Jaka jest różnica między spawaniem inwertorowym a spawaniem prostym? Inwertery spawalnicze a transformatory spawalnicze
W budownictwie wykorzystywane są zarówno tradycyjne spawarki, jak i bardziej zaawansowane technologicznie inwerterowe. Jaka jest specyfika obu? Czym różni się inwerter spawalniczy od spawarki zaliczanej do jednostek konwencjonalnych?
Co to jest inwerter spawalniczy?
Ten typ spawarki charakteryzuje się możliwością zamiany prądu stałego na prąd przemienny. To urządzenie zawiera następujące główne elementy:
- prostowniki - sieciowe i częstotliwościowe;
- filtr;
- przetwornica częstotliwości - rzeczywisty falownik;
- transformator;
- Blok kontrolny.
Falownik spawalniczy działa w ten sposób.
Prąd przemienny z sieci elektrycznej o częstotliwości 50 Hz jest doprowadzany do prostownika sieciowego. Następnie prąd jest odpowiednio prostowany, a następnie wygładzany za pomocą filtra. Następnie jest podawany do falownika, w którym jest przetwarzany na częstotliwość przemienną o wysokiej częstotliwości - około kilkudziesięciu kHz. Następnie napięcie prądu jest obniżane za pomocą transformatora do poziomu około 50-60 V, podczas gdy jego natężenie wzrasta do około 100-200 A. Następnie prąd jest prostowany za pomocą prostownika częstotliwości - już w trakcie spawania łukowego.
Przetwornica częstotliwości - inwerter - może być regulowana przez spawacza, dzięki czemu zapewnione są optymalne parametry pracy urządzenia. W tym celu zaangażowany jest inny element funkcjonalny spawarki inwerterowej - jednostka sterująca.
Główne zalety falowników:
- niska waga i wymiary;
- wysoka efektywność energetyczna spawania;
- spawanie o wysokiej precyzji.
Wady falowników:
- jednostki w wielu przypadkach wymagają specjalnych warunków przechowywania - pod względem temperatury, wilgotności powietrza;
- wrażliwość na niskie temperatury;
- wysoka cena, wysokie koszty utrzymania i naprawy.
Co to jest tradycyjna spawarka?
„Klasyczna” spawarka charakteryzuje się przede wszystkim prostą konstrukcją. Jego głównym elementem funkcjonalnym jest transformator.
Tradycyjna spawarka działa w ten sposób.
Prąd przemienny z sieci elektrycznej jest przesyłany do uzwojenia pierwotnego, w wyniku czego powstaje magnesowanie rdzenia transformatora. Następnie prąd przepływa przez uzwojenie wtórne - w nim strumień magnetyczny tworzy prąd przemienny, charakteryzujący się niższym napięciem w porównaniu z tym, które jest dostarczane do uzwojenia pierwotnego. Jego napięcie zależy od liczby zwojów uzwojenia wtórnego.
Tradycyjna spawarka działa więc dzięki indukcji elektromagnetycznej, przy której generowany jest duży prąd - wystarczający do spawania, przy jego niskim napięciu.
Główne zalety tradycyjnych urządzeń spawalniczych:
- brak wymagań dotyczących specjalnych warunków przechowywania;
- brak wrażliwości na niskie temperatury;
- niska cena, niskie koszty utrzymania.
Wady poszczególnych urządzeń:
- duża waga, wymiary;
- nie najwybitniejsza efektywność energetyczna i dokładność.
Porównanie
Główną różnicą między spawarką inwertorową a spawarką typu tradycyjnego jest obecność przetwornika prądu w pierwszym urządzeniu. Ponadto rozważane jednostki różnią się pod względem:
- waga, wymiary;
- efektywność energetyczna, dokładność spawania;
- wymagania dotyczące warunków przechowywania;
- wrażliwość na niskie temperatury;
- ceny, usługi.
Można zauważyć, że co do zasady użycie tradycyjnych urządzeń wymaga wyższych kwalifikacji spawacza.
Po ustaleniu, jaka jest różnica między spawarką inwerterową a spawarką tradycyjną, w małej tabeli odzwierciedlimy jej główne kryteria w odniesieniu do omówionych powyżej aspektów.
Tabela
| Falownik spawalniczy | Spawarka typu konwencjonalnego |
| Zawiera konwerter | Nie posiada konwertera |
| Ma małe wymiary, wagę | Ma duże wymiary, wagę |
| Może wymagać specjalnych warunków przechowywania | Z reguły nie wymaga specjalnych warunków przechowywania |
| Charakteryzuje się wysoką efektywnością energetyczną | Stosunkowo niska efektywność energetyczna |
| Charakteryzuje się wysoką precyzją spawania | Charakteryzuje się z reguły mniejszą dokładnością spawania |
| Wrażliwy na niskie temperatury | Niezbyt wrażliwy na niskie temperatury |
| Kosztuje więcej, wiąże się z droższą usługą | Kosztuje mniej, implikuje tańszą usługę |
*informacje zamieszczone w celach informacyjnych, aby nam podziękować, udostępnij link do strony swoim znajomym. Możesz przesłać ciekawe materiały naszym czytelnikom. Chętnie odpowiemy na wszystkie Państwa pytania i sugestie, a także wysłuchamy krytyki i życzeń pod adresem [e-mail chroniony]
Obecnie falowniki są coraz częściej wykorzystywane do spawania. Ich produkcja i sprzedaż rośnie, ich stosowanie staje się powszechne. Dzisiejsze spawarki inwertorowe można znaleźć w małym warsztacie, w dużym przedsiębiorstwie przemysłowym, na placu budowy lub po prostu w gospodarstwie domowym prywatnego domu. Czym różnią się od zwykłych spawarek (transformatorowych)? Rozważ sześć parametrów, które są ważne dla każdego urządzenia, oraz różnice między falownikiem a tradycyjnymi urządzeniami w tych parametrach. Szczególnie zauważamy, że spawarki Resanta są sprzedawane pod linkiem http://www.avtogen.ru/svarochnye_invertory/brand-is-resanta/, zobacz ceny.
Jakość powstałego szwu
Od razu należy wspomnieć, że na jakość spoiny największy wpływ ma fachowość spawacza, a nie rodzaj zastosowanego urządzenia. Jednak przy równych umiejętnościach pracownika wchodzi w grę taka cecha inwertera jak stabilność stałego prądu spawania, który nie zależy od wahań napięcia zasilania. W związku z tym prąd ten zapewnia bardziej stabilny łuk i minimalną ilość rozprysków metalu. Szew będzie oczywiście lepszy.
Niebagatelne znaczenie ma płynna regulacja prądu spawania, realizowana w dość szerokim zakresie. Pozwala to na dobranie prądu w taki sposób, aby był optymalny dla konkretnych spawanych części i stosowanej elektrody. Oczywiste jest, że prawidłowo ustawiony prąd wpłynie również na jakość szwu, przy zachowaniu wszystkich innych parametrów.
Mobilność, wymiary i waga
Falownik przetwarza prąd przemienny sieci na prąd stały, który za pomocą obwodów tranzystorowych zamieniany jest na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości (około 50 000 Hz). Prąd ten jest przetwarzany przez transformator wysokiej częstotliwości na prąd spawania, który tworzy łuk elektryczny. Zasada zastosowana w inwerterach umożliwia nie tylko uzyskanie doskonałych charakterystyk prądowo-napięciowych, które umożliwiają osiągnięcie wysokiej jakości spawania, ale także wykluczenie nieporęcznego transformatora mocy z konstrukcji urządzenia.
Dzięki zastosowaniu wysokich częstotliwości kilkakrotnie zmniejsza się wymiary i ciężar transformatora, co prowadzi do zmniejszenia masy i wymiarów całej aparatury. Dla porównania - konwencjonalne spawarki (typu transformatorowego) ważą od 20-25 kg lub więcej, a falowniki - w granicach 4-10 kg. Widać wyraźnie, że mobilność jednostek przy takiej różnicy w wadze nie ma sensu porównywać, falownik zdecydowanie wygrywa w tym parametrze.
Pobór energii
W porównaniu do innych typów spawarek, inwerter zużywa stosunkowo mało energii i zajmuje mniej czasu do pracy. Podczas pracy z elektrodami o średnicy 3 mm zużycie konwencjonalnej spawarki wynosi około 7 kW, a nawet najtańszy i najprostszy falownik raczej nie przekroczy 4 kW. Na biegu jałowym zużycie spada o rząd wielkości.
Główną zaletą jest to, że energia jest zużywana tylko w ilości niezbędnej do spawania. Praca z elektrodą 4 mm może być wykonywana przy wartości prądu 160 A, jednak przy napięciu zasilania około 180 woltów jakość nie będzie najlepsza z taką elektrodą. W takim przypadku potrzebne jest urządzenie o większej mocy lub zastosowanie elektrod o mniejszej grubości.
Efektywność
Sprawność spawarki inwerterowej wynosi odpowiednio powyżej 90%, prawie cała zużywana energia idzie do działania, to znaczy jest zużywana na łuku. Brak transformatora mocy nie tylko zmniejsza masę urządzenia, ale także eliminuje straty na magnesowanie rdzeni żelaznych, nagrzewanie się uzwojeń w wyniku wzajemnego oddziaływania pól magnetycznych. Nie ma strat mocy na boczniku regulacyjnym.
Z tego można wywnioskować, że sprawność inwertera jest wyraźnie wyższa od sprawności konwencjonalnych spawarek, straty dążą do wartości minimalnych.
Cena
Porównując ceny spawarek widać, że koszt inwerterów poważnie zbliżył się do ceny urządzeń tradycyjnych. O ile wcześniejsze inwertery były droższe o 2 lub więcej razy, to dziś różnica rzadko przekracza 20%. Ważną rolę odegrali tu producenci z Chin – ceny ich produktów zawsze były bardzo konkurencyjne.
Rzetelność i bezpretensjonalność
Elektroniczne sterowanie inwerterów zapewnia niezawodne sprzężenie zwrotne parametrów prądu łuku z właściwościami wyjściowymi urządzenia - po zapaleniu urządzenie wytwarza dodatkowy impuls ułatwiający powstanie łuku. Zwarcie niemal natychmiast wyłącza prąd spawania – niweluje to efekt „przyklejania się” elektrody. Zyskuje na tym łatwość obsługi, niezawodność urządzenia.
Ich wrażliwość na kurz i wilgoć negatywnie wpływa na pracę falowników. Należy w miarę możliwości zabezpieczyć wnętrze urządzenia przed przedostawaniem się kurzu przez otwory wentylacyjne, warto okresowo czyścić urządzenie. Przechowuj falownik w ciepłym, suchym miejscu, aby zapobiec tworzeniu się wilgoci na elementach płyty.
Urządzenie inwerterowe nie znosi zbyt dobrze upadków i wstrząsów ze względu na obecność wypełnienia elektronicznego. Pod względem bezpretensjonalności ten typ spawacza przegrywa z konwencjonalnymi transformatorami spawalniczymi.
Jest to narzędzie, którego dosłownie każdy będzie potrzebował na farmie. Podczas pracy z metalem prawie niemożliwe jest uniknięcie takiego procesu jak spawanie, co oznacza, że \u200b\u200bnie można też obejść się bez spawarki. W niektórych przypadkach, jeśli potrzebujesz profesjonalnego spawania, lepiej zatrudnić specjalistę. Jednak większość zadań (podczas pracy w garażu lub na wsi) można wykonać samodzielnie, jednocześnie oszczędzając pieniądze.
Najpopularniejszymi modelami spawarek są spawarki transformatorowe i inwerterowe. Rozważ ich główne cechy i porównaj - które urządzenie lepiej wybrać dla własnych potrzeb domowych.
Z kolei spawarki inwerterowe są łatwiejsze w obsłudze. Modele te są bardziej nowoczesne i ulepszone, dlatego mogą pochwalić się zwartością i lekkością. Technologie użyte do stworzenia falowników zmniejszyły wagę głównego transformatora, a jednocześnie zwiększyły jego wydajność.
Pomimo tego, że spawarki transformatorowe istnieją na rynku znacznie dłużej, falowniki mogą z nimi konkurować jakością wykonywanej pracy. Modele transformatorów są niezawodne i łatwe w obsłudze, można w nich regulować prąd dzięki specjalnemu pokrętłu obracającemu rdzeń. Z jednej strony to dobrze – wszystko jest niezawodne, nie ma elektroniki, która może łatwo zawieść, tylko mechanika. Prostota konstrukcji zapobiega trudnym pracom naprawczym. Z drugiej strony obracanie pokrętła regulacyjnego zajmuje dużo czasu, a skala ze wskaźnikami na transformatorze podaje nie do końca dokładne informacje - jest mało prawdopodobne, że uda się wyregulować wartość prądu bez odchyleń.
Falownik z kolei wyposażony jest w elektroniczne napełnianie, co pod wieloma względami ułatwia pracę ze spawarką. Panel przedni wyposażony jest w regulator prądu. Aby przełączyć wartość wystarczy obrócić pokrętło na żądaną liczbę. Ponadto większość modeli spawarek inwertorowych można podłączyć do standardowej sieci domowej.
Ponadto nauka spawania na transformatorze spawalniczym jest znacznie dłuższa i bardziej żmudna niż na spawarce inwerterowej, która jest bardziej lojalna wobec spawaczy z minimalnym doświadczeniem. Spawanie prądem przemiennym to skomplikowana sprawa, a przy użyciu inwertera DC wysokiej jakości szew sprawdzi się nawet dla początkującego. Ponadto wiele falowników może pracować w trybie spawania łukiem argonowym. Warto jednak zaznaczyć, że urządzenia tego typu są droższe i mało odporne na zanieczyszczenia i wilgoć, a także nie tolerują skoków napięcia. Wynika to z ich elektronicznego napełniania, z którym należy obchodzić się bardzo ostrożnie. Ale nie powinieneś z tego powodu odmawiać tej spawarki - przy należytej staranności taki model będzie trwał długo.
Do użytkowania spawarki w życiu codziennym wystarczający jest prąd 160-200 A, w wielu przypadkach pracują nawet przy niższej wartości. Wybierając spawarkę, należy najpierw wziąć pod uwagę parametry techniczne modelu. Na przykład konieczne jest posiadanie informacji o czasie pracy ciągłej (NVD), który jest mierzony w procentach. Na przykład, jeśli NVD wynosi 30%, czas gotowania przy określonej mocy prądu wyniesie trzy minuty. Większość urządzeń inwerterowych działa bez problemów z domowych modeli generatorów, których moc wynosi 5 kV i więcej.
Sam proces gotowania jest również inny dla modeli. Podczas spawania za pomocą urządzenia transformatorowego pojawia się kilka wad. Należą do nich niewystarczająca stabilność łuku i niska stabilność trybu, która zależy od spadków w sieci elektrycznej. Od tej strony urządzenia inwerterowe prezentują się znacznie lepiej – inwertery zapewniają stabilny prąd stały, niezależny od spadków napięcia. W rezultacie podczas spawania powstaje bardziej stabilny łuk, a metal jest narażony na mniej odprysków. W falowniku prąd spawania jest regulowany płynniej, ponadto wiele urządzeń jest wyposażonych w dodatkowe przydatne funkcje.
Kwestia zużycia energii jest również bardzo dotkliwa przy wyborze spawarki. Inwertery są bardziej ekonomiczne, niektóre z nich zużywają energię elektryczną na poziomie urządzeń gospodarstwa domowego. Mniejsze zużycie energii gwarantuje niższe koszty, co oznacza, że urządzenia inwerterowe są w tej kwestii bardziej opłacalne.
Jeśli chodzi o koszt, tutaj wygrywają transformersy. Modele inwerterowe są zwykle dwa lub więcej razy droższe niż modele transformatorowe. Prace naprawcze są również tańsze w przypadku transformatorów. Nie spiesz się jednak z wnioskami. Jeśli obliczysz koszt spawarki, biorąc pod uwagę kilka kategorii wydatków, wszystko nie będzie tak jednoznaczne. Zwykle brane są pod uwagę następujące kategorie:
- wynagrodzenie;
- koszt dodatkowych materiałów roboczych;
- koszt energii elektrycznej;
- koszt wyposażenia i dodatkowych akcesoriów.
Jeśli przedstawimy wszystkie te aspekty w procentach, to koszt samego urządzenia wyniesie mniej niż pięć procent całkowitych kosztów. Oznacza to, że nowocześniejsze urządzenia będą bardziej opłacalne – nawet przy nadpłacie w momencie zakupu, inwerter spawalniczy zwraca się na siebie znacznie szybciej niż transformator, choćby dzięki oszczędności energii elektrycznej.
Podsumowując, chcę powiedzieć, że kupując falownik, przede wszystkim należy poprawnie ocenić swoją wiedzę z zakresu spawarek. W przypadku braku wystarczającego doświadczenia istnieje szansa, że po prostu wybierzesz niewłaściwy model, którego naprawdę potrzebujesz. W takiej sytuacji warto zdać się na opinię specjalistów i zwrócić się do nich o pomoc.
Ogólnie rzecz biorąc, spawarka inwerterowa jest bardziej nowoczesnym sprzętem, który wyróżnia się praktycznością i ekonomią. W rezultacie można je uznać za lepszy zakup na potrzeby domowe. Transformatory spawalnicze są częściej stosowane w produkcji, gdzie wygodniejsze są instalacje stacjonarne. Nie każdy może sobie poradzić z tego typu sprzętem. Wielu profesjonalnych spawaczy doskonali swoje umiejętności przez lata, aby osiągnąć naprawdę pierwszorzędne wyniki podczas spawania za pomocą urządzenia typu transformator.
Uwaga! Przedstawione na stronie zdjęcia produktów, w tym kolor, rozmiar, mogą odbiegać od rzeczywistego wyglądu produktu. Zmiany wzorów, właściwości technicznych, wyglądu, konfiguracji towaru są możliwe bez pogorszenia jego właściwości konsumenckich, bez uprzedniego powiadomienia konsumenta. W razie jakichkolwiek wątpliwości przed zakupem sprawdź specyfikację techniczną i wyposażenie na oficjalnej stronie producenta, a także u kierowników sprzedaży. Wygląd, obecność niezbędnych cech i konfiguracji, sprawdź w momencie odbioru towaru.
Ostateczna cena może odbiegać od cen podanych na stronie internetowej.
AC(angielski prąd przemienny) - prąd przemienny.
DC(angielski prąd stały) - prąd stały.
MMA(Inż. Manual Metal Arc) - ręczne spawanie łukowe elektrodami sztyftowymi. Znamy go pod nazwą RDS.
TIG(ang. Tungsten Inert Gas) - spawanie ręczne elektrodami wolframowymi nietopliwymi w środowisku gazu osłonowego (argonu).
MIG/MAG(ang. Metal Inert / Active Gas) - półautomatyczne spawanie łukowe drutem elektrody topliwej w środowisku gazu obojętnego (MIG) lub aktywnego (MAG) z automatycznym podawaniem drutu.
PV(PR, PN, PVR) - czas trwania - czas, przez jaki urządzenie może pracować przy określonym prądzie (prąd jest wskazywany razem z PV) przed automatycznym wyłączeniem z powodu przegrzania. Wartość PV jest wskazywana jako procent w stosunku do standardowego cyklu, który przyjmuje się jako równy 10 lub 5 minut. Jeśli cykl pracy wynosi 50%, oznacza to, że przy cyklu 10 minut, po 5 minutach ciągłej pracy, potrzeba 5 minut bezczynności, aby maszyna ostygła. Ten parametr może być równy 10%, więc musisz na to zwrócić uwagę. Pojęcia: czas pracy (PV), czas pracy (PR), czas trwania obciążenia (PN) mają różne znaczenia, ale istota jest ta sama - ciągłość spawania.
Łatwy do zrozumienia schemat transformatora spawalniczego jest następujący:
Prosty schemat transformatora spawalniczego: 1 - transformator; 2 - dławik o zmiennej indukcyjności; 3 - elektroda; 4 - część spawana.
Aby ograniczyć prąd zwarciowy i stabilne wyładowania łukowe, transformator musi mieć stromo opadającą zewnętrzną charakterystykę prądowo-napięciową ( . Aby to zrobić, używają transformatorów o zwiększonym rozpraszaniu, w wyniku czego odporność na zwarcie jest kilkakrotnie większa niż w przypadku konwencjonalnych transformatorów mocy. Lub cewka reaktywna o dużej rezystancji indukcyjnej jest zawarta w obwodzie z transformatorem z normalnym rozpraszaniem - dławikiem (dławik może być włączony nie do obwodu uzwojenia wtórnego, ale do obwodu pierwotnego, gdzie prąd jest mniejszy). Jeżeli indukcyjność można zmienić na cewce indukcyjnej, regulując ją, zmienia się kształt zewnętrznej charakterystyki prądowo-napięciowej transformatora i prąd łuku I 21 lub I 22 odpowiadający napięciu łuku Ud.
Kontrola prądu spawania. Natężenie prądu w transformatorach spawalniczych można regulować poprzez zmianę rezystancji indukcyjnej obwodu (regulacja amplitudy przy normalnym lub zwiększonym rozpraszaniu magnetycznym) lub za pomocą tyrystorów (regulacja fazy).
W transformatorach do regulacji amplitudy wymagane parametry prądu spawania są zapewnione przez poruszające się cewki ruchome, boczniki magnetyczne lub zastosowanie oddzielnej cewki biernej jak na rysunku powyżej. W tym przypadku sinusoidalna postać prądu przemiennego nie zmienia się.
Schemat transformatora spawalniczego z ruchomymi uzwojeniami: 1 - uzwojenie pierwotne, 2 - wtórne, 3 - prętowy obwód magnetyczny, 4 - napęd śrubowy.
Schemat transformatora spawalniczego z ruchomym bocznikiem magnetycznym: 1 - uzwojenie pierwotne, 2 - wtórny, 3 - rdzeń obwodu magnetycznego, 4 - ruchomy bocznik magnetyczny, 5 - napęd śrubowy.
Może wystąpić prosta zmiana liczby zwojów używanych w uzwojeniu transformatora, aby zmniejszyć napięcie obwodu otwartego, a tym samym prąd spawania.
Transformatory z regulacją tyrystorową (fazową) składają się z transformatora mocy i tyrystorowego regulatora fazy z dwoma antyrównoległymi tyrystorami oraz układu sterowania. Zasada sterowania fazą polega na przetwarzaniu prądu sinusoidalnego na zmienne impulsy, których amplituda i czas trwania są określone przez kąt (fazę) tyrystorów.
Schemat transformatora spawalniczego ze sterowaniem tyrystorowym. BZ - blok zadaniowy, BFU - blok kontroli fazy.
Zastosowanie tyrystorowego regulatora fazy umożliwia uzyskanie spawarki, której charakterystyka wypada korzystnie w porównaniu z charakterystyką transformatora z regulacją amplitudy. W bardziej złożonych obwodach sterujących niż na powyższym rysunku generowany jest prąd przemienny o fali prostokątnej. I w tym przypadku uzyskuje się np. zwiększoną szybkość przejścia impulsu przez wartość zerową, w wyniku czego skraca się czas przerw bezprądowych oraz stabilność palenia się łuku i jakość spoiny są zwiększone. Czego nie można powiedzieć o pokazanym powyżej oscylogramie, to na nim przerwy bezprądowe są większe niż w przypadku transformatorów z regulacją amplitudy, a jakość spawania jest gorsza.
Kolejną zaletą urządzeń tyrystorowych jest prostota i niezawodność transformatora mocy. Brak stalowych boczników, ruchomych części i związane z tym zwiększone drgania sprawiają, że transformator jest łatwy w produkcji i trwały w eksploatacji.
W zależności od rodzaju sieci zasilającej transformatory spawalnicze są jednofazowe i trójfazowe. Te ostatnie z reguły można również podłączyć do sieci jednofazowej. Poniższy rysunek przedstawia transformatory jednofazowe i trójfazowe z regulacją prądu za pomocą bocznika magnetycznego.
Zalety i wady transformatorów spawalniczych. Do zalet transformatorów spawalniczych należy stosunkowo wysoka sprawność (70-90%), łatwość obsługi i naprawy, niezawodność oraz niski koszt.
Lista wad jest dłuższa. Przede wszystkim jest to niska stabilność łuku, ze względu na właściwości samego prądu przemiennego (obecność przerw bezprądowych, gdy sygnał elektryczny przechodzi przez zero). Do spawania wysokiej jakości konieczne jest użycie specjalnych elektrod przeznaczonych do pracy z prądem przemiennym. Negatywnie wpływają na stabilność łuku i wahania napięcia wejściowego.
Transformator spawalniczy nie może spawać stali nierdzewnej, która wymaga prądu stałego, oraz metali nieżelaznych.
Jeśli moc spawarki AC jest wystarczająco duża, jej waga może powodować pewne trudności przy przenoszeniu transformatora z miejsca na miejsce.
A jednak niedrogi, niezawodny i bezpretensjonalny transformator spawalniczy nie jest takim złym wyborem dla domu. Zwłaszcza jeśli rzadko musisz gotować, a pieniędzy na zakup bardziej funkcjonalnego modelu brakuje.
Prostowniki spawalnicze
Prostowniki spawalnicze to urządzenia przetwarzające zmienne napięcie sieciowe na stałe napięcie spawania. Istnieje wiele schematów budowy prostowników spawalniczych z różnymi mechanizmami generowania wyjściowych parametrów prądu i napięcia. Stosowane są różne metody regulacji prądu i kształtowania zewnętrznej charakterystyki prądowo-napięciowej prostowników ( przeczytaj o charakterystyce prądowo-napięciowej na końcu artykułu): zmiana parametrów samego transformatora (ruchome cewki i dzielone uzwojenia, boczniki magnetyczne), zastosowanie dławika, regulacja fazy za pomocą tyrystorów i tranzystorów. W najprostszych urządzeniach prąd jest regulowany przez transformator, a do jego prostowania służą diody. Część zasilająca takich urządzeń składa się z transformatora, zespołu prostownika na zaworach niesterowanych oraz dławika wygładzającego.Schemat blokowy prostownika spawalniczego: T - transformator, VD - zespół prostownika na zaworach niesterowanych, L - dławik wygładzający.
Transformator w takim obwodzie służy do obniżania napięcia, tworzenia niezbędnej charakterystyki zewnętrznej i sterowania trybem. Do bardziej nowoczesnych i zaawansowanych urządzeń należą prostowniki tyrystorowe, w których sterowanie trybem zapewnia zespół prostownika tyrystorowego, który realizuje fazową kontrolę momentu załączania tyrystora. Tworzenie niezbędnych cech zewnętrznych odbywa się poprzez wprowadzenie sprzężenia zwrotnego dotyczącego prądu spawania i napięcia wyjściowego.
Schemat blokowy prostownika spawalniczego: T - transformator, VS - zespół prostownika tyrystorowego, L - dławik wygładzający.
Czasami regulator tyrystorowy jest instalowany w pierwotnym obwodzie uzwojenia transformatora, wówczas zespół prostownika można zmontować z niesterowanych zaworów - diod.
Schemat blokowy prostownika spawalniczego: VS - zespół prostownika tyrystorowego, T - transformator, VD - zespół prostownika na zaworach niesterowanych, L - dławik wygładzający.
Elementy półprzewodnikowe prostowników wymagają wymuszonego chłodzenia. Aby to zrobić, umieścili grzejniki dmuchane przez wentylator.
Na poniższym rysunku przedstawiono schemat prostownika spawalniczego, w którym zmiana rezystancji transformatora oraz regulacja prądu realizowana jest za pomocą bocznika magnetycznego – poprzez zamykanie lub otwieranie go pokrętłem na płycie czołowej urządzenia.
Schemat ideowy prostownika spawalniczego z bocznikiem magnetycznym: A - wyłącznik, T - transformator, Dr - bocznik magnetyczny, L - oprawa świetlna, M - wentylator elektryczny, VD - zespół prostownika diodowego, RS - bocznik, PA - amperomierz .
Jednofazowe obwody prostownicze prądu przemiennego stosowane są w obwodach o niskim poborze mocy. W porównaniu do obwodów jednofazowych, obwody trójfazowe zapewniają znacznie mniejsze tętnienia napięcia wyprostowanego. Działanie trójfazowego obwodu prostowania mostka Larionowa z wykorzystaniem diod, stosowanego w wielu prostownikach spawalniczych, pokazano na poniższym rysunku.
Zalety i wady prostowników spawalniczych. Główną zaletą prostowników w porównaniu z transformatorami jest wykorzystanie do spawania prądu stałego, co zapewnia niezawodność zajarzania i stabilność łuku spawalniczego, aw efekcie lepszą spoinę. Możliwe jest gotowanie nie tylko węgla i stali niskostopowych, ale także stali nierdzewnej i metali nieżelaznych. Ważne jest również, aby spawanie z użyciem prostownika wytwarzało mniej odprysków. Zasadniczo te zalety wystarczają do jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, którą spawarkę wybrać - transformator czy prostownik. Jeśli oczywiście nie bierzemy pod uwagę cen.
Do wad można zaliczyć stosunkowo dużą wagę urządzeń, utratę części mocy, silne „spadnięcie” napięcia w sieci podczas spawania. To ostatnie dotyczy również transformatorów spawalniczych.
Inwertery spawalnicze
Słowo „inwerter” w pierwotnym znaczeniu oznacza urządzenie do przetwarzania prądu stałego na prąd przemienny. Poniższy rysunek przedstawia uproszczony schemat spawarki inwertorowej.
Schemat blokowy falownika spawalniczego: 1 - prostownik sieciowy, 2 - filtr sieciowy, 3 - przetwornica częstotliwości (falownik), 4 - transformator, 5 - prostownik wysokiej częstotliwości, 6 - jednostka sterująca.
Działanie falownika spawalniczego jest następujące. Do prostownika sieciowego 1 doprowadzany jest prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz. Prąd wyprostowany jest wygładzany przez filtr 2 i przetwarzany (odwracany) przez moduł 3 na prąd przemienny o częstotliwości kilkudziesięciu kHz. Obecnie osiągane są częstotliwości 100 kHz. To właśnie ten etap jest najważniejszy w pracy inwertora spawalniczego, co pozwala osiągnąć ogromne przewagi nad innymi typami spawarek. Ponadto za pomocą transformatora 4 napięcie przemienne o wysokiej częstotliwości jest redukowane do wartości jałowych (50-60 V), a prądy są zwiększane do wartości niezbędnych do spawania (100-200 A). Prostownik wysokiej częstotliwości 5 prostuje prąd przemienny, który wykonuje swoją użyteczną pracę w łuku spawalniczym. Wpływając na parametry przetwornicy częstotliwości, reguluj tryb i kształtuj zewnętrzną charakterystykę źródła.
Procesy przejścia prądu z jednego stanu do drugiego są kontrolowane przez jednostkę sterującą 6. W nowoczesnych urządzeniach pracę tę wykonują moduły tranzystorowe IGBT, które są najdroższymi elementami falownika spawalniczego.
System kontroli ze sprzężeniem zwrotnym generuje idealną charakterystykę wyjściową dla dowolnej metody spawania elektrycznego ( przeczytaj o charakterystyce prądowo-napięciowej na końcu artykułu). Ze względu na wysoką częstotliwość masa i wymiary transformatora są znacznie zmniejszone.
Zgodnie z ich funkcjonalnością produkowane są falowniki następujących typów:
- do ręcznego spawania łukowego (MMA);
- do spawania łukiem argonowym elektrodą nietopliwą (TIG);
- do spawania półautomatycznego w osłonie gazów (MIG/MAG);
- uniwersalne urządzenia do pracy w trybie MMA i TIG;
- półautomaty do pracy w trybie MMA i MIG/MAG;
- urządzenia do cięcia plazmą powietrzną.
Jak widać, znaczną część objętości zajmują grzejniki układu chłodzenia.
Zalety falowników. Zalety falowników spawalniczych są ogromne i liczne. Przede wszystkim ich niska waga (4-10 kg) oraz niewielkie wymiary ułatwiają przenoszenie maszyny z jednego miejsca spawania na drugie. Ta zaleta wynika z mniejszych rozmiarów transformatora ze względu na wysoką częstotliwość napięcia, które przetwarza.
Wyłączenie transformatora zasilającego z obwodu pozwoliło również na pozbycie się strat na nagrzewanie uzwojeń i ponowne namagnesowanie żelaznego rdzenia oraz osiągnięcie wysokiej sprawności (85-95%) i idealnego współczynnika mocy (0,99). Podczas spawania elektrodą o średnicy 3 mm moc pobierana z sieci dla spawarki inwerterowej nie przekracza 4 kW, a dla transformatora spawalniczego lub prostownika liczba ta wynosi 6-7 kW.
Falownik jest w stanie odtworzyć prawie wszystkie rodzaje zewnętrznych charakterystyk prądowo-napięciowych. Oznacza to, że można go używać do wykonywania wszystkich głównych rodzajów spawania - MMA, TIG, MIG/MAG. Urządzenie umożliwia spawanie stali stopowych i nierdzewnych oraz metali nieżelaznych (w trybie MIG/MAG).
Urządzenie nie wymaga częstego i długotrwałego chłodzenia podczas intensywnej pracy, czego wymagają inne domowe spawarki. Jego PV sięga 80%.
Falownik posiada płynną regulację trybów spawania w szerokim zakresie prądów i napięć. Posiada znacznie szerszy zakres regulacji prądu spawania niż konwencjonalne urządzenia - od kilku amperów do setek, a nawet tysięcy. Do użytku domowego szczególnie ważne są niskie prądy, które umożliwiają spawanie cienkimi (1,6-2 mm) elektrodami. Inwertery zapewniają wysokiej jakości formowanie spoiny w dowolnej pozycji przestrzennej oraz minimalne odpryski podczas spawania.
Sterowanie mikroprocesorowe urządzenia zapewnia stabilne sprzężenie zwrotne prądu i napięcia. Pozwala to zapewnić najbardziej przydatne i wygodne funkcje Arc Force, Anti Stick i Hot Start. Istotą wszystkich z nich jest jakościowo nowa kontrola prądu spawania, która sprawia, że spawanie jest jak najbardziej komfortowe dla spawacza.
- Funkcja Hot Start zapewnia automatyczne zwiększenie prądu na początku spawania, ułatwiając zajarzenie łuku.
- Funkcja Anti Stick (antyprzywierająca) jest swoistym antypodem funkcji Hot Start. Gdy elektroda zetknie się z metalem i istnieje zagrożenie jej sklejenia, prąd spawania jest automatycznie redukowany do takich wartości, które nie powodują stopienia elektrody i zgrzania z metalem.
- Funkcja Arc Force (wymuszanie łuku) jest realizowana, gdy duża kropla metalu oddziela się od elektrody, zmniejszając długość łuku i grożąc przywieraniem. Zapobiega temu automatyczne zwiększenie prądu spawania na bardzo krótki czas.
Te wygodne funkcje pozwalają spawaczom o niskich kwalifikacjach z powodzeniem radzić sobie ze spawaniem najbardziej skomplikowanych konstrukcji metalowych. Dla tych, którzy kiedykolwiek pracowali z falownikiem spawalniczym, pytanie - która spawarka jest lepsza - nie istnieje. Po transformatorze lub prostowniku praca z falownikiem staje się przyjemnością. Nie trzeba już „wydrążać” elektrody w celu zajarzenia łuku, który nie chce się zapalić, ani gorączkowo jej zrywać, jeśli jest mocno zespawana. Możesz po prostu przyłożyć elektrodę do metalu i odrywając ją, spokojnie zapalić łuk – bez obawy, że elektrodą da się zaspawać.
Spawarki inwertorowe mogą być używane przy dużych spadkach napięcia sieciowego. Większość z nich zapewnia spawanie w zakresie napięcia sieciowego 160-250V.
Wady falowników spawalniczych. Trudno mówić o wadach tak doskonałego urządzenia, jak falownik spawalniczy, a mimo to istnieją. Przede wszystkim jest to stosunkowo wysoka cena urządzenia i wysoki koszt jego naprawy. Jeśli moduł IGBT ulegnie awarii, będziesz musiał zapłacić kwotę równą 1/3 - 1/2 kosztu nowego urządzenia.
Falownik stawia zwiększone wymagania, w porównaniu z innymi spawarkami, warunkom przechowywania i eksploatacji, ze względu na elektroniczne wypełnienie. Urządzenie źle reaguje na kurz, ponieważ pogarsza warunki chłodzenia tranzystorów, które podczas pracy bardzo się nagrzewają. Chłodzone są aluminiowymi radiatorami, na których osadzanie się kurzu utrudnia przenoszenie ciepła.
Nie lubi elektroniki i niskich temperatur. Wszelkie ujemne temperatury są niepożądane ze względu na pojawianie się kondensatu na płytach, a minus 15°C może stać się krytyczne. Przechowywanie i eksploatacja falownika w nieogrzewanych garażach i warsztatach w okresie zimowym jest niepożądana.
Spawanie półautomatyczne
Mówiąc o sprzęcie spawalniczym nie można pominąć urządzeń półautomatycznych - urządzeń do spawania w środowisku gazu osłonowego ze zmechanizowanym podawaniem drutu spawalniczego.
Półautomat spawalniczy składa się z:
- obecne źródło;
- Jednostka sterująca;
- mechanizm podawania drutu spawalniczego;
- pistolet (latarka) z tuleją-przewodem elektrycznym, przez który odbywa się dostarczanie gazu ochronnego, drutu i sygnału elektrycznego;
- układ zasilania gazem, składający się z butli gazowej, elektromagnetycznego zaworu gazowego, reduktora gazu oraz przewodu.
Jako źródło prądu stosuje się prostowniki spawalnicze lub falowniki. Zastosowanie tego ostatniego poprawia jakość spawania oraz zwiększa ilość spawanych materiałów.
Zgodnie z projektem, półautomaty spawalnicze są dwuczęściowe i jednoczęściowe. W tym ostatnim w jednej obudowie umieszczono źródło prądu, jednostkę sterującą i podajnik drutu. W przypadku modeli z podwójną obudową mechanizm podawania drutu jest umieszczony w oddzielnej jednostce. Zwykle są to profesjonalne modele, które wspierają długotrwałą pracę przy dużym natężeniu prądu. Czasami są wyposażone w system chłodzenia wodą pistoletu.
Spawanie półautomatyczne w trybie MMA nie różni się niczym od pracy z konwencjonalną spawarką. Podczas korzystania z trybu MIG/MAG łuk elektryczny pali się pomiędzy stale dostarczanym materiałem topliwym drutem spawalniczym a materiałem. Dwutlenek węgla (lub jego mieszanina z argonem) dostarczany przez pistolet chroni strefę spawania przed szkodliwym działaniem tlenu i azotu zawartych w powietrzu. Za pomocą półautomatów spawalniczych spawane są stale wysokostopowe i nierdzewne, aluminium, miedź, mosiądz i tytan.
Spawanie półautomatyczne to jedna z najnowocześniejszych technologii spawania łukowego, idealna nie tylko do produkcji, ale również do użytku domowego. Urządzenia półautomatyczne znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle i życiu codziennym. Istnieją informacje, że obecnie w Rosji do 70% wszystkich prac spawalniczych odbywa się za pomocą spawania półautomatycznego. Ułatwia to szeroka funkcjonalność sprzętu, wysoka jakość spawania i łatwość obsługi. Półautomatyczna spawarka jest bardzo wygodna do spawania cienkiego metalu, w szczególności karoserii samochodowych. Żadne przedsiębiorstwo zajmujące się serwisem samochodowym nie może obejść się bez tego najwygodniejszego sprzętu.
Wybór spawarki
Wyboru spawarki należy dokonać w zależności od konkretnych potrzeb. Zanim pójdziesz do sklepu, musisz znać odpowiedzi na poniższe pytania.- Jaki metal – według marki i grubości – ma być spawany?
- W jakich warunkach będą prowadzone prace?
- W jakim stopniu?
- Jakie są wymagania dotyczące jakości pracy i kwalifikacji spawacza?
- I wreszcie, ile można przeznaczyć na zakup spawarki?
W zależności od odpowiedzi na te pytania należy sformułować wymagania dotyczące zakupionego sprzętu.
Jeśli musisz spawać nie tylko stal węglową i niskostopową, ale także stal wysokostopową i nierdzewną, musisz dokonać wyboru między prostownikiem spawalniczym a falownikiem. Jeśli musisz spawać metale wymagające ochrony przed tlenem lub azotem w powietrzu, jak np. aluminium, to potrzebne będzie spawanie w środowisku gazu osłonowego, które może zapewnić półautomat z trybem MIG/MAG.
Ogólnie rzecz biorąc, jeśli mówimy o wszechstronności sprzętu, być może najlepszym wyborem byłoby półautomatyczne urządzenie z trybami MMA i MIG / MAG. Jego obecność pozwoli na wykonanie niemalże każdej pracy przy spawaniu metali, z którą na co dzień masz do czynienia tylko i wyłącznie.
Jeśli masz do czynienia z cienkim (cieńszym niż 1,5 mm) metalem, ponownie należy preferować urządzenie półautomatyczne.
Praca w temperaturach ujemnych, zwłaszcza poniżej 10-15°C, jest dla falowników niepożądana. Silne zapylenie również źle na nie wpływa. Wniosek jest taki. Jeśli musisz pracować w bardzo niskich temperaturach w warunkach dużego zapylenia, nie pozostaje nic innego jak wybrać spawarkę pozbawioną najnowocześniejszej elektroniki - transformatora spawalniczego, prostownika diodowego lub półautomatu. urządzenie oparte na tym ostatnim.
Wysokie wymagania co do jakości spawania i niskie kwalifikacje spawacza zdecydowanie skłaniają do wyboru inwertera spawalniczego z jego łatwością obsługi oraz funkcjami Arc Force, Anti Stick, Hot Start.
Duża ilość pracy wymaga wysokiego cyklu pracy (duty cycle) od spawarki, w przeciwnym razie zbyt dużo czasu zostanie poświęcone na przestoje podczas jej chłodzenia. PV to jedna z cech odróżniających spawarki domowe od profesjonalnych. W przypadku tych ostatnich jest on dość duży lub sięga nawet 100%, co oznacza, że urządzenie może pracować bez przerwy tak długo, jak tylko zechcesz. Jeśli mówimy o modelach domowych, to PV falowników jest znacznie lepsze niż PV transformatorów spawalniczych i prostowników. Lepiej jest przyjąć 30% jako minimalną wartość PV.
Wybierając spawarkę, musisz pomyśleć o sąsiadach. Jeśli musisz dużo gotować, a napięcie sieciowe jest niskie i niestabilne, powinieneś wybrać spawarkę do swojego domu, biorąc pod uwagę pobieraną przez nią moc. Ciągłe miganie żarówek, które występuje podczas pracy potężnych transformatorów spawalniczych i prostowników, wzbudza powszechną nienawiść do sąsiadów spawaczy. Inwerter z funkcją oszczędzania energii i funkcją zapobiegającą przywieraniu nie zaszkodzi dobrym stosunkom sąsiedzkim. Kiedy elektroda styka się ze spawanym metalem, transformator spawalniczy drenuje sieć zasilającą, podczas gdy falownik po prostu zmniejsza prąd spawania (napięcie na zaciskach), a ponadto falownik jest bardziej wydajny przy niskim napięciu sieciowym.
Podstawowe wymagania dotyczące źródeł prądu do spawania
Aby spełnić swoje przeznaczenie, źródła prądu muszą spełniać określone wymagania, z których główne obejmują:- napięcie obwodu otwartego musi zapewniać zajarzenie łuku, ale nie może być wyższe niż wartości bezpieczne dla spawacza;
- źródła prądu muszą posiadać urządzenia regulujące prąd spawania w wymaganych granicach;
- spawarki muszą mieć określoną zewnętrzną charakterystykę prądowo-napięciową zgodną ze statyczną charakterystyką prądowo-napięciową łuku spawalniczego.
Łuk może wystąpić albo w przypadku awarii gazu (powietrza), albo w wyniku kontaktu elektrod z ich późniejszym wycofaniem na odległość kilku milimetrów. Pierwsza metoda (przebicie powietrza) jest możliwa tylko przy wysokich napięciach, na przykład przy napięciu 1000 V i szczelinie między elektrodami 1 mm. Ta metoda zajarzania łuku zwykle nie jest stosowana ze względu na niebezpieczeństwo wysokiego napięcia. Gdy łuk jest zasilany prądem o wysokim napięciu (powyżej 3000 V) i wysokiej częstotliwości (150-250 kHz), można uzyskać przebicie powietrza przy szczelinie między elektrodą a przedmiotem obrabianym do 10 mm. Ta metoda zajarzenia łuku jest mniej niebezpieczna dla spawacza i jest często stosowana.
Drugi sposób zajarzania łuku wymaga różnicy potencjałów między elektrodą a produktem 40-60V, dlatego jest najczęściej stosowany. Kiedy elektroda styka się z przedmiotem spawanym, powstaje zamknięty obwód spawalniczy. W momencie usunięcia elektrody z produktu elektrony, które znajdują się na miejscu katody nagrzanym w wyniku zwarcia, odrywają się od atomów i przemieszczają się w kierunku anody na zasadzie przyciągania elektrostatycznego, tworząc łuk elektryczny. Łuk szybko się stabilizuje (w ciągu mikrosekundy). Elektrony wychodzące z plamki katody jonizują szczelinę gazową i pojawia się w niej prąd.
Szybkość zajarzania łuku zależy od charakterystyki źródła prądu, natężenia prądu w momencie zetknięcia się elektrod z przedmiotem obrabianym, czasu ich zetknięcia oraz składu szczeliny gazowej. Na szybkość wzbudzenia łuku wpływa przede wszystkim wielkość prądu spawania. Im większa wartość prądu (przy tej samej średnicy elektrody), tym większy staje się przekrój plamki katodowej i tym większy będzie prąd na początku zajarzania łuku. Duży prąd elektronowy spowoduje szybką jonizację i przejście do stabilnego wyładowania łukowego.
Wraz ze spadkiem średnicy elektrody (tj. ze wzrostem gęstości prądu) czas przejścia do stabilnego wyładowania łukowego ulega dalszemu skróceniu.
Na szybkość zajarzania łuku ma również wpływ polaryzacja i rodzaj prądu. Przy prądzie stałym i odwrotnej polaryzacji (tj. plus źródła prądu jest podłączony do elektrody) prędkość wzbudzenia łuku jest wyższa niż przy prądzie przemiennym. Dla prądu przemiennego napięcie zapłonu musi wynosić co najmniej 50-55 V, dla prądu stałego - co najmniej 30-35 V. W przypadku transformatorów zaprojektowanych na prąd spawania 2000 A napięcie obwodu otwartego nie powinno przekraczać 80 V.
Ponowne zajarzenie łuku spawalniczego po jego wygaśnięciu w wyniku zwarć kroplami metalu elektrody nastąpi samoistnie, jeśli temperatura końcówki elektrody będzie odpowiednio wysoka.
Zewnętrzna charakterystyka prądowo-napięciowa źródła to zależność napięcia na zaciskach od prądu.
Na schemacie źródło ma stałą siłę elektromotoryczną (Ei) i rezystancję wewnętrzną (Zi), składającą się ze składowej czynnej (Ri) i indukcyjnej (Xi). Na zewnętrznych zaciskach źródła mamy napięcie (Ui). W obwodzie „źródło-łuk” występuje prąd spawania (Id), który jest taki sam dla łuku i źródła. Obciążeniem źródła jest łuk o czynnej rezystancji (Rd), spadek napięcia na nim wynosi Ud=I Rd.
Równanie napięcia na zaciskach zewnętrznych źródła jest następujące: Ui = Ei - Id Zi.
Źródło może pracować w jednym z trzech trybów: bezczynność, obciążenie, zwarcie. Na biegu jałowym łuk nie pali się, nie ma prądu (Id = 0). W tym przypadku napięcie źródła, zwane napięciem obwodu otwartego, ma wartość maksymalną: Ui = Ei.
Pod obciążeniem prąd (Id) przepływa przez łuk i źródło, a napięcie (Ui) jest niższe niż na biegu jałowym o wielkość spadku napięcia wewnątrz źródła (Id Zi).
W przypadku zwarcia Ud=0, zatem napięcie na zaciskach źródła Ui=0. Prąd zwarciowy Ik=Ei/Zi.
Eksperymentalnie pomiar charakterystyki zewnętrznej źródła polega na pomiarze napięcia (Ui) i prądu (Id) przy płynnej zmianie rezystancji obciążenia (Rd), natomiast łuk symulowany jest liniową rezystancją czynną – reostatem balastowym.
Graficznym przedstawieniem otrzymanej zależności jest zewnętrzna statyczna charakterystyka prądowo-napięciowa źródła. Gdy rezystancja obciążenia maleje, prąd wzrasta, a napięcie źródła maleje. Tak więc w ogólnym przypadku zewnętrzna charakterystyka statyczna źródła spada.
Istnieją spawarki o stromo opadających, delikatnie opadających, sztywnych, a nawet rosnących charakterystykach prądowo-napięciowych. Istnieją również uniwersalne spawarki, których charakterystyka może być stromo opadająca i twarda.
Zewnętrzne charakterystyki prądowo-napięciowe spawarek: 1 - opadająca stromo, 2 - opadająca łagodnie, 3 - sztywna, 4 - rosnąca.
Na przykład konwencjonalny (normalnie rozproszony) transformator ma sztywną charakterystykę, a charakterystykę rosnącą uzyskuje się przez sprzężenie zwrotne, gdy elektronika zwiększa napięcie źródła wraz ze wzrostem prądu.
W ręcznym spawaniu łukowym stosuje się spawarki o stromo opadającej charakterystyce.
Łuk spawalniczy ma również charakterystykę prądowo-napięciową.
Po pierwsze, wraz ze wzrostem prądu napięcie gwałtownie spada, ponieważ zwiększa się pole przekroju poprzecznego kolumny łuku i jego przewodność elektryczna. Następnie, wraz ze wzrostem prądu, napięcie prawie się nie zmienia, ponieważ pole przekroju poprzecznego kolumny łuku wzrasta proporcjonalnie do prądu. Następnie, wraz ze wzrostem prądu, napięcie wzrasta, ponieważ powierzchnia plamki katodowej nie zwiększa się z powodu ograniczonego przekroju elektrody.
Wraz ze wzrostem długości łuku charakterystyka woltoamperowa przesuwa się w górę. Zmiana średnicy elektrody znajduje odzwierciedlenie w położeniu granicy między odcinkami sztywnymi i rosnącymi charakterystyki. Im większa średnica, tym większy prąd wypełni koniec elektrody plamką katodową, podczas gdy obszar narastania przesunie się w prawo (pokazany na poniższym rysunku linią przerywaną).
Stabilne wyładowanie łukowe jest możliwe pod warunkiem, że napięcie łuku jest równe napięciu na zewnętrznych zaciskach źródła prądu. Graficznie wyraża się to tym, że charakterystyka łuku spawalniczego przecina się z charakterystyką źródła prądu. Poniższy rysunek przedstawia trzy charakterystyki łuku o różnych długościach - L 1 , L 2 , L 3 (L 2 > L 1 > L 3) oraz stromo opadającą charakterystykę zasilania.
Przecięcie charakterystyk prądowo-napięciowych źródła i łuku (L 2>L 1>L 3).
Punkty (A), (B), (C) wyrażają strefy stabilnego spalania łuku przy różnych długościach łuku. Można zauważyć, że im większe nachylenie charakterystyki źródła, tym mniejsza zmiana prądu spawania przy wahaniach długości łuku. Ale długość łuku jest utrzymywana podczas procesu spalania ręcznie, dlatego nie może być stabilna. Dlatego tylko przy stromo opadającej charakterystyce transformatora wahania końcówki elektrody w rękach spawacza nie wpłyną znacząco na stabilność łuku i jakość spawania.
Korzystając z zawartości tej strony, należy umieścić aktywne linki do tej strony, widoczne dla użytkowników i robotów wyszukujących.
Montaż konstrukcji metalowych za pomocą urządzeń spawalniczych jest w wielu przypadkach korzystniejszy niż metoda mocowania za pomocą łączników. Wzajemne przenikanie się stopionego metalu daje mocne połączenie.
Montaż za pomocą nitów, śrub, specjalnych mechanizmów jest odpowiedni, jeśli to konieczne, aby zapewnić wymianę części, podczas napraw, prac konserwacyjnych. Informacje o tym, czym są spawarki, jakie są cechy ich działania, pomogą Ci dokonać właściwego wyboru przy zakupie.
transformatory
Zasada działania polega na obniżeniu napięcia wejściowego do poziomu niezbędnego do wytworzenia stabilnego łuku. Transformator, główny element wyposażenia, posiada dwa uzwojenia: pierwotne i wtórne. Jakie są rodzaje spawarek?
Napięcie jest regulowane na dwa sposoby. Pierwsza to metoda amplitudowa, w której uzwojenia są fizycznie przesunięte względem siebie. Odbywa się to za pomocą specjalnego mechanizmu.
Najprostszym rozwiązaniem jest podzielenie uzwojenia na kilka części, łącząc/rozłączając które osiągają pożądane napięcie. Drugi to regulacja fazy, którą zapewniają tyrystory. Bardziej wydajna metoda, która umożliwia regulację prądu według wielu charakterystyk.
prostowniki
Ta kategoria to ewolucyjny rozwój sprzętu transformatorowego. W obwodzie urządzenia znajduje się blok diodowy, który przetwarza prąd przemienny na prąd stały. Tworzą się korzystniejsze warunki do utrzymania łuku. Jest bardziej stabilny i równy.
Występuje zauważalna redukcja odprysków metalu. W pracy można zastosować dowolny rodzaj elektrod. Prostownik jest bardziej wszechstronny niż jego odpowiednik transformatorowy. Możliwa jest praca nie tylko z metalami żelaznymi, ale także z metalami nieżelaznymi. Zmieniając polaryzację, uzyskuje się inne właściwości urządzenia, na przykład do spawania aluminium.
Dobra jakość szwów, przystępna cena, niezawodność sprzętu sprawiają, że cieszy się on popularnością wśród profesjonalistów i domowych majsterkowiczów. Do wad można zaliczyć znaczną wagę urządzenia, konieczność posiadania umiejętności pracy z nim oraz silny wpływ na sieć zasilającą, w której notowane są skoki napięcia.
półautomatyczny
Kategoria, która systematycznie rośnie pod względem liczby sprzedawanych urządzeń. Zasada działania opiera się na zachowaniu się metalu w środowisku gazu ochronnego. Nie ma tradycyjnej elektrody.
Jego rolę spełnia drut, który może być zwykły lub proszkowy z dodatkiem substancji poprawiających jakość spawania. Stosowanym medium jest argon i dwutlenek węgla. Zwyczajowo dzieli się sprzęt na następujące grupy:
- urządzenie z wymuszonym dopływem gazu;
- sprzęt z możliwością odcięcia dopływu gazu;
- urządzenie bez gazu, które pracuje tylko z elektrodami topnikowymi, które podczas pracy tworzą warstwę ochronną nad miejscem spawania.
Półautomaty znajdują szerokie zastosowanie w gospodarstwach domowych, dużych przedsiębiorstwach, stacjach obsługi samochodów. Precyzyjna regulacja pozwala na spawanie metalu grubości mniejszej niż 1 mm z dobrą jakością.
Obsługa urządzenia wymaga wiedzy, ale nie trzeba mieć umiejętności stabilnej kontroli łuku, jak przy pracy z transformatorem. Konieczne jest ścisłe przestrzeganie zaleceń instrukcji i porad specjalistów.
falowniki
Sama spawarka jest niewielka, stosunkowo lekka, a dziś można ją kupić w cenach porównywalnych z analogami działającymi na innej zasadzie, co prawda jest różnica w cenie, ale nie tak znacząca jak była na pierwszych zdjęciach sprzętu ta klasa. Konfiguracja falownika wygląda następująco:
- transformator;
- obwód elektryczny;
- przepustnica.
Urządzenie typu falownik jest mobilne. Wysoka wydajność i minimalne zużycie energii umożliwiają podłączenie go do sieci domowej. Popularność sprzętu stała się możliwa po tym, jak producenci technologicznie wyeliminowali niedociągnięcia charakterystyczne dla pierwszych modeli sprzętu.
Dziś falowniki są uważane za najwygodniejsze urządzenie do użytku domowego, mają wysoką klasę niezawodności. Dlatego dzisiaj mają go zarówno prywatni rzemieślnicy, jak i małe przedsiębiorstwa przemysłowe i rolnicze.
Najczęściej podczas konsultacji w punkcie sprzedaży z kierownikiem pada pytanie - Jakie są spawarki do użytku domowego? - słyszysz następującą odpowiedź - Inwertery.
Spawarka argonowa
Sprzęt należy do specjalnej klasy. Został opracowany do wysokiej jakości spawania metali nieżelaznych, chociaż jest również używany do stopów na bazie żelaza.
Wąska specjalizacja technologii ogranicza jej wykorzystanie w sektorze prywatnym, ale w sprzedaży jest wiele urządzeń klasy gospodarstwa domowego. W konfiguracji nie różnią się od profesjonalnych analogów i składają się z następujących elementów:
- źródło prądu stałego (najlepiej) lub stałego;
- reduktor gazu;
- specjalny palnik;
- oscylator, który przekształca prąd w impulsy o wysokiej częstotliwości w celu wytworzenia bezdotykowego łuku.
Cechą charakterystyczną aparatu z łukiem argonowym jest elektroda nie ulegająca zużyciu. W większości przypadków są one wykonane z wolframu, który ma znaczny zasób i można go wymienić na nowy podczas długotrwałego użytkowania.
Stabilny łuk w środowisku argonu, rzadziej helu, umożliwia pracę ze stopami, których spawanie jest niemożliwe w innych warunkach, ponieważ tlen zawarty w powietrzu tworzy warstwę utleniającą, amalgamat.
Maszyna do zgrzewania punktowego
Do pojedynczych operacji podczas montażu konstrukcji ten rodzaj sprzętu staje się bardzo popularny. Urządzenie ma charakterystyczny kształt: dwie elektrody znajdują się w tej samej płaszczyźnie i podczas pracy podgrzewają wstępnie zamocowane części i odkształcają je w miejscu styku, stąd nazwa tej klasy sprzętu.
Dzieje się to w ułamku sekundy. Impuls prądu elektrycznego o wysokiej częstotliwości topi metal na niewielkim obszarze, bez tworzenia się kamienia, przypalenia lub przegrzania części. Z tego powodu montaż jest często wykonywany nawet z części pokrytych farbami i lakierami.
Aparatura do cięcia i spawania gazowego
Klasa sprzętu, który nie wykorzystuje elektryczności jako topienia metalu, ale gazu. Zwykła modyfikacja aparatu acetylenowego za pomocą węglika wapnia ustępuje obecnie miejsca bardziej zaawansowanym urządzeniom z gazem skroplonym w butlach, chociaż nadal z powodzeniem działa w gospodarstwach domowych oraz organizacjach mieszkaniowych i usług komunalnych.
Niezależnie od sposobu dostarczenia nośnika energii sprzęt jest podzielony na trzy kategorie:
- Spawalniczy. Używany jest specjalny palnik. Reduktor ogranicza dopływ gazu, który jest optymalny do spawania. Cięcie takim urządzeniem nie jest rozsądne, trwa zbyt długo.
- Uniwersalny. Możliwość regulacji dopływu gazu, kształt palnika pozwala z powodzeniem gotować i ciąć metal.
- Frezy. Przeznaczone do cięcia dużych konstrukcji na osobne części. Palnik o specjalnym kształcie, o długości do metra lub więcej. Potężny dopływ tlenu i gazu wydmuchuje stopiony metal.
Wideo: Jak wybrać odpowiednią spawarkę
Sprzęt gazowy ma swoje wady i zalety. Do zalet można zaliczyć: niski koszt, powolne nagrzewanie i chłodzenie metalu, czasem ta cecha jest potrzebna, możliwość pełnej kontroli czasu obróbki za pomocą mocy płomienia.
Szew jest wysokiej jakości z odpowiednimi kwalifikacjami mistrza. Ponadto palnik gazowy może nie tylko gotować metal, ale także go utwardzać i uwalniać. Wady obejmują czas trwania procesu, wystarczająco dużą powierzchnię grzewczą i wybuchowość.
Spawanie plazmowe
Nowoczesny sposób łączenia, cięcia metalu. Niewiele stosuje się w życiu codziennym, ale w produkcji wyrobów ze stali nierdzewnej o wysokiej wytrzymałości metoda ta stała się bardzo popularna. Temperatura w dyszy plazmowej osiąga 30 000 °C.
Pozwala to na szybkie wykonywanie precyzyjnych spawów na ograniczonym obszarze. Technologia spawania plazmowego jest niezbędna podczas pracy z metalami o znacznej grubości. Zastosowanie metody znacznie skróciło czas pracy w stosunku do innych typów urządzeń.
Sprzęt jest dość drogi, aw prywatnych rękach jest go niewiele. Jakie są rodzaje spawarek tego typu? Strukturalnie możliwe jest gotowanie zarówno łukiem, jak i strumieniem plazmy.
W obu przypadkach do wytworzenia medium potrzebny jest gaz obojętny oraz elektroda nie ulegająca zużyciu. Urządzenia zasilające są trzech rodzajów: mikroplazma (0,1-25 A) średnia (25-150 A) oraz sprzęt do dużych prądów (powyżej 150 A).
Informacje o charakterystyce głównych rodzajów sprzętu spawalniczego pomogą określić, która maszyna będzie najlepsza w konkretnej sytuacji. Do użytku domowego nie trzeba kupować drogiego profesjonalnego sprzętu.
Pod względem podstawowych wskaźników modele budżetowe niewiele ustępują specjalnym odpowiednikom. Główną różnicą jest czas ciągłej pracy. Profesjonalny sprzęt może pracować godzinami, w przeciwieństwie do prostych analogów. Zrozumienie, czym są spawarki, jakie mają cechy, dokonanie właściwego wyboru jest znacznie łatwiejsze.
Powiązane artykuły
