока. Принцип действия основан на простом физическом процессе:

• после подачи напряжения ток, протекающий по виткам первичной катушки, создает переменное магнитное поле;
• по сердечнику оно передается на вторичную обмотку;
• магнитной индукцией в катушке наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая придает электронам направленное движение, поэтому по виткам начинает протекать ток;
• из-за меньшего числа витков во вторичной обмотке, напряжение на ней меньше, чем на сетевой катушке.

Способ регулирования сварочного тока путем изменения расстояния между обмотками основан на зависимости магнитного сопротивления сердечника от величины зазора между ними. Чем меньше промежуток, тем больше ток и наоборот. В трансформаторных сварочных аппаратах с закрепленной вторичной обмоткой магнитное сопротивление изменяют регулировкой зазора на сердечнике подвижным шунтом.

Холостой ход

Когда выполняется сварка, трансформатор работает под нагрузкой. После завершения шва переходит в режим холостого хода. Однако это не означает, что на вторичной обмотке нет напряжения. ЭДС наводится за счет ответвлений от магнитного потока.

Безопасной считается величина напряжения холостого хода сварочного трансформатора в пределах 48 — 70 В. При превышении обязательна установка автоматического ограничителя. Он снижает напряжение холостого хода до безопасной величины сразу после погасания дуги. Для защиты от поражения электрическим током при пробое изоляции первичной катушки корпус должен быть заземлен.

Правила выбора прибора

Правила выбора прибора зависят от того, какой именно сварочный аппарат будет использоваться.

Так, при покупке трансформаторов рекомендуется обращать внимание на следующие моменты:

• Рабочее напряжение. Для домашнего использования подойдут трехфазные или однофазные приборы 380/220 В. Можно также приобрести универсальный агрегат, который подходит к любому типу напряжения.
• Мощность устройства. Не обязательно приобретать прибор самой высокой мощности. Главное, чтобы аппарат подходил к домашней сети.
• Параметры рабочих токов и размер электродов. В этом случае все зависит от того, для какого материала будет использоваться прибор.
• Габариты агрегата. Чем меньше размер, тем легче будет выбрать для хранения прибора и транспортировать его.

При выборе выпрямителей рекомендуется ориентироваться на такие моменты:

• Наличие импульсного выпрямительного тока. Только в этом случае устройства гарантируют стабильную дугу и минимальное разбрызгивание металла. Кроме того, такие приборы формируют качественный шов и не требуют частой замены расходников.
• Рабочее напряжение. Оно должно подходить к домашней сети.
• Принципы регулировки режимов сварки. Это обеспечивает удобство выполняемой процедуры.

Каким сварочным аппаратом пользуетесь Вы?

ПолуавтоматомИнверторным

Критерии выбора инверторных сварочных аппаратов:

• Рабочее напряжение. Оно должно подходить к домашней сети.
• Характеристики токов и режимов сварки. В этом случае все зависит от того, для какой толщины материала будет использован прибор.
• Продолжительность включения ПВ. От этого показателя будет зависеть то, как долго будет функционировать устройство при максимальном токе. Чем он больше, тем лучше.
• Мощность. От этого показателя зависит тот момент, можно ли использовать кабель для подключения прибора и будет ли работать устройство, не вызывая скачков напряжения.
• Диапазон питающего напряжения. От этого показателя зависит возможность использования прибора при перепадах напряжения.
• Дополнительные опции. Они повышают функциональность и удобство применения агрегатов.

Классификация по видам: многопостные, однопостные и прочие

Существует несколько видов сварочных выпрямителей.

Сварочный пост – рабочее место сварщика. Выпрямители имеют конструкции, способные обслуживать как один пост, так и несколько одновременно. Если с одним постом все понятно, то как происходит функционирование группы постов, исключающая влияние друг на друга, требуется пояснить.

Сварочный 4-постовой выпрямитель ВДМ-6303С. Фото ВсеИнструменты.ру

Независимость в функционировании определяется неизменным напряжением холостого хода каждого поста. Это обеспечивается жесткой вольтамперной характеристикой. При падающей характеристике короткое замыкание на отдельном посту снижало бы напряжение на других постах и прекращало бы сварку. Каждый пост имеет дополнительное изменяемое сопротивление для регулирования силы тока.

Многопостовой сварочный выпрямитель используется в промышленных условиях. Однопостовые применяются не профессиональными сварщиками.

Сварочный выпрямитель ЭТА ВД-306 Б 3х380. Фото ВсеИнструменты.ру

Основное свойство для классификации сварочных выпрямителей – это различие по характеристикам выходного выпрямленного напряжения от сварочного тока. В зависимости от этой характеристики (пологопадающая, крутопадающая или универсальная) определяется применяемость выпрямителя к той или другой сварочной технологии.

Крутопадающая характеристика – для ручной дуговой сварки штучными покрытыми электродами, аргонодуговой сваркой с вольфрамовыми электродами, механизированной сваркой под флюсом на аппаратах с регулированием подачи электродной проволоки в зависимости от напряжения дуги.

Выпрямители с пологопадающей характеристикой – применяются при механизированной сварке с плавящимся электродом в среде защитных газов или под флюсом, при постоянной скорости подачи проволоки, не зависящей от напряжения дуги. Эти характеристики производитель получает с помощью регулировки трансформатора, регулированием индуктивного сопротивления дросселя или с помощью полупроводниковых приборов

Прежде всего важно знать для каких работ годится сварочный выпрямитель и его параметры

• Трансформаторные. Внутри силового трансформатора расположены подвижные катушки. Первичная регулировка производится переключением обмоток со схемы «звезда» на «треугольник». Более тонкая регулировка происходит за счет изменения расстояния между обмотками.
• Транзисторные. Полупроводник работает по принципу ключа. Транзистор настроен на определенную по величине силу тока. При этом регулировка сильного тока происходит за счет более слабого. Такой способ регулирования расширяет диапазон применяемых сварочных токов.
• С регулировкой дросселя насыщения. Обычно дроссель (индуктивное сопротивление) находится между трансформатором и выпрямительным блоком. Силовой трансформатор выдает постоянное напряжение. Использование индуктивного сопротивления позволяет изменять параметры и выпрямитель уже будет работать на падающей вольтамперной характеристике.
• Тиристорные. Здесь управление напряжением и силой тока осуществляется с помощью электронной схемы. В схеме есть подстроечный элемент, через который производится настройка напряжения и силы тока подводимых к электроду в месте сварки.
• Инверторные сварочные выпрямители. Производят регулировку сварочного тока по совсем другому принципу. Электронные приборы способны автономно осуществлять регулирование сварочного тока высокой частоты и уйти от повышения тока за счет снижения напряжения.

Выпрямитель инверторный Линкор ВД-201И. Фото Сварочные Технологии

Сварочные выпрямители подразделяются на бытовые, с мощностью не превышающей 200 А, полупрофессиональные (мощность – до 300 А) и профессиональные (свыше 300 А). Модели отличаются между собой по мощности, габаритам и количеству поглощаемой энергии.

Сварочный инверторный выпрямитель Foxweld ВД-306И, максимальный ток – 315 А. Фото ВсеИнструменты.ру

Основные технические данные выпрямителей: напряжение питающей сети и холостого хода, максимальная мощность работы, потребляемая мощность, тип сварочного тока, диаметр электродов, вес и габариты . Различные виды выпрямителей предназначены для разных работ – так, например, ВД2-313 используется для двухпостовой дуговой сварки стальных предметов, а ВДУ-506 – универсальный выпрямитель, способен проводить комплектацию сварочных автоматов и порошковую сварку.

Различные виды выпрямителей предназначены для разных работ — так, например, ВД2-313 предназначен для двухпостовой дуговой сварки стальных предметов, а ВДУ-506 — универсальный выпрямитель, способен проводить комплектацию сварочных автоматов и порошковую сварку.

Какой лучше выбрать для дома?

Существует три основных типа сварочных аппаратов:

• Инверторы;
• Трансформаторы;
• Выпрямители.

Если выбирать сварочный аппарат для дома, лучше остановить свой выбор на агрегатах инверторного принципа действия, так как они имеют наименьший вес, компактные размеры и способны работать в течение длительного времени, что позволяет им справляться с любыми бытовыми задачами.

В зависимости от того, как происходит сварка, агрегаты подразделяются на:

• MMA – ручная дуговая;
• MAG/MIG – полуавтоматическая;
• CUT – плазменная резка;
• TIG – аргонодуговая.

Из недостатков можно выделить более высокую стоимость и чувствительность к скачкам напряжения, хотя сейчас можно найти агрегаты, работающие от пониженного напряжения (от 125 Вт), но на 100% доверять производителю не стоит и лучше обзавестись специальным стабилизатором, который обеспечит устройство постоянным и стабильным напряжением.

Аппарат для газовой резки и сварки

Газовая сварка предполагает нагрев детали до расплава пламенем высокой температуры. При этом применяются горючие газы — водород, природный газ, ацетилен. Отличительным свойством этих газов является хорошее горение на воздухе. Чаще всего в газосварочных аппаратах используют ацетилен, легко получаемый с помощью карбида кальция и воды. Температура горения этого газа 3200–3400 °C.

Достоинства газовой сварки и резки металлов:

1. Несложная технология.
2. Не требуется доступ к электрической сети, нет необходимости в использовании электрического тока.
3. Оборудование, на базе которого выполняется сварка, достаточно несложно.

Следует, однако, отметить, что газовая сварка не обеспечит высокую скорость работ и производительность, ведь выполняется лишь вручную.

Серьёзное внимание при газовой сварке уделяется подготовке деталей, регулированию мощности горелки, установке её в нужное положение

Классификация сварочных трансформаторов

Разделение на виды сварочных трансформаторов происходит исходя из типа сварки и управления фазами. Первый признак выделяет устройства для ручной дуговой сварки и автоматической, с применением флюса. Второй получил более внушительную классификацию, которая выглядит следующим образом:

1. Устройства со стандартным магнитным рассеянием амплитудной регулировки (присутствует дроссель с воздушным промежутком или насыщения);
2. Приборы с повышенным магнитным рассеиванием (содержат подвижные разнесенные обмотки, намагниченные конденсаторы, импульсные выпрямители);
3. Тиристорные (содержат импульсивные выпрямители или подпитку).

Мы рассмотрели общую классификацию сварочных трансформаторов переменного тока, которая является лишь поверхностной. Для более точного понимания существующих моделей устройств, следует разобраться в трансформаторах, отличающихся друг от друга преимущественно фазовым управлением.

Устройства, работающие на переменном токе с синусоидальным управлением сварочного процесса делают это за счет изменения сопротивления или переключения тока холостого хода. При это удается без изменений передать синусоидальную форму входного тока сварки трансформаторной.

Тороидальный трансформатор считается одним из наиболее интересных по своей конструкции. Его особенность состоит в том, что большая часть устройств собирается по схеме, аналогичной буквам Ш или П, а этот повторяет форму бублика. Благодаря такой компоновке удалось снизить размеры прибора, при этом получив больше мощности из текущего объема механизма. Конкурировать с ним может только трехфазный трансформатор с системой ступенчатого понижения тремя однофазными приборами. Этот является наиболее компактным и удобным в управлении, среди существующих ныне на рынке моделей.

Все сказанное выше относится к переменному току, но стоит упомянуть и трансформаторы постоянного тока, точнее аппараты, имеющие в своей конструкции выпрямитель переменного тока в постоянный. Они более удобны, выдают стабильную дугу, однако для работы с ними требуется определенная специализация.

Подобные механизмы редки в использовании из-за сложного принципа работы, который не только утяжеляет сам аппарат, но и делает его чрезмерно дорогим. Благодаря доступности работ с цветным металлом и нержавейкой трансформаторы постоянного тока, чаще всего, используются на мелких и крупных предприятиях, для обработки редких металлов. Не стоит забывать и то, что они требуют особых электродов, поэтому их бытовое применение практически исключено. Сравнивая две модели для переменного и постоянного тока, первую следует выбирать для личных нужд, а второй вариант лучше подойдет для ответственных работ в сфере сварочных услуг.

Устройство и принцип работы сварочного аппарата

Основное действие, которое необходимо выполнить сварочному аппарату – это понизить напряжение, подающееся из сети до необходимого уровня. Для выполнения этого процесса поэтапно в устройстве выполняются следующие шаги:

1. Изначально поступающий переменный ток из электросети выпрямляется;
2. Далее выпрямленный, постоянный ток преобразуется в переменный с высокой частотой;
3. Трансформатор понижает полученное высокочастотное напряжение до значений, применимых при сварке;
4. С помощью выпрямителя получают постоянный пониженный ток.

Принцип работы аппарата будет зависеть от его устройства и наоборот, конструкции повлияет на то, как будет происходить процесс преобразования тока. Приведем в пример основные составляющие узлы инвертора:

• диод, принимающий входящий ток из сети;
• фильтр, который включает в себя конденсатор и дросселя. С помощью него осуществляется второй шаг — изменяется тип тока и его частота;
• трансформатор, увеличивает значения переменного тока;
• выпрямитель для завершающей стадии – получения постоянного тока;
• микропроцессор для управления и контроля всеми стадиями, происходящими в инверторе.

В конструкции некоторых сварочных аппаратов могут быть предусмотрены специальные датчики, которые следят за основными параметрами — значения напряжения и тока, также идет контроль изменения температуры. Если эти характеристики достигнут определенных максимальных значений, то сработает автоматическое отключение устройства.

На что следует обратить внимание при подборе сварочного аппарата

Сварочный аппарат может пригодиться вам для различных нужд дома или на дачном участке, например — приварить что-то в гараже или смастерить новые ворота. Освоить сварочный аппарат не составит большого труда. Основной совет при выборе такого типа оборудования – определиться с основной целью покупки. Будете ли вы работать им раз в месяц или каждый день, какой объем работы необходимо выполнять, и сваривать какой материал вы хотите –все это необходимо учесть, чтобы подобрать идеальное устройство по соотношению цены, качества и набора необходимых функций.

Типы сварочных аппаратов, применяемые для дома и дачи

Сейчас в промышленных и в домашних условиях зачастую работают на электрических сварочниках. Для бытового использования обычно выбирают модели, которые варят от сети в 220 В, имеются также домашние устройства, производящие электрическую дугу от 380 В. Одни из них работают на постоянном, а другие на переменном токе. Выделим основные виды аппаратов для домашнего использования:

1. Сварочные трансформаторы. На выходе получают переменный ток. С одной стороны, такой аппарат недорогой и надежный, с несложной конструкцией, с другой — имеет ряд недостатков, из-за чего часто простаивает без дела. Нет возможности проводить точную регулировку выходного тока. При переменном токе постоянно меняется полярность, и дуга «двигается», за счет этого образуется большое количество искр, и без должного опыта мастера нет возможности получить ровный сварной шов. Со временем такой вид аппарата стал вытесняться с рынка более модернизированными моделями.
2. Сварной выпрямитель. Основное различие от трансформатора – на выходе постоянный ток. Это достигнуто с помощью дополнительной детали – блока выпрямителя. Благодаря этому дуга более стабильна и лишена тех недостатков, которые есть у предыдущей модели. Хотя из-за большого веса и скачков напряжения при сварке выпрямитель все меньше используется в быту.
3. Сварочные инверторы. Усовершенствованная модель, отлично подходит для использования на дачи или в гараже, не требует высокой квалификации сварщика. Такого типа аппараты появились в продаже сравнительно недавно, но благодаря большому спросу, они быстро стали развиваться, и за короткое время достаточно сильно эволюционировали, улучшив свои характеристики. Высокое качество, небольшая масса и приемлемая цена аппарата вот, что выгодно выделяет инверторы на рынке. Инструмент сделан таким образом, что получить хороший сварной шов будет легко и непрофессионалу. Стабильная электрическая дуга, которую свободно подается контролю, облегчает задачу неопытным сварщикам. Большой регулируемый диапазон напряжения позволяет работать с металлами различной толщины. Также очень важным является то, что при сварке инвертор не «садит» сеть.
4. Автоматы или полуавтоматы для сварки. Этот тип будет относиться больше к профессиональным аппаратам, работа им проводится в среде защитных газов. Может понадобиться, если у вас возникнет необходимость сварки цветного металла, либо материала небольшой толщины. Чаще используется для ремонта кузовных машин. Блок автоматики регулирует процесс сварки, это облегчает работу с устройством. С помощью него вы без проблем получите идеальный ровный шов на тонких частях металла.

В настоящее время большее распространение получили инверторы, они удобны в использование и выполняют все необходимые функции.

Инвертор или трансформатор- отличия, преимущества и недостатки

Можно сказать, что в недалеком прошлом веке, одним из самых заветных желаний любого мастера, вплотную связанного с ремонтом машин или любой другой металлообработкой, было иметь под рукой сварочный аппарат. Пусть это будет самодельная трансформаторная модель, но это оборудование помимо несказанной пользы, всегда вселяло гордость его владельцу. Сейчас же, при высоком темпе развития технологий, полки магазинов электрооборудования забиты различными моделями сварочных аппаратов, отличающихся назначением, функциями, ну и, конечно же, ценой. И тому, кто сталкивается с выбором сварочного аппарата РДС для бытовых нужд или на производство, наперво встает вопрос «Что выбрать сварочник инвертор или трансформатор?».

Поэтому в этой статье мы представим некоторые плюсы и минусы этих устройств, для того, что бы Вы смогли четко определить, какой из типов устройств Вам необходим- инвертор или трансформатор. Предупреждаем, что в этом материале будет идти разговор исключительно об аппаратах для ручной дуговой сварки.

Отличия процесса сварки инвертора от трансформатора

Давай те рассмотрим сам процесс сварки и отличие в этом вопросе инвертора от трансформатора. И здесь, главный недостаток привычных трансформаторов это недостаточная устойчивость дуги вместе с низкой стабильностью режима, которая полностью зависит от колебаний электро-сети. У сварочных инверторов здесь неоспоримое преимущество, так как инверторные источники обеспечивают стабилизированный постоянный сварочный ток, который не зависит от колебаний входного напряжения и обеспечивает, таким образом, более устойчивую дугу и минимальное разбрызгивание металла при сварке. Более технологически подкованный инвертор, отличает от трансформатора, как минимум наличие плавной регулировки сварочного тока, не говоря уже о наличии специальных функций, присутствующих в арсенале даже у бюджетной модели, таких как Hot-Start, Anti-Sticking, Arc-Force и др.

Помимо всего выше перечисленного, сварочный инвертор потребляет гораздо меньше электроэнергии и может работать от автономных источников питания- бензиновых и дизельных электрогенераторов (на нашем сайте Вы можете ознакомиться с актуальными моделями генераторов ). Для примера, электропотребление инвертора при работе электродом диаметром в 3мм равносильно потреблению двух электрочайников, что вполне укладывается в бытовые нормы. Исходя из всего перечисленного, сваривать инвертором гораздо более выгодно, приятней, а главное проще, чем трансформатором.

Вес и габариты

Немаловажное преимущество сварочного инвертора перед трансформатором – это его малый вес и достаточно небольшие габариты. Все это становится возможным благодаря повышению частоты напряжения: ведь при повышении частоты в 1000 раз, размер трансформатора уменьшается в десять раз

У некоторых моделей инверторов сам трансформатор имеет размеры меньше сигаретной пачки; основную же массу занимает радиатор. Неудивительно, что такой инвертор можно легко повесить на плечо и варить в труднодоступных местах: при массе меньше 4-х килограмм некоторые модели инверторов позволяют легко работать электродами диаметром даже до 3-4 мм (к примеру, инвертор отечественного бренда Сварог ARC 200 Easy). И опять в соперничестве между 2-мя типами оборудования побеждает инвертор, как говорится, 40 килограммовый трансформатор на плече не поносишь.

Денежный вопрос

Не скроем, зачастую трансформаторы по-прежнему в два и более раза дешевле инверторов. Да и ремонт трансформаторов на пост-советском пространстве обычно обходится дешевле. Тем, не менее, из опыта Европейских коллег, можно вынести интересные данные: каждые 1000 Евро стоимости сварочных работ при ручной дуговой сварке могут быть разделены на следующие категории затрат:

• 35% оплата труда сварщиков
• 35% стоимость электродов
• 28% стоимость электроэнергии
• И всего 2% оборудование и принадлежности (стоимость св. аппарата, кабелей и пр.)

Как видно, стоимость оборудования для сварки лишь незначительно влияет на общую стоимость сварочных работ. В связи с этим становится выгодно покупать оборудование, использующее новейшие разработки: даже при большей стоимости инвертора уменьшение расходов на электроэнергию в перспективе дает суммарную экономию общей стоимости сварочных работ на 5-8% процентов!

Подведем итоги

Судя по всему, современные сварочные инверторы действительно более практичны, экономичней, а главное более выгодны в использовании в отличие от классических трансформаторов

Тем не менее, важно помнить, что залог качественной сварки в большей степени зависит не от «навороченного» оборудования, а от навыков и подготовки мастера, а именно- человека!

Плазменная сварка и особенности ее применения

Еще один вид сварочного оборудования — плазменная сварка. Принцип работы оборудования заключается в том, что металл плавится за счет плазмы. Плазмой именуется такой газ, состоящий из заряженных частиц. Эти заряженные частицы газа способствуют проведению электрического тока.

Функционирование плазменной сварки основывается на выполнении следующих действий:

1. Розжиг дуги, что происходит в специальной камере — плазматроне
2. В эту камеру под давлением закачивается аргон, что способствует разогреву сварочной зоны до 50 тысяч градусов
3. Увеличение объема газа приводит к тому, что он выходит из сопла с огромной скоростью

В итоге получается так, что плавится металл, формируя при этом соединительный шов. Из сопла выделяется два газа, один из которых является плазмообразователем, а второй защитный. Плазменная сварка делится на два вида — ручная и автоматическая. Автоматические аппараты применяются на производстве, а ручные агрегаты используются специалистами. Принцип применения ручных устройств заключается в том, что в зону дуги подается проволока, которая при оплавлении образует соединение. При помощи плазменной сварки можно не только варить металл, но еще и осуществлять его резку.