Как выбрать сварочный инвертор

    В этой статье мы коснемся сварки материалов электрической дугой, так как большинство сварочных аппаратов работает именно по этому принципу. Преимущества метода - быстрота, экономичность, высокая прочность сварного соединения  - позволили ему получить широкое распространение не только в промышленности, но и в быту.
    Электрическая дуга возникает за счет дугового разряда между электродом и свариваемым металлом и поддерживается источником постоянного или переменного тока. Под его действием металл по кромкам свариваемых частей оплавляется и смешивается, образуя сварочную ванну. Кристаллизуясь, она и формирует сварочный шов. Зажиганию дуги, поддержание ее длины и перемещение вдоль линии шва вручную осуществляет сварщик. Дуговая сварка выполняется плавящимся или неплавящимся электродом, при прямой или обратной полярности.
    Среди сварочных аппаратов инверторного типа, в свою очередь, есть как аппараты для сварки электродами, так и инверторные полуавтоматы. В этой статье мы будем рассматривать один вопрос: как выбрать инвертор? Проведем сравнение инвертора с другими сварочными агрегатами. Раскроем достоинства и недостатки аппарата.

    Виды сварочных аппаратов.

Трансформаторные сварочные аппараты.
Это самые простые, недорогие и распространенные аппараты из всех аппаратов для ручной электродуговой сварки. Назначение сварочных трансформаторов - преобразование электрического тока, его регулирование (иногда без него) и питание сварочной дуги. Электрическая схема у них представлена сердечником-магнитопроводом, сделанном из специальной трансформаторной стали. На нем размещены две обмотки - первичная и вторичная. В простых аппаратах обе они неподвижные. В более сложных одна обмотка закреплена неподвижно, а вторая передвигается относительно первой по сердечнику, что и обеспечивает регулировку силы тока. Принято считать, что аппараты, способные обеспечить ток свыше 300 А - это профессиональные трансформаторы, до 300 А - полупрофессиональные.
    В продаже имеются и сварочные полуавтоматы, выполненные на базе сварочных трансформаторов. В них сварка металлов осуществляется специальной проволокой, которая автоматически поступает по специальному рукаву к точке сварки. По этому же рукаву одновременно с проволокой подается и углекислый газ. Таким образом процесс сварки идет в газовой среде. Шов при полуавтоматической сварке получается ровным и лучше защищенным от коррозии, чем при остальных видах сварки. С помощью таких аппаратов можно сваривать очень тонкий металл. Именно поэтому полуавтоматы, обеспечивающие сварку металла в среде углекислого газа получили применение при ремонте автомобилей.
    Положительные особенности сварочных трансформаторов - простота конструкции, а следовательно, и ее надежность, легкость в обслуживании и низкая цена. Отрицательным моментом является значительный вес и большие габариты. Весит такой аппарат от 15 кг. При выдаваемом переменном токе до 200А вес аппарат увеличивается до 25 кг. Самым существенным недостатком сварочного трансформатора является то, что сварка производится переменным током, что негативно сказывается на качестве сварного шва. Помимо этого имеются трудности в удержании оптимальной дуги при работе. На таком аппарате сложно работать новичкам.
    Сварочные выпрямители представляют собой источник питания, состоящий из трансформатора с регулирующим устройством и блока полупроводниковых выпрямителей. Для получения нужной характеристики эти устройства часто оснащают дополнительным дросселем. Благодаря постоянному току дуга в таких аппаратах стабильная, не прерывающаяся. Это позволяет производить качественную сварку даже новичкам в сварочном деле.
    Недостаток трансформаторного сварочного аппарата с выпрямителем - общий вес достигает 60 - 70 кг. В итоге общая стоимость всего устройства приближается к инверторному сварочному аппарату с постоянным током 140 - 160А.

Инверторные сварочные аппараты.
Сварочный инвертор - современный, компактный и легкий прибор, позволяющий качественно выполнить сварочные работы. Вес инверторного аппарата всего около 8-10 кг, он может работать даже при низком напряжении в электросети. Качество шва получается гораздо выше, чем у трансформаторного аппарата, варить легче и удобнее, под силу даже человеку с небольшим опытом.
    Недостатки инверторных источников питания: стоимость инверторного сварочного аппарата примерно в 2-3 раза выше стоимости сварочного трансформатора; при ремонте инвертора в случае выхода из строя силовых модулей  I.G.B.T. - придется отдать до 30% стоимости самого аппарата. Такая поломка происходит в случаях резкой перегрузки, когда происходит резка массивных металлоконструкций, а также при значительных скачках напряжения в питающей сети. В подобных случаях тепловое реле не успевает срабатывать - происходит "тепловой пробой" электронных компонентов.

    Какой выбрать сварочный инвертор?

Сделать правильный выбор сварочного инвертора можно исходя из характера работ и технологических задач, которые планируется выполнять, а также условий и особенностей его эксплуатации. Ответим на следующие вопросы:

    Бытовой или профессиональный?
Понятия бытовой, профессиональный и промышленный инструмент не являются терминами однозначно определенными (да и вряд ли такое возможно). Однако производители при классификации своей продукции придерживаются примерно следующих правил: под термином "бытовой" понимают обычно непрерывную работу агрегата на протяжении 15-30 мин с дальнейшим перерывом примерно до одного часа. Для профессионального инструмента возможна эксплуатация с 8-часовым циклом. Промышленный инструмент можно эксплуатировать в три смены с небольшими технологическими перерывами. Остальные технические характеристики бытового и профессионального инструмента примерно одинаковы. Т.е. термины "бытовой", "профессиональный" подразумевают различие только во времени непрерывной работы инструмента, но никак не в качестве его работы. В то же время бытовой инструмент большой мощности или для каких-либо специальных задач не выпускается, а выпускается только профессиональный.

    Требования к сети, работа от генератора.
Если планируется подключение к электрогенератору, важно знать, что напряжение на выходе электрогенератора может существенно колебаться, особенно в зависимости от нагрузки. Инвертор должен быть защищен от скачков напряжения и в документации должна быть указана возможность подключения к генератору (автономной электростанции). В технических характеристиках инвертора обратите внимание на рекомендуемую мощность генератора, которая указывается для максимального сварочного тока.
    При подключении инвертора к стационарной сети выбор начинается с уточнения электропитания на объекте: однофазное 220 В или трехфазное 380 В. Для домашнего использования больше подходит аппарат с однофазным питанием 220-240 В. Если в мастерской есть трехфазный ток, можно приобрести аппарат с унифицированным питанием 220/380 В или от трехфазной сети 380 В.
    Выдержит ли счетчик подключение инвертора? Бытовые счетчики рассчитаны на токовую нагрузку до 40-50 А (точная цифра указана на счетчике), что эквивалентно мощности порядка 8-10 кВт. При сварке электродом 3мм потребляемый ток составляет около 12-20 А. При работе электродом 4мм ток может быть 20-30 А. Для счетчика это не опасно.
    Сколько электричества потребляет аппарат? Расчет простой. Допустим, что используется электрод диаметром 3 мм. В этом случае аппарат потребляет 20 А, что соответствует мощности примерно 4,4 кВт. Для сравнения, электрочайник потребляет 1,5-2 кВт. Потребляя эту мощность в течение 1 часа, получаем 4,4 кВт*час. При стоимости одного киловатт-часа 3 рубля, получится, что один час непрерывной работы инвертором стоит 13 рублей.
    Некоторые продавцы пытаются "продать" покупателю стандартные функции инвертора: Hot start (горячий старт), Anti-Sticking (антиприлипание при выключении) и Arc-Force (форсаж дуги - антиприлипание при сварке). Это "родные" функции любого инвертора - не надо считать их дополнительными опциями.
    Все данные по производительности сварочных аппаратов в паспорте приводятся из расчета 220-230В в питающей сети. И даже если аппарат рассчитан на работу в диапазоне 170-270 В - производительность его при 170В будет минимальной. Часто будет срабатывать защита. Поэтому некоторый запас по мощности очень даже пригодится. Чтобы без проблем варить электродом 3мм -  надо брать аппарат  для сварки 4мм.
    Выбирая сварочный инвертор, следует иметь в виду, что, независимо от мощности аппарата из сети  потребляется столько же электроэнергии, сколько расходуется на сварку. На холостом ходу потребление минимально - только для цепей управления. Значение может иметь - в какую розетку будет включаться аппарат. Если это обычная бытовая сеть, где часто бывает не 220 В, а 180 В, то ждать от сварочного инвертора  уверенной сварки электродом 4мм не приходится. В этих условиях свободно можно варить электродом 3мм. Нормальная стабильная работа сварочного инвертора  начинается при напряжении в сети 190-200 В. И здесь сварочный инвертор вне конкуренции. Любой сварочный трансформатор или выпрямитель потребляет электрической мощности почти в два раза больше инвертора. Такими аппаратами не получится варить, если сеть слабая.
    Все инверторы позволяют  производить сварку на расстоянии до 25 метров от аппарата . При этом необходимо увеличить сечение сварочного кабеля, чтобы уменьшить потери напряжения в нем.

    Защита.
Практически все инверторы имеют защиту от скачков напряжения. У аппаратов для бытового применения данный показатель обычно составляет 10-15%. Такие характеристики заявляют большинство производителей.

    Вентиляция.
Инвертор более, чем другие сварочные аппараты боится пыли. Особенно это касается производства и строительства. Инвертор надо чистить и продувать чаще, чем другие виды сварочных аппаратов. В основном пыль всасывается вентилятором охлаждения, без которого обойтись невозможно. Существует много способов вентиляции аппаратов в запыленных помещениях, но в большинстве случае платить за спец-вентиляцию не стоит. Лучше всего будет просто регулярно снимать корпус и производить очистку путем продувки и/или мягкой кистью. Это надежный способ, который позволяет также визуально контролировать состояние агрегата изнутри.

    Температурный диапазон эксплуатации инвертора.
С положительной температурой все ясно: чем она выше, тем быстрее сработает тепловая защита аппарата.  Информацию о возможности работы при отрицательных температурах должен сказать производитель. Но иногда эти данные трудно найти. Либо их нет совсем, либо производитель делает ссылку на соответствие определенным стандартам. В Европе это стандарт EN/IEK 60974. В России - ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004. Указанные стандарты предполагают температуру эксплуатации при ручной дуговой сварке от -40С до +40С.
    Известно, что электронные компоненты плохо работают при минусовых температурах. У инвертора в таких случаях обычно загорается лампочка "перегрузка", и аппарат просто не включается.  Если в паспорте аппарата четко не указан температурный диапазон эксплуатации - лучше воздержаться от сварки на морозе. Хранить инверторный аппарат тоже лучше при положительных температурах. Если такой возможности нет, то нужно  учитывать что резкие перепады температур приводят к появлению конденсата на платах инвертора, что может повредить отдельные узлы аппарата.

    Сварка каких материалов будет производиться?
Если варить придется только черный металл, можно обойтись сварочным трансформатором. Если же необходимо получить шов высокого качества или предстоит сварка нержавеющих сталей, чугуна или цветных металлов, понадобится электросварка постоянного тока - т.е. отлично подойдет наш любимый инвертор. Если работа связана с автомобилем или если к коррозионной стойкости швов предъявляются повышенные требования, стоит выбрать полуавтоматическую сварку.

    Металл какой толщины нужно сварить?
От толщины металла напрямую зависит, электроды какого диаметра будут использоваться, каким будет рабочий сварочный ток, а соответственно, и мощность сварочного аппарата (ну и его цена, конечно). Эти параметры зависят также и от положения, в котором выполняется сварка, от вида соединения и формы (разделки) кромок, от качества металла и т.д. Эти данные можно узнать из рабочих таблиц, которые есть в технической документации аппарата. Примерное соотношение толщины свариваемых деталей, диаметра электрода и значения величины тока можно взять из таблицы:

Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Ток, А
1-2	1,6	25-50
2-3	2	40-80
2-3	2,5	60-100
3-4	3	80-160
4-6	4	120-200
6-8	5	180-250
10-30	5-6	220-320
30-60	6-8	300-400

    Опытные сварщики необходимую силу тока определяют опытным путем по устойчивости горения дуги. При отсутствии такого навыка , ее можно рассчитать по формулам. Для электродов диаметром (3-6 мм) сила тока ( I ) = (20 + 6D)*D. Для электродов диаметром менее 3 мм ( I ) = 30*D. Для сварки потолочных швов сила тока должна быть на 10-20 % меньше, чем при нижнем положении. Глубина провара при сварке переменным током на 15-20 % меньше, чем при сварке постоянным током.
    На силу сварочного тока оказывает влияние и полярность - при сварке постоянным током с обратной полярностью, когда катод и анод меняются местами, глубина провара увеличивается до 40 %.

    Объем работ (длительность).
Если предстоит большой объем работ, стоит приобрести сварочный аппарат с запасом мощности, чтобы избежать эксплуатации его долгое время на пиковых нагрузках. Либо выбрать аппарат с какими-либо свойствами, позволяющими ему длительное время работать при высоких нагрузках. Можно выбрать аппарат с оптимальными параметрами, но у которого обмотки выполнены из меди. Он будет стоить дороже, чем аналог с алюминиевыми обмотками, но нагреваться при тех же нагрузках будет слабее.

    Продолжительность включения инвертора.
Большинство сварочных источников - трансформаторы, выпрямители, инверторы, работают в повторно-кратковременном режиме. Т.е. период работы под нагрузкой чередуется с периодом работы без нагрузки (холостой ход). Эти периоды повторяются и образуют сварочный цикл. Повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения ПВ. ПВ (%) определяется как отношение времени работы источника под нагрузкой (время сварки) к общему времени цикла сварки (время сварки + время паузы). Время цикла обычно принимается 5-10мин. ПВ источника может быть от 10 до 100%, с учетом этого значения  рассчитывается номинальный сварочный ток. С уменьшением температуры воздуха ПВ источника увеличивается, так как улучшается его охлаждение.
    На практике работать в режиме ПВ=100% невозможно, т.к. всегда необходимо технологическое время для замены электрода, осмотра шва, позиционирования деталей, удаления шлака и т.д.  Научно обоснованная продолжительность включения, при которой сварщик физически может работать в течение смены составляет не более 60%.

    Номинальный сварочный ток.
Как правило, в описании сварочного инвертора (паспорте, инструкции) указывается номинальный либо максимальный сварочный ток при соответствующем значении ПВ. Номинальный сварочный ток - это ток,  при котором инвертор  будет работать без перегрузки и не будет перегреваться, с учетом соблюдения ПВ.
    Если, например, для ваших условий рабочий ток будет -120А, а режим сварки - средней или высокой продолжительности (ПВ=40-60%), то выбирать инвертор с номинальным током 120А и ПВ=60% не стоит. Всегда необходимо иметь запас по току (мощности) в пределах 30-50%. Этот запас необходим и для того, чтобы компенсировать потери мощности при использовании длинных сварочных кабелей (>5м), или же сетевых кабелей длиной более 15м.

    Наличие защиты.
Тепловой защитой оснащаются почти все модели инверторов. Если она сработала, значит нарушен режим работы аппарата. Для устранения срабатываний защиты необходимо уменьшить ток или увеличить время паузы. Иногда термозащита  может не сработать и не защитить перегретый инвертор из-за вышедшего из строя термодатчика.
 
    Цифровая индикация.
Цифровая индикация сварочного тока облегчает установку и визуальный контроль значения сварочного тока, позволяет быстро настроить нужный ток при частых изменениях режима сварки. Фактическое значение сварочного тока  отличается от предустановки и корректируется во время сварки.

    Напряжение холостого хода.
Чем выше напряжение холостого хода, тем легче зажигается дуга. Обычно в инверторах эта величина составляет 40-80В. При проведении сварочных работ в условиях повышенной влажности, замкнутых пространствах и стесненных условиях (колодцах, тоннелях, резервуарах и пр.) для безопасности сварщика используются сварочные инверторы со встроенным блоком снижения напряжения холостого хода (VRD). Он понижает напряжение холостого хода сварочного инвертора  до безопасного значения  9-15 В  при размыкании сварочной цепи и повышает его до рабочего значения при касании электродом детали.

    Вес и габариты.
Вес и размеры аппарата влияют на удобство хранения и транспортировки. Если сварочный аппарат будет эксплуатироваться в различных местах (в гараже, на даче), есть смысл приобрести более компактную модель. Хотя, если сравнивать сварочные трансформаторы и инверторы, такой вопрос не возникает. Инверторы будут вне конкуренции.

    Заключение.
Сварочный инвертор, как и любое электронное устройство, требует аккуратного обращения с ним. Нежелательно эксплуатировать инвертор в условиях большого количества пыли, особенно цементной или металлической, при резких перепадах температур. Берегите инвертор от падений, ударов, попадания влаги. Не используйте инвертор с неисправностями. Следите за состоянием контактов и изоляции проводов. Не используйте самодельные стальные электрододержатели - трезубцы, в этом случае инвертор будет работать с перегрузкой.
    При соблюдении этих нехитрых правил сварочный инвертор прослужит долго и будет вам хорошим помощником. Купить инвертор для самого широкого круга задач, вы можете в нашем интернет-магазине. Желаем удачи!