Вольт амперная характеристика сварочного инвертора

✅ Статическая вольт-амперная характеристика дуги показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине. Характеристика имеет три области Первая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки
Содержание

Вольт амперная характеристика сварочного инвертора

Вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ)

Статическая вольт-амперная характеристика дуги показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине.

Характеристика имеет три области

Первая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки происходит увеличение площади, а следовательно, и электропроводности столба дуги.

Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги, анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения на протяжении всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными.

В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна, при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается.

Род тока при сварке — постоянный или переменный, полярность на постоянном токе может быть прямой (минус от источника на электроде), или обратной (минус от источника присоединяется к детали).

Ток обратной полярности применяют при сварке тонкого металла легкоплавких сплавов, легированных, специальных и высокоуглеродистых сталей, чувствительных к перегреву, при полуавтоматической сварке арматуры и металлоконструкций легированной проволокой сплошного сечения, при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием.

При сварке на переменном токе полярность электродов и условия существования дуги периодически изменяются в соответствии с частотой тока.

В каждом полупериоде ток и напряжение меняют полярности при переходе синусоиды через нулевое значение. Дуга при этом угасает, температура активных пятен и дугового промежутка снижается. Повторное зажигание дуги в новом полупериоде происходит при повышенном напряжении — пике зажигания, которое выше напряжения на дуге.

Для повышения устойчивости дуги переменного тока добавляют в покрытия электродов и сварочные флюсы такие материалы, как мел, мрамор, полевой шпат и др., содержащие калий, натрий, кальций и другие элементы.

Газы, вводимые в зону горения дуги для защиты расплавленного металла, оказывают влияние на зажигание дуги переменного тока. При сварке с инертными газами (гелий, аргон) зажигание дуги затруднено, но возбужденная дуга горит устойчиво.

При сварке вольфрамовым электродом в среде аргона происходит испарение частиц металла с поверхности сварочной ванны и ближайших холодных зон, вместе с которыми удаляются и окисные пленки, что улучшает условия сварки и качество шва.

Углекислый газ при сварке на переменном токе действует отрицательно, поэтому сварка в углекислом газе применяется преимущественно на постоянном токе обратной полярности.

Источники питания сварочной дуги имеют также свои вольт-амперные характеристики, которые могут быть падающими, жесткими и возрастающими.

Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы было равенство между напряжениями и токами дуги (Uд, Iд) и источника питания (Uп, Iп).

Источники питания с падающей и жесткой характеристиками применяют при ручной дуговой сварке, с возрастающей характеристикой — при полуавтоматической сварке, с жесткой и возрастающей — при автоматической сварке под флюсом и для наплавки.

Устойчивое горение сварочной дуги возможно только в том случае, когда источник питания сварочной дуги поддерживает постоянным необходимое напряжение при протекании тока по сварочной цепи.

Работу сварочной цепи и дуги нужно рассматривать при наложении статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) сварочной дуги на статическую вольт-амперную характеристику источника питания (называемую также внешней характеристикой источника питания) .

Ручная электросварка обычно сопровождается значительными колебаниями длины дуги. При этом дуга должна гореть устойчиво, а ток дуги не должен сильно изменяться. Также часто требуется увеличить длину дуги, поэтому дуга должна иметь достаточный запас эластичности при удлинении, т. е. не обрываться.

Статическая характеристика сварочной дуги при ручной сварке обычно является жесткой, и отклонение тока при изменении длины дуги зависит только от типа внешней характеристики источника питания. При прочих равных условиях эластичность дуги тем выше, а отклонение тока дуги тем меньше, чем больше наклон внешней характеристики источника питания. Поэтому для ручной электросварки применяются источники питания с падающими внешними характеристиками. Это дает возможность сварщику удлинять дугу, не опасаясь ее обрыва, или уменьшать длину дуги без чрезмерного увеличения тока. Также обеспечиваются высокая устойчивость горения дуги и ее эластичность, стабильный режим сварки, надежное первоначальное и повторное зажигание дуги благодаря повышенному напряжению холостого хода, ограниченный ток короткого замыкания.

Ограничение этого тока имеет большое значение, так как при ручной дуговой сварке происходит переход капли расплавленного металла электрода на изделие, и при этом возможно короткое замыкание.

При больших значениях тока короткого замыкания происходят прожоги металла, прилипание электрода, осыпание покрытия электрода и разбрызгивание расплавленного металла. Обычно значение тока короткого замыкания больше тока дуги в 1,2-1,5 раз.

Основными данными технических характеристик источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода, номинальный сварочный ток, пределы регулирования сварочного тока.

Напряжение холостого хода источника сварочного тока — напряжение на его зажимах при отсутствии дуги, номинальный сварочный ток — допустимый по условиям нагрева источника питания ток при номинальном напряжении на дуге.

В процессе сварки непрерывно меняются значения тока и напряжения на дуге в зависимости от способа первоначального возбуждения дуги и при горении дуги — характера переноса электродного металла в сварочную ванну.

При сварке капли расплавленного металла замыкают дуговой промежуток, периодически изменяя силу тока и длину дуги, происходит переход от холостого хода к короткому замыканию, затем к горению дуги с образованием капли расплавленного металла, которая вновь замыкает дуговой промежуток. При этом ток возрастает до величины тока короткого замыкания, что приводит к сжатию и перегоранию мостика между каплей и электродом. Напряжение возрастает, дуга вновь возбуждается, и процесс периодически повторяется.

Изменения тока и напряжения на дуге происходят в доли секунды, поэтому источник питания сварочной дуги должен обладать высокими динамическими свойствами, т. е. быстро реагировать на все изменения в дуге.

Реальные характеристики сварочных инверторов Ресанта

Сварочные инверторы Ресанта пользуются сегодня большой популярностью у сварщиков и именно поэтому невозможно не уделить внимание этой торговой марке более подробно. Аппараты реализуются по достаточно лояльной и доступной цене, качество же остается приемлемым, если сложить в сумме все плюсы и минусы. Это не реклама Ресанты, тем более что у пользователей интернета, тем более у сварщиков, сформировался уже «негативный условный рефлекс» на навязчивые и необъективные материалы рекламного характера, ориентированные на продажи, а не на поиск истины. Чтобы к последней приблизиться, протестируем линейку аппаратов Ресанта серии К, отчет о проделанной работе предлагаем вашему вниманию. Выводы о соответствии реальных характеристик Ресант заявленным вы сможете сделать самостоятельно.

К серии относится 4 аппарата САИ 160К; САИ 190К; САИ 220К; САИ 250К. Буква «К» в данном случае означает «компактный». С актуальной стоимостью этих устройств вы всегда можете ознакомиться на официальном сайте, поэтому не будем приводить здесь какие-то цифры.

Начнем с исследования комплектации

Все аппараты поставляются в картонных коробках с одинаковой комплектацией: инструкция по эксплуатации, ремень для переноски, сварочные кабели. Длина кабелей держака у всех аппаратов 190 см; кабеля массы – 120 см. Пакеты кабелей не промаркированы, но заметно отличаются по сечению:

  • У инвертора 160К в комплекте очень тонкие кабели сечением 10-12 кв. мм;
  • Инвертор 190К и 220К укомплектован кабелем 14 кв. мм;
  • У 250К самое большое сечение – около 16 кв. мм.
Читайте также  Как правильно накладывать сварочный шов?

Нужно отметить, что омедненные алюминиевые сварочные кабели имеют недостаточные сечения и во время работы будут греться. Стоит также отметить, что байонетные разъемы инверторов на 220 и 250А должны быть большего сечения, иначе не избежать выгорания контактов при серьезной эксплуатации. Что касается кабеля питания, то полутораметровый провод имеет недостаточное сечение 1,5 кв мм на моделях 160К и 190К. На аппарате 220К стоит странный кабель сечением 3х1,8 кв. мм. К питающему кабелю к аппарату на 250А вопросов нет, его сечение составляет 2,5 кв. мм.

Особенности устройства аппаратов

Среди плюсов линейки «К» следует отметить аккуратную машинную сборку, достаточный уровень ремонтопригодности, применение нового поколения IGBT-транзисторов GT50JR22 фирмы «Тошиба». Новые элементы отличаются повышенным быстродействием и невысоким напряжением насыщения по сравнению с традиционными FGH40N60.

Новые транзисторы позволяют повысить тактовую частоту инвертора и уменьшить габариты реактивных элементов: входных конденсаторов, импульсного трансформатора и т.д. Однако в погоне за малыми габаритами разработчики ухудшили условия охлаждения. Радиаторы стали меньше в сравнении с полноформатной версией аппаратов, а мощность вентилятора не изменилась. Для того, чтобы предотвратить вечный перегрев компактного источника инженерам пришлось снизить максимальные сварочные токи с помощью ШИМ-контроллера. То есть 160А; 190А; 220А; 250А инверторы смогут выдать всего 120А; 130А; 170А; 180А.

Чтобы выяснить, что представляют собой источники, подключим их к регистратору сварочных процессов AWR-224MD, нагрузим током с помощью балластных реостатов и снимем вольт-амперные характеристики.

Начнем с напряжения холостого хода

Можно сказать, что напряжение ХХ трех аппаратов соответствует заявленному производителем. Ресанта 190К выдает Uхх ниже заявленного значения, но все-же в допустимых пределах.

Сварочные токи и форма ВАХ

Рассмотрим вольт-амперные характеристики аппаратов и сделаем выводы о их рабочих свойствах.

Подводя итог можно сказать, что ни один из участников теста не выдержал проверки. Можете сами подсчитать, сколько ампер по номинальному току не добирает каждый из инверторов. То есть в цену сварочных источников питания заложен чистый китайский воздух, который составляет от 25 до 35% цены аппаратов. Что касается формы ВАХ, можно предположить, что процесс поджига и стабильность горения дуги должны быть на приемлемом уровне.

Проверка ПН

Поскольку токовые характеристики всех инверторов завышены, ПН, указанный на шильдах инверторов, также не соответствует действительности. Чтобы представить, какой продолжительностью нагрузки обладают источники, рассчитаем их приблизительный режим работы. Для этого все аппараты будут нагружены их реальным максимальным током и помещены в термокамеру (при температуре 40 градусов). Исходя из времени, которое каждый источник сможет продержаться в тепловом контуре не отключаясь, сделаем выводы о реальном ПН.

Приходя в магазин за новым сварочным инвертором, сварщик-профессионал обращает внимание на ток длительной нагрузки, который указан на шильде. Цифры, указанные там, обозначают пороговые значения тока, которые сварщик может выставить на источнике не опасаясь отключения аппарата по перегреву независимо от времени работы. Неверные данные, обозначенные в графе ПН100% могут ввести сварщика в заблуждение и привести к вынужденным простоям в работе.

Результаты испытаний, полученных в термокамере

(максимальный ток инвертора в термокамере)

Время нахождения в камере до включения индикатора перегрева Реальное значение

ПН, % на макс. токе

Заявленное значение ПН, % на макс. токе Реальный ПН 100%

Работа при низком напряжении в электросети

Все аппараты серии «К» выдерживают просадку до 160В, кроме модели САИ160К ( при сварке рутиловыми электродами ок46.00). Поджиг у САИ 160К становится неудовлетворительным, а сварочная дуга часто рвется.

Доп. Функционал

В инструкции сказано, что все СварАппы оснащены функциями «анти-стик, «хот-старт» и «форсаж дуги».

Модель анти-залипание Хот-старт Форсаж-дуги VRD
Инверторы серии «К» Да Нет Нет Нет

Практическая сварка

Все аппараты хорошо справляются со сваркой стальных пластин (встык) толщиной 4 мм электродами ОК46.00, УОНИИ 13/55 диаметром 2,5 мм. Поджиг уверенный, дуга стабильная и эластичная. Что касается электродов диаметром 4 мм, на моделях 160К и 190К ощутима нехватка тока, регуляторы приходится выставлять на максимальные значения, два других инвертора со сваркой четырехмиллиметровым электродом справляются нормально (процесс достаточно комфортен).

Заключение

Большинство характеристик аппаратов Ресанта серии «К» не соответствует заявленным. Расхождение обещанного и реального функционала касается как максимальных сварочных токов и ПН инвертора, так и отсутствия дополнительных функций форсажа дуги и горячего старта.

Источник: Aurora Online Channel

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Cтоит ли ПОКУПАТЬ, отзывы сварщиков:

  • Сварочный трансформатор PATRIOT 200AC 102,00 ₽
  • Зарядное устройство GreenWorks G24C 2490,00 ₽
  • Стабилизатор напряжения PRORAB DVR 1000 2597,22 ₽
  • Стабилизатор Ресанта АСН-2000 Н/1-Ц Lux 3610,00 ₽
  • Стабилизатор напряжения Ставр СН-2000 3920,00 ₽
  • Сварочный аппарат BauMaster AW-79161 3990,00 ₽
  • Hitachi AB17 зарядное устройство 4076,87 ₽

Основные характеристики сварочного инвертора

Максимальный диаметр электрода

По своей сути – та же характеристика диапазона рабочего тока. Иногда по неграмотности или злонамеренно указывается диаметр электрода, которым заявленным максимальным током варить не получится. Иногда наоборот: указан максимальный диаметр электрода, явно не дотягивающий до значения заявленного сварочного тока.

Последний вариант изредка является проблеском совести поставщиков-обманщиков. В качестве максимального тока они указывают ток короткого замыкания. А максимальный рабочий диаметр электрода указывают все-таки честно.

Тип сварочного тока: постоянный (DC) или переменный (AC)

Варить постоянным (иначе прямым, по-английски – DC) током проще: легче удерживать дугу. Поэтому 99,9% современных инверторных аппаратов ММА выдают постоянный сварочный ток.

А вот среди трансформаторов раньше большинство составляли как раз аппараты переменного тока.

Переменный ток (по-английски – AC) используется для сварки цветных металлов. Но не аппаратами ММА, а аппаратами TIG. Поэтому сварочный инвертор ММА, выдающий переменный ток, — большая редкость.

Напряжение без нагрузки

После включения аппарата, до момента поджига дуги напряжение на кончике электрода существенно выше, чем во время работы. И чем оно выше, тем легче поджечь дугу. Но стандарты запрещают уровень напряжения холостого хода на аппаратах, выдающих прямой ток, свыше 100В.

Для еще большего сокращения рисков используют т.н. блоки VRD. Аппарат, снабженный VRD, имеет на кончике электрода до начала поджига дуги всего несколько вольт. И лишь при прикосновении к металлу напряжение холостого хода восстанавливается до уровня, необходимого для поджига дуги.

На всех электродах всегда указывается полярность подключения, тип сварочного тока (постоянный или переменный) и минимально требуемый для поджига уровень напряжения холостого хода. Для абсолютного большинства широко распространенных электродов он не превышает 60В.

Напряжение холостого хода, также как и сварочный ток, зависит от уровня входного напряжения. Чем ниже напряжение в источнике питания, тем ниже напряжение холостого хода. Поэтому по мере снижения напряжения питания поджиг электрода становится все сложнее.

Рабочий цикл, он же ПВ (период включения), он же ПН (полезная нагрузка)

ПВ указывается двумя цифрами. Первая – сила тока. Вторая – процент времени. Например, «130А-50%» означает, что данный аппарат током 130А может варить половину времени. А столько же будет простаивать в ожидании охлаждения до рабочей температуры. Если измерения проводятся на максимальном токе аппарата, первую цифру опускают, оставляя только показатель в процентах. Например, если аппарат с номиналом 160А имеет напротив «ПВ» запись «30%», это означает, что током 160 ампер он может работать 30% времени, а 70% будет остывать.

Все верно. Остается только добавить, что отечественный ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 не устанавливает единой обязательной методики измерения показателя ПН для аппаратов ММА.

«Стандарт не распространяется на источники питания для ручной дуговой сварки с ограниченным режимом эксплуатации, которые проектируются преимущественно для эксплуатации непрофессионалами»

Европейская методика, изложенная в стандарте EN60974-1, предлагает измерение на нагрузочном стенде при температуре окружающей среды 40С только до первого отключения ввиду перегрева. Полученный результат относят к 10-минутному промежутку. Получается, сработала термозащита через 3 минуты, цикл аппарата на данном токе – 30%.

Методика концерна TELWIN. К настоящему времени ее используют большинство китайских производителей (тех, которые вообще проводят такие испытания своих машин). Сам итальянский концерн при замерах ПВ своих аппаратов по собственной методике после показателя скромно указывает «TELWIN». Абсолютное большинство китайских производителей этого не делает.

Наконец, существует российская, она же советская, методика. По своей сути она ближе к методике TELWIN: суммируются все промежутки за контрольный период, когда аппарат работал. Но отрезок берется не 10, а 5 минут. И – самое главное – аппарат сначала вводится в режим срабатывания защиты от перегрева, после чего начинаются измерения.

В итоге один и тот же аппарат по всем 3 методикам выдает совершенно различный процент! Естественно, самые скромные «циферки» получаются по европейской методике, а самые впечатляющие – до 2 раз и более – по методике Telwin.

Читайте также  Самый простой сварочный инвертор тимвала

Исполнение: класс защиты IP

Класс защиты IP указывает на исполнение электротехнических приборов в отношении твердых объектов (первая цифра) и жидкостей (вторая цифра).

Определить степень защиты аппарата можно визуально. Если у аппарата с IP21 все вентиляционные щели полностью открыты, то у IP22 они уже прикрыты сверху выступающими козырьками. А у аппарата с IP23 эти козырьки почти полностью закрывают щели.

Степень защиты IP24 и выше технически затруднена и не имеет смысла.

Исполнение: класс изоляции (по нагревостойкости)

Многие материалы при нагреве выше определенной температуры утрачивают свои рабочие свойства. Для стандартизации материалов по данному признаку введена классификация изоляции по нагревостойкости. Почти все сварочные инверторы на транзисторах IGBT имеют класс изоляции H, что соответствует предельной температуре нагрева 180С. Предыдущая «ступенька» — класс F – означает предел нагрева 155С. Выше класса F – только класс С, указывающий на возможную температуру нагрева свыше 180С.

Температура эксплуатации

Как и внутренний нагрев, внешний нагрев и особенно охлаждение накладывают на эксплуатацию определенные ограничения. Большинство инверторных сварочных аппаратов пригодны для работы в диапазоне от 0С до +40С. Если аппарат пригоден для эксплуатации на морозе, обязательно указывается его предельное значение: минус 20С или минус 40С.

Немного теории и основные требования к сварочному инвертору

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Для понимания принципов построения сварочного источника инвертора необходимо немного затронуть процессы возникновения горения сварочной дуги. Начнем с вольтамперной характеристики дуги (в дальнейшем ВАХ).

На рис.1 показана ВАХ дуги в общем виде. Как видим при малых токах, примерно до 80А характеристика дуги имеет падающий вид, или если на пальцах — при возростании тока напряжение дуги падает. Это очень интересное свойство душ которое можно и нужно ислользовать! Исходя из приведенного графика можно сделать однозначный вывод — чем выше напряжение, приложенное к искровому промежутку, тем легче процесс возникновения дуги, дуга загорится при токе намного меньше, чем если мы будем пытаться её зажечь на прямолинейном участке ВАХ! Именно с целью облегчения зажигания дуги применяются осцилляторы и различные устройства повышающие выходное напряжение сварочных аппаратов. Стандартное напряжение холостого хода (XX) для инверторных сварочных аппаратов колеблется от 70В до 95В, и зависит только от конструкции вольтодобавки.

Основной источник обычно имеет пологопадающую характеристику с крутопадающим хвостовым участком, ограничивающим максимальный ток короткого замыкания (КЗ). Приблизительный график ВАХ сварочного инвертора должен иметь вид, как на рис. 2. Как видим высокое выходное напряжение XX обеспечивает стабильный поджиг и поддерживание устойчивого горения дуги на всех режимах работы. При такой ВАХ сварочного инвертора, легко поджигаются и устойчиво горят электроды всех марок, в том числе электроды для сварки нержавеющих сталей, цветных металлов и чугуна.

На рис. 2 показан приблизительный график ВАХ, и реальная ВАХ может значительно отличаться, но в идеале нужно стремиться именно к получению похожей выходной характеристики сварочного аппарата. Мы рассмотрели только участок ВАХ дуги для токов менее 100А, но именно от того, насколько характеристика источника на этом участке будет похожа на характеристику дуги, зависит устойчивость дуги, и как следствие качество сварного шва.

Вот мы и сформулировали первое требование к сварочному инвертору — крутопадающая ВАХ. Это обязательное условие, если оно не будет выполнено, то у нас врядли получится сварочный аппарат с достойными параметрами.

Рассмотрим следующий участок ВАХ дуги, который начинается после 80А, и продолжается примерно до 800А. На этом участке ВАХ, дуга является стабилизатором напряжения, именно этот участок является наиболее подходящим для переноса расплавленного металла от электрода к свариваемому изделию. Напряжение в дуге на этом участке не зависит от приложенного тока, а зависит только от длины дуги.

где Uд — напряжение дуги, В;
а — постоянный коэфициент, выражающий сумму падений напряжения на катоде и аноде дуги, не зависящий от длины дуги, В;
b — среднее падение напряжения на единицу длинны дуги, В/мм;
L — длина дуги, мм.

Для стальных электродов можно в среднем принять а=10В и b=2В/мм.

Тогда напряжение дуги длинной L=4mm составит:

При атмосферном давлении, дуга при сварке металлическим электродом горит устойчиво при напряжении 18 — 28В. Это и будет следующее требование к нашему источнику. Во всём рабочем диапазоне, от 1=80А до Imax, напряжение не должно быть меньше 18В, а для стабильной работы не менее 22-24В! А теперь рассмотрим третий, хвостовой участок ВАХ сварочного инвертора. Этот отрезок кривой очень важен для стабильного горения дуги, для ограничения тока КЗ, для ограничения мощности инвертора, для безопасной работы силовых ключей! В разных конструкциях преобразователей он формируется различными способами, и как следствие, имеет разный наклон. В инверторах с ШИМ, ограничение максимального тока силовых ключей организовано через ОС, в качестве датчика может применяться токовый трансформатор. При достижении граничного тока, импульс с токового трансформатора поступает на вход ограничения тока в блок управления, и прерывает управляющий импульс, поступающий на силовые ключи.

На осциллограмме это выглядит, как сужение управляющего импульса. И чем больше нагрузка, тем короче становится импульс управления. Напряжение на выходе начинает понижаться, хотя ток растёт. Крутизна этого участка зависит от времени запаздывания реакции контроллера на изменение нагрузки. Для резонансных инверторов, этот участок ВАХ имеет более пологий наклон, его величина зависит только от добротности резонансной LC цепочки, и чем она выше, тем более крутой этот угол. Как видите, если аппарат правильно настроен, то можно обойтись без ОС по току! Ограничение мощности будет происходить автоматически. Именно поэтому считается, что резонансные преобразователи не боятся режима КЗ! И это правда! Вот сформировалось и третье основное требование — ограничение максимального тока силовых ключей! Это самое важное требование! Эти три условия должны быть выполнены в обязательном порядке!. Все остальные требования к сварочному источнику не столь важны. Необходимо о них рассказать.

Это:
а) безопасность, сварщик должен быть уверен, что не попадёт под действие напряжения опасного для жизни;
б) наличие защиты от режима длительного КЗ;
в) наличие защиты от перегрева силовых частей аппарата;
г) защищённость от влаги и пыли;
д) наличие системы поджига и стабилизации горения дуги.

Источник: Назаров В.И. и др. «Сварочный инвентор. Теория и практика». Рыбинск, 2008

Практика сварочного обмана. Как не проколоться при выборе аппарата. Часть 2

Работа при пониженном напряжении в питающей сети

Данная особенность аппарата, в условиях отечественных электросетей – безусловно важна. Если инвертор не справляется с просадкой в сети до 190В – грош ему цена. Работа в гараже или на даче, в местах, где сети не могут похвастать стабильностью, — будет просто невозможна. Даже если в вашей розетке стабильно 220В, то при использовании удлинителей в 30, 50 или 100 метров — просадок всё равно не избежать.

Обман, как и в случае с дополнительными функциями, вызван страхом производителей проиграть в конкурентной борьбе. Если все продавцы техники обещают, что их инверторы работают при 160 В в розетке, почему бы не заявить, что наш «Дуб» не может работать и при 120 В, не теряя при этом в качестве шва.

Простейший способ проверки работоспособности инвертора при пониженном напряжении – использовать устройство под названием ЛАТР. Лабораторный АвтоТрансформатор позволяет настроить нужные параметры напряжения и посмотреть, как сварочный аппарат, подключенный через прибор, будет справляться со сваркой. Как вы понимаете, данное оборудование найдётся далеко не в каждом гараже. В лаборатории Aurora данное устройство имеется, и тесты на работу при низком напряжении в сети мы обязательно будем проводить. Так что следите за обновлениями видео на канале Aurora Online Channel.

Другая крайность – обещание продавцов сварочной техники, что при 100-110В в питающей сети аппарат будет выдавать такой же результат сварки, что и при номинальном напряжении. Это, безусловно, не правда. Сварочный ток аппарата снижается пропорционально напряжению в сети. Вопрос только при каком напряжении в розетке качество шва при работе с данным диаметром электрода станет неприемлемым. Для некоторых аппаратов это 180 В, для других 160 В.

Читайте также  Как подобрать генератор для сварочного инвертора?

Ещё раз повторим, работа с питающим напряжением в 220 В является гарантией идеального сплавления кромок свариваемого металла, снижение напряжения – является нештатной ситуацией и ожидать высокого качества сварочного шва в таких условиях нельзя.

Судя по рекламе – сварка при сверхнизком напряжении в питающей сети является чуть ли не главным требованием к аппарату. Между тем, хотим обратить внимание покупателей, что сварка процесс многосоставной. Кроме собственно сплавления кромок металла, нужно провести значительный объём подготовительных работ. Разрезать заготовки, зачистить место сварки, в конце концов осветить рабочее место сварщика. А падении напряжения до 140-160В ни болгарка, ни даже освещение работать не будут.

Пределы регулирования сварочного тока

Эта характеристика позволяет понять, как сварочный аппарат справится с работой с разными диаметрами электродов. Чем тоньше свариваемый металл, тем меньше должен быть сварочный ток, и соответственно, диаметр выбранного электрода. Учитывая, что минимальный диаметр электродов в свободной продаже составляет 1.6 мм, ток для них должен быть в районе 40-50А. Для работы с большими толщинами заготовок, ток, напротив, должен быть высоким, для электрода 4мм, — 140-200А.

Стоит напомнить, что ток сварки подбирается в зависимости от диаметра электрода. Для приближённых расчётов используется формула:

Значения коэффициента k – можно узнать из таблицы:

Кратность регулирования сварочного тока вычисляется делением максимального сварочного тока на минимальный.

Iсв. max/Iсв. Min.

Для простейших бытовых ММА аппаратов данное соотношение должно быть не менее 2, для профессиональной техники и производственного оборудования — от 3 до 8.

Обман в данном случае может сводиться к преувеличению диапазона регулировок. Если аппарат выдаёт ток от 80 до 120А – работать с электродами тоньше 2.5 и толще 4 мм – будет сложно.

Устойчивость и стабильность процесса сварки

Любитель, который сталкивается со сваркой впервые, думает, что раз электрод «искрит» – значит аппарат работает. Это неверно. Если аппарат зажигает дугу, это совсем не значит, что процесс сплавления кромок свариваемого металла идёт так, как нужно.

Бывает, что аппарат даже выдаёт заявленные токовые характеристики, а сварка всё равно не идёт. И тут стоит обратить внимание на ещё один принципиальный момент – устойчивость системы: «Источник питания-Дуга». Для того чтобы процесс сварки был стабильным должны выполняться следующие условия:

U (напряжение) дуги = U источника
I (ток) дуги = I источника.

Графически эти равенства определяются точкой пересечения статической Вольт-амперной характеристики дуги (СВАХ дуги) и статической внешней характеристики источника питания (Внешняя характеристика ИП).

Все эти ВАХ и СВАХ для обывателя – тёмный лес. А значит жулики будут этим беззастенчиво пользоваться. К примеру, есть два аппарата с одинаковыми токовыми характеристиками: EWM PICO 162 и наш, уже знаменитый «Дуб». Допустим оба аппарата выдают заявленный номинальный ток в 150А, при этом сварка PICO – просто песня. Аппарат не варит а шепчет. В то время как у владельца «ДУБа» — проблема… очень много брызг, дуга не стабильна и то обрывается, то прожигает дыры в заготовках. В чём может быть дело? Да как раз, в форме внешней характеристики источника. Так что соберитесь, и постарайтесь вникнуть в детали, о которых пойдёт речь далее:

СВАХ дуги представляет собой зависимость напряжения дуги от её тока, т.е. U дуги= ʄ (I дуги) (Напряжение дуги – есть функция от тока дуги).

Т.к. дуга является нелинейным элементом электрической цепи, то и СВАХ дуги будет иметь криволинейный характер и состоять из 3-х характерных участков: падающего, жёсткого и возрастающего.

При разных способах сварки СВАХ дуги реализуется только на некоторых участках. Для ММА сварки это падающий и жёсткий:

Положение СВАХ дуги зависит от длинны дуги

Удаляя электрод от детали сварщик удлиняет дугу напряжение при этом растёт (L1), приближая электрод к поверхности дуга уменьшается, а вместе с ней падает и напряжение (L3).

Внешняя характеристика источника питания

Внешняя характеристика источника питания представляет собой зависимость напряжения на внешних зажимах от тока, т.е. U источника = ʄ (I дуги). (Напряжение на внешних зажимах источника есть функция от тока дуги)

Внешняя характеристика может быть падающей (1), Жёсткой (2), или возрастающей (3).

Для каждого способа сварки, для того, чтобы добиться устойчивости процесса – необходим источник питания с определённой внешней характеристикой. Для ММА сварки источник питания в общем виде должен иметь падающую или круто падающую внешнюю характеристику:

Сварщик не может удержать дуговой промежуток неизменным. Длинна дуги во время сварки то увеличивается, то уменьшается, соответственно меняется и сила тока. При падающей внешней характеристике изменение длинны дуги сопровождается незначительными изменениями сварочного тока. Это значит, что размер сварочной ванны и геометрические параметры шва остаются постоянными. Чем круче падение графика внешней характеристики источника питания — тем меньше изменения тока. Сварщик может удлинять дугу не опасаясь её обрыва, или укорачивать её без опасения прожечь заготовку.

Давайте остановимся на падающей внешней характеристике подробнее, почему важна именно такая форма графика, и чем чреват обман? Предположим, что мы решили использовать для сварки аппарат с полого падающей внешней характеристикой, которой, кстати, часто грешат производители бюджетного сварочного оборудования. Некоторые производители в погоне за высокими токами, вместо номинального сварочного тока указывают ток короткого замыкания. При разработке дешёвого аппарата инженеры не мудрят, а создают источник с такой вот внешней характеристикой:

Ток короткого замыкания здесь, допустим, 200А, которые, недобросовестные продавцы обозначают как номинальный сварочный ток. Однако из данного графика видно, напряжение дуги при токе в 200А – равно нулю, а значит сварочный процесс будет невозможен. Для нормального сплавления кромок металла, напряжение 200-амперного источника должно быть в районе 28 В (откуда появилось это значение мы расскажем чуть позже, когда будем говорить об условной рабочей нагрузке), а значит максимальный сварочный ток приведённого на графике инвертора будет значительно ниже заявленного производителем значения.

Чем ещё плоха данная внешняя характеристика для аппаратов ММА?


При изменении длинны дуги – будет серьёзно меняться и выдаваемый ток аппарата. Как видите диапазон изменения тока при полого падающей характеристике – очень велик, а значит о стабильности сварочного процесса говорить не приходится: аппарат с пологой ВАХ будет то прожигать металл, то не проваривать его в зависимости от положения электрода относительно сварочной ванны. Так же можно сказать, что для сварки покрытым электродом не подходят аппараты с жёсткой или возрастающей внешней характеристикой. Добиться стабильного процесса сварки при таких условиях будет невозможно.

В случае с крутопадающей внешней характеристикой Источника питания диапазон изменения тока будет незначителен, а значит процесс сплавления металла – гораздо стабильнее:

Именно поэтому, для ММА сварки так принципиальна крутизна падения графика. Чем круче – тем стабильнее процесс.

У современных источников питания для ММА сварки внешняя характеристика может быть комбинированной и состоять из 4-х участков:

Такая характеристика обеспечивает соответствие инвертора специфическим требованиям к каждой стадии сварочного процесса.

1 участок – Высоковольтной подпитки

Формируется специальной цепью с напряжением холостого хода 80-100В и Током короткого замыкания 10-50А, для обеспечения стабильности сварочного процесса при работе на малых токах.

2 участок — пологопадающий или жёсткий

Формируется основной силовой цепью с напряжением холостого хода 40-60В, с наклоном 0-0.05 В/А.

Эти параметры выбирают на основе компромисса:

  • Требования экономичности (чем ниже напряжение холостого хода, тем дешевле источник питания)
  • Получение удовлетворительных сварочных свойств: чем выше напряжение холостого хода, тем выше надёжность зажигания и эластичность дуги.

3 участок — крутопадающий (рабочий режим)

Обеспечивает поддержание устойчивого дугового разряда при установленном значении сварочного тока. Наклон участка можно изменять при проектировании источника – чем он круче, тем выше стабильность тока при изменении длинны дуги. Именно падающая форма данного участка, как уже было сказано, — гарантирует постоянство глубины проплавления и эластичность дуги.

4 участок – Форсирование дуги

О данном отрезке мы говорили выше, когда разбирались с функцией Arc Force. Некоторые источники имеют регулировку форсажа, что позволяет изменять жёсткость дуги. Уменьшение форсирования снижает разбрызгивание, увеличение – позволяет добиться увеличения глубины проплавления и снижение возможности залипания электрода.

Вы можете посмотреть данную статью в видео-ролике:

Оцените статью
Добавить комментарий