Каким параметрами режима определяется мощность сварочной дуги

Основные типы сварочных аппаратов

Инверторный аппарат для сварки.

Инверторные сварочные аппараты делятся на три категории:

• одомашненный;
• полупрофессиональный;
• профессиональный.

Это разделение в основном осуществляется в зависимости от области и частоты использования устройства. Чтобы понять, какой именно сварочный аппарат вам нужен, нужно определиться с условиями его использования.

Семьи рассчитаны на непродолжительное время работы. Такие аппараты нельзя использовать для непрерывной и длительной сварки. Уже после 5-10 минут использования устройство должно находиться в состоянии «отдыха» в течение того же, а иногда и более длительного периода времени.

В то же время возможность подключения такого инвертора к однофазной домашней сети делает его очень удобным для домашнего использования. Для быстрой сварки металлоконструкций на даче или для выполнения домашних заданий не так важно, сколько перерывов выдержит сварочный инвертор.

Полупрофессиональные инверторы способны работать дольше, что достигается особенностями их конструкции. Такие устройства используются при ремонте труб, при изготовлении каркасов и металлоконструкций. Обычно они питаются от трехфазной сети.

Аппараты профессионального уровня способны работать без перерыва в течение всего дня. Их сварочный ток может достигать 500 ампер. Это означает, что потребляемая мощность сварочного инвертора этого типа будет максимальной.

Все бытовые устройства, некоторые полупрофессиональные и профессиональные, могут питаться от сети 220 вольт. При этом не забывайте, что ток в сети не может превышать 160 ампер.

При покупке инвертора нужно заранее рассчитать, какая мощность ему нужна и какой ток будет потреблять.

Подключение устройства с более высокими скоростями может выключить автомат или сжечь контакты розетки, так как оборудование рассчитано на большее количество киловатт.

Итак, на что следует обратить внимание при выборе домашнего инвертора? В первую очередь о сварочном токе, характеристики которого указывает производитель в паспорте или в инструкции к устройству.

Этот критерий показывает, при каком токе будет гарантирована нормальная работа инвертора без перегрузок с учетом продолжительной нагрузки. Конечно, индикатору рабочего тока лучше отдавать предпочтение устройствам с запасом хода 30-50.

Зависимость сварочного тока от толщины металла и диаметра электрода.

В типичной городской электросети часто бывают скачки напряжения. Как правило, такие перепады возникают в обе стороны на 15-20% от номинала 220 вольт.

Обычно домашние и профессиональные инверторы не так чувствительны к таким всплескам. Даже если они есть, они могут эффективно работать.

Однако при подключении к генератору колебания могут быть значительно больше. В связи с этим лучше выбирать сварочный аппарат с защитой от перенапряжения.

И последнее, но не менее важное — это цена. Купить недорогой инвертор с необходимыми параметрами — задача не из легких. Это связано с тем, что некоторые производители указывают ложные характеристики в паспортах устройства.

проверить все параметры устройств непосредственно в момент покупки достаточно сложно, даже если в устройствах есть цифровые дисплеи. Они тоже могут отображать неверную информацию и вводить покупателя в заблуждение.

Факторы, влияющие на потребление энергии

Прежде чем производить какие-либо расчеты, необходимо четко понимать, какие количества составляют общее потребление электроэнергии. Указанная на коробке мощность также учитывается при расчете, это важная составляющая, но не единственная. Вам также необходимо знать несколько значений, чтобы составить формулу с большей точностью.

Основными факторами, влияющими на стресс, являются:

• мощность устройства;
• диапазон входного напряжения;
• максимальный сварочный ток, на который способен инвертор;
• параметры напряжения дуги;
• коэффициент полезного действия конкретной модели;
• продолжительность работы.

Комбинация всех значений определит общую мощность агрегата.

Из дополнительных составляющих расхода энергии учитываются:

• состояние проводки;
• условия и методы сварки;
• надежность проводов.

также необходимо обратить внимание на то, что домашняя электросеть не всегда обеспечивает общепризнанное напряжение 220 вольт. В лучшем случае получится 200. При включении сварочного аппарата диапазон сварочного тока, необходимый для работы, уменьшается. Это затрудняет точный расчет. В первую очередь это касается маломощных инверторов. Если прибор рассчитан на работу в пределах 150-250 вольт, то расчеты производятся с более точными показателями. Так как среднее арифметическое примерно равно напряжению в сети.

Поговорим теперь о сроке службы устройства. Это относится к основным условиям расчета мощности. Эта важная функция показывает, как долго инвертор может работать непрерывно. Каждая модель имеет разные значения работы и отдыха. Например, сварочный аппарат работает четыре минуты, но ему нужно столько же времени, чтобы остыть. Но есть сварочные инверторы, которые работают 5 минут и 2 минуты отдыхают. В этом случае норма расхода будет выше. Этот факт необходимо помнить при последующих расчетах.

Устройство инвертора

Устройство сварочного инвертора таково, что сначала переменное напряжение 220 В с частотой 50 Гц преобразуется в постоянное напряжение, затем в высокочастотное переменное напряжение с рабочей частотой колебаний до 200 Гц, напряжение преобразуется обратно в постоянное и подается на сварочную дугу. Контроль качества дуги происходит автоматически с помощью микропроцессора заполнения блока управления инвертора. Залипание электродов, столь частое при сварке с трансформатором, практически исчезает.

Схема внутренней проводки инвертора.

При коротких замыканиях продолжительностью менее 0,5 секунды контрольная панель генерирует последовательность коротких, но очень мощных импульсов тока. Это приводит к разрушению образующихся жидкометаллических перемычек. При закрытии на 0,5 секунды инвертор просто отключается без замораживания электрода или перегрева цепи блока. Это устройство является основным для всех типов инверторов и отличает их от трансформаторов и выпрямителей на основе диодного моста.

Самым важным свойством сварочного инвертора является его энергопотребление. Какой бы ни была потребляемая мощность у аппарата инверторного типа, на сварку он почти полностью расходуется. Таким образом, можно сделать вывод, что КПД инверторного блока очень высок. От 85 до 95%.

Что нужно знать?

Прежде чем приступить к расчету потребляемой мощности инверторного сварочного аппарата, необходимо знать следующее:

1. Диапазон входного напряжения.
2. Диапазон сварочного тока.
3. Напряжение дуги.
4. КПД конкретной модели сварочного аппарата.
5. Продолжительность включения.
6. Коэффициент мощности для конкретной модели.

Характеристики инвертора

Диапазон сварочного тока нужен, чтобы выяснить, над какими характеристиками электрической сети нам придется работать. Наверняка ни для кого не секрет, что часто в наших электрических сетях нет номинального напряжения 220 В. Часто оно едва достигает 200 В. Следует помнить: падение напряжения при подключении сварочного инвертора бытового типа составляет 5- 10% от общего рейтинга сети. Поэтому наилучшие показатели мощности будут у таких инверторов, рассчитанных на напряжения питания от 150-170В до 220-250В.

Диапазон сварочного тока дает нам значения максимального и минимального уровня, от этих параметров напрямую зависит мощность аппарата. У бытовых инверторов эти показатели в нижнем пределе колеблются от 10 до 50 А, а в верхнем пределе 100-160 А. Напряжение выходного тока, которое еще можно назвать напряжением сварочной дуги, у недорогих отечественных моделей колеблется от 20 до 30. Инверторы V с максимальным выходным током 160 А, как правило, редко превышают 0,85%. От продолжительности розжига напрямую зависит высокий КПД сварочного агрегата.

На инверторе написано 250 Ампер, а по факту 180.

Здесь уместно вспомнить глубокую смысловую поэму Омара Хайяма «Рубайят:

Все, что мы видим, это просто видимость.

Подальше от поверхности моря до дна.

Считайте очевидное в мире неуместным,

Потому что тайная сущность вещей не видна.

Как правило, информация, указанная на корпусе сварочного инвертора, например, ММА-200 или ММА-250, большинством считается пресловутой силой тока, но зачастую это далеко не так. Особенно если речь идет об инверторах китайского производства. Фактически, на практике это маркетинговый ход производителей. Большинство этих устройств имеют реальный рабочий ток от 140 до 180 ампер. А иногда встречаются инверторы на ток 120 Ампер, на корпусе которых гордо указана цифра — 250. Кроме того, как правило, изменяется и шкала регулировки тока, получая градацию значений вверх до 250 Ампер (чего, собственно, нет в инверторе), а это уже добавляет пользователю сложности в регулировке сварочного тока при работе с различными типами электродов или при регулировке уровня проплавления металла.

Поэтому первое, что нужно помнить при выборе сварочного инвертора, — не руководствоваться тем, что написано на панели машины.

Вычисление мощности

Пунктуальность — это характеристика, которая показывает высокое качество устройства, которое вы будете использовать. Обычно это процент от продолжительности непрерывной работы инвертора по отношению к общему времени использования. Индикатор на уровне 50% укажет, что при работе в течение 2,5 минут устройство должно отдыхать 2,5 минуты. Чем ниже индикатор, тем дольше цепи должны оставаться в покое и тем быстрее сработает реле автоматического отключения при перегреве.

И наоборот, высокий процент указывает на то, что аппарат можно использовать в течение достаточно длительного времени, останавливаясь только для замены электродов и проверки сварного шва.

Процент мощности рассчитывается путем деления времени непрерывной работы на сумму времени непрерывной работы и времени паузы до включения следующего прибора. Результат умножается на 100. Например, прибор работал правильно 3 минуты, пока сработала защита от перегрева, потом 2 минуты отдыхал, после чего снова был готов к работе:

3 минуты / (2 минуты + 3 минуты) x 100 = 60

Коэффициент мощности для бытовых или полупрофессиональных сварочных аппаратов инверторного типа редко превышает порог 0,6-0,7. Об этом просто нужно помнить.

Все необходимые значения для расчета легко найти в технической документации на этот прибор, на сайте производителя или на корпусе самого сварочного аппарата.

Например, представим, что у нас есть сварочный аппарат, питаемый переменным током 160-220 В, имеющий максимальное значение тока 160 А при максимальном напряжении сварочной дуги 23 В. КПД этой модели инвертора равен 0., 89, а для индикатора PV длительность составляет 60%.

Теперь рассчитаем максимальную потребляемую мощность инвертора с указанными выше параметрами. Для этого сначала умножаем максимальное значение выходного тока на максимальное выходное напряжение. Полученный результат делится на значение КПД аппарата.

160 А x 23 В / 0,89 = 4135 Вт

4,1 кВт — это мощность, которую аппарат потребляет непосредственно во время сварки. Средняя мощность рассчитывается путем умножения максимального значения мощности на время работы:

4135 Вт x 0,6 = 2481

Средняя мощность инвертора является наиболее важным показателем, поскольку сварка обычно не выполняется непрерывно в течение многих часов или дней. Бывают паузы, когда сварщику необходимо сменить электрод или подготовить детали к дальнейшей обработке. Часто сварочные работы можно выполнять с меньшим током, в этом случае общая мощность, потребляемая инвертором, также уменьшится. Подставляем в первую формулу значения, которые можно задать на консоли сварочного агрегата, и находим требуемые параметры мощности.

Расчет мощности аппарата

Прежде чем приступить к расчету мощности устройства, необходимо знать следующие параметры:

• диапазон входного напряжения и сварочного тока;
• напряжение дуги;
• КПД конкретного устройства;
• продолжительность включения;
• фактор силы.

Диапазон сварочного тока показывает, с какими параметрами сети можно работать. Это связано с тем, что, по сути, в бытовых электрических сетях не соблюдаются заявленные 220 вольт. Иногда напряжение может быть меньше 200В, а иногда может значительно превышать 220В.

При подключении сварочного аппарата к электросети может наблюдаться падение напряжения на 5-10 процентов от номинального значения.

Принципиальная схема регулятора тока.

В связи с этим рекомендуется обратить внимание на модели, для которых заявлен рабочий диапазон от 150-170 до 220-250 вольт. Именно эти устройства способны обеспечить лучшие показатели мощности.

Диапазон сварочного тока определяет его максимальное и минимальное значение. От этой характеристики напрямую зависит мощность инвертора. Для бытовых моделей минимальные значения могут колебаться от 10 до 50 А, а максимальные — от 100 до 160 А.

Выходное напряжение или напряжение сварочной дуги колеблется от 20 до 30В для бюджетных моделей. КПД устройств с максимальным током 160 А обычно не превышает 0,85%.

Одна из важных особенностей инвертора — своевременность. Этот параметр фактически говорит о высоком качестве того или иного устройства. Смысл критерия сводится к соотношению рабочего времени и «отдыха».

Например, если этот показатель составляет 50%, то за каждые пять минут работы устройство должно охлаждаться на такое же количество времени. Итак, чем ниже этот параметр, тем дольше будут паузы.

Высокий процент, напротив, указывает на то, что прибор можно использовать в течение длительного периода времени без перебоев.

Коэффициент мощности сварочного инвертора напрямую зависит от продолжительности зажигания. Расчет для определения этой характеристики определяется отношением продолжительности непрерывной работы к общему времени.

Давайте разберемся со всем на простом примере. Рассчитываем мощность инверторного сварочного аппарата, проработавшего 4 минуты до срабатывания защиты. Поэтому ему нужно было остыть в течение двух минут, прежде чем он был готов к работе.

Итак, чтобы узнать, какой коэффициент у того или иного устройства, нужно три разделить на пять — общее время работы и умножить на сто. Получаем запрошенное значение. Для мини-домашнего варианта и полупрофессионального оборудования коэффициент не превышает 0,6-0,7.

Таблица характеристик сварщиков.

Допустим, есть устройство, которому требуется питание 160-220В, а его максимальный ток составляет 160 ампер при напряжении дуги 23 вольта. Пусть КПД такого устройства равен 0,89, а скважность — 60%.

Вышеперечисленных параметров вполне достаточно для расчета потребляемой мощности. Вам нужно умножить ток на напряжение дуги и разделить все на КПД. Результат — 4135 Вт.

Это значение показывает мощность, потребляемую непосредственно во время работы. Однако, как уже упоминалось выше, необходимо также учитывать время работы. Для этого нужно 4135 умножить на 0,6. Получается 2481.

Это значение средней мощности. Считается наиболее актуальным и правильным при определении расхода энергии.

Такой подход наиболее близок к реальности. Ведь очень редко можно встретить ситуацию, когда инвертор работает круглосуточно без перебоев. Перерывы и задержки случаются постоянно, без них просто не обойтись.

По крайней мере, стоит учесть время, необходимое для замены электродов или подготовки деталей к сварке.

Таблица мощности

При выборе сварочного инвертора необходимо учитывать и другие факторы помимо потребляемой кВт. Особенно это актуально для профессиональных моделей. К ним предъявляются более высокие требования, чем к версиям для домашнего использования.

Требуемая мощность инвертора для сварки разных металлов.

Необходимо учитывать толщину свариваемых материалов. От этого критерия также будет зависеть мощность инверторного сварочного аппарата и толщина электродов. Необходимые параметры указаны в таблице ниже.

Значительно упрощает расчет потребления энергии в зависимости от условий эксплуатации. Также эта таблица пригодится новичкам, которые часто задаются вопросом о выборе электрода правильного диаметра.

Толщина металла, мм	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм
1.5	30-50	2
2	45-80	2,5
3	90–130	3
4	120–160	3
5	130–180	4
восемь	140-200	4
10	150–220	4-5
15 и более	160–320	4-6

Интенсивность и объем работ — критерий, по которому выбирается прибор с определенной продолжительностью включения. Как уже было сказано выше, этот параметр показывает, как долго устройство сможет работать с проводом определенной толщины в определенных режимах.

Условия эксплуатации инвертора определяют его класс защиты. Если устройство будет использоваться в помещении, сертификата IP21 будет достаточно, но в случае работы на открытом воздухе, при низкой температуре или высокой влажности, потребуется защита IP21.

Принципиальная схема сварочного инвертора.

Что касается блока питания, то бытовая техника также может быть подключена к обычной розетке. Профессиональные инверторы работают, как правило, от трехфазной сети напряжением 380 вольт.

Помимо вышеперечисленных критериев, стоит обратить внимание и на дополнительные параметры. Функциональность инвертора может значительно упростить некоторые операции.

Например, дожигатель дуги за счет оптимизации силы тока предотвратит его залипание. Горячий старт позволяет быстро зажигать дугу. Антипригарное действие отключает инвертор, если электрод прилипает.

Наличие дисплея на устройстве никогда не будет лишним. Он может отображать режимы работы, что значительно упрощает эксплуатацию устройства.

Некоторые устройства могут переключаться на сварку TIG одним касанием. Такие инверторы наиболее универсальны и могут решать широкий круг задач.

Сколько киловатт потребляют разные виды?

Потребляемая мощность сварочных аппаратов — это величина, которая приблизительно определяется простым умножением рабочего тока на напряжение сварочной дуги за вычетом потерь на нагрев (с учетом эффективности электроники аппарата). Однофазная домашняя сеть рассчитана на мощность более 3 киловатт в непрерывном режиме. Однако мощность более 3,5 кВт не может подаваться непрерывно.

Традиционная схема — сварочный трансформатор — потребляет около 10 кВт электроэнергии в час. Этот показатель соответствует прерывистой работе в режиме «готовить 1 минуту, 1 минута — перерыв в работе». Старшее поколение технически подкованных вспоминает, как напряжение подскакивало до упора, когда кто-то из соседей занимался сваркой — при сварке оно упало с 220 до 180-200 вольт.

Но уличные кабели с площадью сечения 10 мм2 выдерживают ток сварочной дуги до сотен ампер, чего нельзя сказать о разводке между квартирами или интерьерами. Потери электроэнергии на трансформаторе при электросварке переменным током могут достигать 40%. В результате КПД сварочного трансформатора падает до 60%, когда сварщик сваривает множество мощных металлических конструкций в течение нескольких часов без перерыва.

Сварочный инвертор, ставший самым популярным, соответствует требованиям однофазной квартирной линии. Он работает с напряжением сварочной дуги 25 вольт, а не 41 вольт, как сварочный трансформатор. С учетом потерь и КПД импульсных цепей, достигающих 90%, ток при 220 вольт, равный 16 ампер, указанный на автоматических предохранителях, при напряжении 25 В достигнет примерно 120 А, за вычетом потерь на нагрев силовой электроники и работа охлаждающего вентилятора. Сила тока 120 А достаточна для сварки деталей толщиной 4-5 мм электродом со стержнем диаметром 3-3,2 мм.

Опытный сварщик помнит, что напряжение дуги ниже 20 В может предотвратить ее зажигание. Или дуга загорится, но сразу погаснет. Возможно частое «попадание» — по сути, короткое замыкание: искра плавит электрод на заготовке. Из-за припаивания электрода к паяемой поверхности он часто рвется на несколько секунд, особенно когда выходная цепь закорочена на большой ток и электрод слишком толстый.

Если напряжения недостаточно, а ток близок к максимальному, указанному на регуляторе аппарата, такие короткие замыкания вредны — полупроводниковые силовые элементы быстро нагреваются. Кулер (вентилятор) не успевает охладить всю систему, происходит тепловой сбой. Сварщик отправляется в сервисный центр на капитальный ремонт.

Как рассчитать потребление?

Расчет расхода сварочного аппарата начинается с того, что напряжение дуги, равное 20 единицам, добавляется к сварочному току, умноженному на 4%. Эта формула является постоянной, и другого способа для импульсной сварки постоянным током нет. Несложно прикинуть, что при токе 120 А пользователь получит 24,8 В. Разделив 220 В на 24,8, получим 8,87. С учетом потерь порядка 5-10% округляем полученное значение в меньшую сторону — до 8. Ток 16 А, указанный на автомате, берется не от максимума, а чуть ниже — 15 и умножается этими 8 единицами. Получается, что для относительно безопасной сварки с перерывами (готовим 10 минут, 10-30 минут — перерыв) мы получили рабочий сварочный ток 120 А при потребляемой мощности 3,5 кВт / ч от сети на 220 вольт. Пересчет израсходованных киловатт производится исходя из общего эффективного времени горения сварочной дуги. Предположим, в целом работа заняла 3 часа — фактически сварщик, скажем, приготовил чуть больше часа.

Если позволяет запас мощности инверторного блока (взята полупрофессиональная модель на сварочный ток 250-300 А), то можно, выставив на регуляторе 100-120 А, непрерывно работать несколько часов. Дело в том, что мощная силовая электроника меньше нагревается — охлаждаемый радиатор в лучшем случае будет горячим, а не кипятком, что обеспечит долговечность и надежность устройства. Полупроводниковая структура (силовые диоды и транзисторные ключи) не так быстро теряет свои оптимальные рабочие параметры. Это означает, что эти детали не нужно заменять преждевременно.

В целях безопасности на корпусе инверторных устройств напечатана таблица, соответствующая толщине свариваемой стали, диаметру электрода и рабочему току.

Материал	Толщина, мм	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм
Большинство ржавых сталей	1.5	40-60	1.6
2 и 3	60-70	2
2… 5	80–100	2,5
3… 10	100–130	3.2
5 и более	130–160	4
Нержавеющая сталь	1,5 и более	80–100	2,5
Чугун	3 и более

Оставление заданных параметров приведет к некачественным швам. Возможны трещины, разрывы, изгиб сварной конструкции со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Какой аппарат выбрать?

С точки зрения экономической экономии фактически нет необходимости в сварочном инверторе на максимальный ток дуги 220 А, когда можно обойтись без 160 Ампер, не превышая ток 140-150 при диаметре дуги стальной электродный стержень (внутренний) до 4 мм. О том, что инвертор работает почти «на пике» и подвержен перегреву — горячие, горячие силовые каскады, как лампа накаливания, работающая на 80 Вт энергии, радиатор, — думают немногие новички.

Сварочные аппараты известных брендов сегодня дороже аппаратов малоизвестных китайских компаний. Практика показывает, что лучше перестраховаться и приобрести хотя бы один инвертор с запасом мощности в два-три раза. Такая модель даже при ежедневной работе до нескольких часов — в условиях непрерывного горения сварочной дуги — проработает без проблем 10 лет, при этом потребителю не придется менять перегоревшие силовые диодные мосты, конденсаторы и т.д.микросхема (при наличии).

Выбрав оптимальный по рабочим параметрам сварочный аппарат, пользователь обеспечит длительную эксплуатацию, длительный срок службы. Категорически не рекомендуется превышать пределы рабочего тока и диаметра электродов, указанные в таблице.

Изучаем технические характеристики

Чтобы выбрать подходящее инверторное устройство, обязательно следует изучить технические характеристики рассматриваемых моделей, почитать отзывы о них. Энергопотребление оборудования 220 В рассчитывается с учетом следующих параметров:

• входное напряжение (минимальное и максимальное);
• текущий диапазон;
• напряжение рабочей дуги;
• Эффективность рассматриваемой модели сварочного оборудования;
• PV или непрерывно по времени;
• максимальная мощность.

Эти параметры указаны в инструкции по эксплуатации. Перед покупкой сварочного оборудования проверьте, что означает каждое из них, как влияет на потребление энергии.

Напряжение

Начнем с первого признака: диапазона напряжений. Этот индикатор нужен, чтобы определить, может ли устройство работать в сети, к которой планируется подключиться. Если вы покупаете модель для бытового использования, выбирайте из однофазных моделей, если для промышленного использования — из трехфазных.
важно, чтобы оборудование могло работать и при более низком напряжении, так как 220В в домашних сетях встречается редко. В большинстве случаев напряжение не превышает 200 В. Отличные показатели мощности доказывают сварочные аппараты, исправно работающие в сети с напряжением от 150-170В до 220-250В.

Сила тока

Для моделей любительского класса этот параметр составляет от 10-50А до 100-160А. Если сварочный ток превышает 160 А, данное устройство нельзя подключать к однофазной домашней сети. В лучшем случае станки заработают, в худшем сгорит электропроводка.

Работа без перерыва

PV или время выполнения — это время, в течение которого сварщик может сваривать детали без перерыва, определяемое в процентах. Принято делить работу оборудования на циклы по 10 минут каждый. Но не все 10 минут можно паять без перерыва. Если рабочий цикл составляет 70%, 7 минут из 10 могут использоваться непрерывно, поэтому требуется отключение. Как правило, производители назначают разный рабочий цикл для работы при разных сварочных токах.
Если игнорировать необходимость регулярных перерывов, пострадает само сварочное оборудование. При непрерывной работе без перебоев перегреваются внутренние механизмы, срабатывает автоматическое реле, агрегат отключается. Частая работа в этом режиме отрицательно сказывается на состоянии и работе важных узлов сварочного инвертора.

Расчет по формуле

Давайте теперь посмотрим, как рассчитать коэффициент мощности. Для этого используется формула: PV в минутах делится на сумму времени работы до и после остановки. Полученное число умножаем на 100. Предположим, что аппарат правильно сварил металл за 6 минут без перерыва. Затем сработал механизм защиты, остановил рабочий процесс, на 4 минуты устройство «отдыхало», после чего возобновило работу. Рассчитываем коэффициент по формуле:
6 / (4 + 6) х 100 = 60%
Коэффициент мощности инверторных устройств любительского и полупрофессионального классов не превышает 70%. Как правило, этот показатель составляет от 60 до 70%. Данные, которые могут потребоваться для расчета мощности, потребляемой инверторным устройством, находятся в технической документации. Необходимая информация размещена на сайте производителя, в инструкции по эксплуатации или непосредственно на странице интернет-магазина, в котором вы приобретаете инструмент, в разделе Технические характеристики.
Рассмотрим, как рассчитать мощность на примере агрегата со следующими техническими параметрами:

• мИН напряжение — 160В;
• максимальное напряжение — 220В;
• сила тока — 160А;
• напряжение дуги — 23 В;
• КПД — 0,89%;
• PV — 60%.

Сначала определяем максимальную мощность. Необходимо силу сварочного тока умножить на напряжение рабочей дуги. Полученное значение делится на КПД. Вот что произошло:
160 А x 23 В / 0,89 = 4135 Вт
Это показатель мощности, необходимой для непосредственного питания устройства во время процесса сварки. Для расчета среднего значения максимальную мощность необходимо умножить на рабочий цикл и разделить на 100%.
4135 x 60/100 = 2481 Вт.
Получена номинальная потребляемая мощность. Почему для расчетов берется номинальная мощность? Сварочный инвертор не всегда будет работать на максимальном токе. Он останавливается, сваривает на меньшем токе, поэтому покупать модель с мощностью почти вдвое больше необходимой нецелесообразно.
Кстати, самостоятельно рассчитывать энергопотребление не обязательно, производитель уже сделал это за вас. Эта характеристика указывается в технической документации вместе с другими показателями.

Выбор электродов для сварочного инвертора

Также от мощности и силы тока зависит то, что электроды могут использоваться вместе с устройством. Ассортимент расходных материалов очень широк. Установка неподходящего электрода приводит не только к ухудшению качества сварки, но и к выходу из строя инверторного аппарата. Мы составили таблицу, которая поможет вам выбрать электроды.

Толщина металлической детали (мм)	Сила тока (А)	Диаметр электрода (мм)
1-4	20-90	до 2
5-7	90–130	3
8–12	140–180	4
12–16	180–220	5
от 15	от 220	от 6

Плавящиеся электроды, применяемые для инверторной сварки, должны соответствовать требованиям ГОСТ 9467-75. Только такие расходные материалы можно считать безопасными в эксплуатации, они обеспечивают высокое качество процесса сварки, оставляя чистые и ровные швы. Электроды подразделяются на электроды, используемые для сварки обычных (ANO) и ответственных (SSSI) конструкций.
ОЗС-12 — популярные электроды, позволяющие работать при малых токах. Их можно использовать для работы с низкоуглеродистыми и углеродистыми сталями. Также часто используется АНО-36, их поверхность обработана рутил-целлюлозным покрытием. Их легко включить, их рекомендуют выбирать тем, кто еще не имеет достаточного опыта использования сварочных аппаратов. Эти электроды подходят для сварки нержавеющих и высоколегированных деталей. В продаже имеются расходные материалы для сварки алюминиевого листа, чугуна и других металлов. От правильного выбора электрода зависит скорость и эффективность сварки, а также качество шва.

Мощность сварочного выпрямителя

Сварочный выпрямитель — это трансформатор, который преобразует переменный ток в постоянный, необходимый для работы. В отличие от обычного трансформатора, сварочный выпрямитель обеспечивает стабильное горение, его качество выше. Можно сваривать цветные металлы и хрупкие детали, не требуя большого опыта.

Схема устройства сварочного аппарата.

Определить, сколько мощности должен потреблять выпрямитель для обеспечения правильной и качественной работы, несложно. Для этого нужно знать, что стандартное напряжение дуги устройства составляет 24 В. Этот показатель умножается на значение сварочного тока, то есть на 160 А. Полученная вами цифра — это мощность оборудования на дуге. Расход энергии от действующей электросети определяется по-разному. Необходимо полученный ранее результат разделить на эффективность (обычно берется 0,65-0,7). Это будет показатель максимального рабочего тока.

При покупке рекомендуется всегда сверять значение с заявленным, так как производители иногда завышают показатели для продажи устройства. На самом деле это не очень удачная ситуация, когда при проведении работ даже на не максимальных значениях наблюдается сильный перегрев, резко падает мощность.

Сварочный инвертор: выбор мощности

Выбор инверторного сварочного аппарата производится исходя из такого параметра, как мощность. Учитывается номинальный ток, при котором устройство будет работать бесперебойно, без перегрева, даже при интенсивном использовании. Перегрева не произойдет даже при прерывистой работе, т.е при максимальном значении тока.

Проверка сварочного аппарата.

Например, при использовании электрода 3 мм рабочий ток составит 120 А. Такие условия позволят сваривать детали толщиной 3-4 мм. Это значит, что мощность следует учитывать при выборе, когда инвертор может работать с номинальным током 160-180 А, но при этом с запасом 30-50%. Почему именно эти значения? Не рекомендуется работать на максимальных значениях, так как это приводит к перегреву и выходу инвертора из строя. При снижении напряжения электросети до 170-180 В мощность оборудования снижается, сварочный ток снижается до минимальной отметки. Запас необходим на случай большой нагрузки.

Также требуется запас при использовании кабелей длиной 5 м. Если этот запас не соблюдается, характеристики сварочного аппарата упадут ниже номинального рабочего уровня. Такие условия особенно важны при использовании кабелей длиной 15 м. Выбирая инвертор, следует учитывать, что производители обычно завышают показатели, на самом деле ток идет на меньшее значение. К чему это приводит? Если характеристики подобраны неправильно, устройство при работе перегревается и выходит из строя, что приводит к ненужным финансовым затратам.

Сварочный полуавтомат какой мощности приобрести?

Функциональная схема генератора инверторного сварочного аппарата.

Современный полуавтомат позволяет выполнять даже самые сложные работы, например, выполнять качественную сварку листового металла, цветных металлов. Параметры этого типа устройства таковы, что он становится незаменим при сварке тонкослойных металлов. Он используется в автомастерских, где точность является исключительной. Для получения необходимой мощности к оборудованию можно подключить газовые баллоны, но это не обязательно. Можно использовать порошковую проволоку. Некоторые модели сочетают в себе 2 типа оборудования: сварочные генераторы и полуавтоматы.

При выборе оборудования стоит обратить внимание на мощность.

Нельзя забывать, какой должна быть потребляемая мощность в момент включения.

он всегда больше, чем при нормальной работе устройства. Обычно стоимость механизмов с низким уровнем мощности намного ниже. Но именно с помощью этого устройства можно приготовить даже самые деликатные детали, а это важно при выполнении высокоточных работ.

Сварочный комбинированный агрегат

Комбинированный сварочный аппарат — это агрегат с функциями исправного выпрямителя или трансформатора, совмещенный с дизель-генератором. Такое оборудование может обеспечивать ток высокой частоты или постоянного тока, отлично подходит для различных видов сварки. Этот агрегат позволяет работать при отсутствии электричества. Например, при строительстве дома на дачном участке, когда электросеть еще не подключена.

Схемы подключения сварочных аппаратов.

Помимо дизеля используются бензиновые генераторы. Функции этого устройства могут незначительно отличаться в зависимости от производителя и модели, но в целом они остаются неизменными. Выбирая агрегаты для сварки, следует учитывать, что в основном они используются на строительных площадках и для проведения ремонтных работ в условиях, когда отсутствует постоянная электрическая сеть. По сравнению с профессиональными они могут быть не такими мощными.

Особенности оборудования:

1. Частота 50 Гц.
2. Устройство может работать с переменным напряжением 110В, 220В, 230В, 240В (перед покупкой необходимо внимательно прочитать инструкцию).
3. Номинальная мощность составляет 4,2 Вт, а максимальная потребляемая мощность во время работы составляет 4,8 кВт.
4. Коэффициент мощности оборудования равен 1.
5. В пустом состоянии напряжение 65 В.
6. Напряжение дуги при сварке 25-30В.
7. Сварочный ток агрегата — 180 А.
8. Рабочий диапазон тока для бесперебойной работы составляет 50-180 А.

Мощность сварочного инвертора — важный показатель. Он может быть разным, в зависимости от типа устройства, его назначения. При выборе необходимо ознакомиться с параметрами различных сварочных агрегатов, чтобы приобрести наиболее подходящий вариант.

Как рассчитать мощность дизельгенератора для сварки?

Для расчета мощности дизель-генератора для сварочного инвертора воспользуемся той же формулой, однако процент запаса в этом случае, как мы уже выяснили, будет несколько выше значений для бензиновых агрегатов. Например, рассмотрим сварочный аппарат с максимальным током 500 А.

500 х 25 / 0,85 = 14705

Поэтому мы рассчитали потребляемую мощность инвертора, которая составляет 14,7 кВт. Обратите внимание, что в данном случае мы правильно выбрали дизель-генератор, так как для работы такого инвертора требуется достаточно мощное устройство. Далее определяем значение выходной мощности блока питания, которое должно превышать инвертор на 30-50%. Умножая значение потребляемой мощности на 30 и 50%, получается диапазон от 19 до 22 кВт, который удовлетворяет критерию выбора дизель-генератора для инверторной сварки на максимальный ток 500А.

Благодаря таким несложным расчетам можно легко подобрать генератор для сварки с любым инвертором и обеспечить полноценную и безопасную работу обоих агрегатов.

Сварочная дуга

Человечество уже более века использует технологию создания неразъемных металлических соединений — электросварку. Он основан на физическом явлении электрической дуги. Исследования в области искр в воздухе начались в 18 веке итальянским физиком Алессандро Вольта. В его честь электрическую дугу иногда называют «гальванической дугой». Российские ученые Бернадос и Славянов и француз Меритен внесли значительный вклад в развитие технологии.

Что такое сварочная дуга ее определение

Сварочная дуга называется электрическим разрядом длительной энергии и выделяется между электродами с разностью потенциалов, которая возникает в газовой среде. Из-за высокой плотности электрического тока металл, через который он протекает, быстро нагревается сначала до температуры пластика, а затем до температуры плавления. Максимально теоретически достижимая температура в электрической дуге до 7000 ° C. На практике он позволяет плавить металлы с температурой плавления выше 3000 ° C, в том числе вольфрам.

С точки зрения теории электрических цепей электрическая дуга — это проводник, состоящий из ионизированного газа. Когда через него протекает ток, выделяется большое количество тепловой энергии.

Различают несколько видов электрических разрядов:

• Пропаривание. Низкоэнергетический разряд с относительно слабым током при низком давлении газа используется в люминесцентных лампах и плазменных экранах.
• Искровой. Он возбуждается при нормальном давлении и имеет прерывистую форму. К таким разрядам относятся молния и искра зажигания в двигателе автомобиля.
• Arch. Непрерывный разряд при нормальном давлении. Применяется для электросварки, для дуговых ламп.
• Корона. Он возбуждается на неровной поверхности между участками с разными потенциалами.

Коронный разряд применяется при очистке газов от пылевых загрязнений.

Природа и строение

Когда зажигается дуга, создается электрическая цепь. В нем задействованы два электрода: анодный и катодный, а также секция ионизированного газа. Электрический ток, протекающий через облако газа, заставляет его нагреваться и генерировать интенсивное свечение, связанное с испусканием фотонов.

По участкам цепи структура сварочной дуги включает три основных участка:

• анод — толщиной 10-4 см;
• катод 10-5 см;
• столбик арочный, длиной 4-6 мм.

В первых двух зонах появляются активные точки, в них максимальное падение напряжения и максимальный нагрев.

Падение напряжения в самой сварочной колонне небольшое.

Под действием электрической дуги, помимо повышения температуры, действует еще один важный фактор: очень интенсивное ультрафиолетовое излучение. Губительно действует на организм человека, в основном на органы зрения и кожу.

Структура сварочной дуги

Во избежание нанесения вреда здоровью при работе с электросваркой обязательно использовать средства индивидуальной защиты: сварочную маску, перчатки и плотную одежду и обувь из негорючих материалов.

Разновидности

Существуют разные классификации арок по разным характеристикам.

По схеме электрического подключения электросварочные дуги делятся на:

• Прямое действие. Один электрод представляет собой свариваемую конструкцию, другой — расходуемый электрод. Цепь состоит из электрода и металла свариваемых деталей. Между ними зажигается дуга.
• Косвенное действие. Разряд возникает между двумя параллельными неплавкими электродами и переносится на свариваемые детали.

Классификация сварочной дуги по схеме электрических соединений

По типу газовой среды, в которой начинается разряд, они делятся на:

• Открытым. Работает в воздухе. Рабочая зона окружена облаком испаренного металла — продуктов сгорания электродного покрытия.
• Заблокированы. Разряд происходит под слоем плавящегося порошка, облако состоит из испарившихся металлических частиц и инертных газов, выделяющихся при плавлении плавящегося порошка.
• С принудительным впрыском инертных газов. Смесь инертных газов с углекислым газом и водородом в определенных пропорциях вдувается в рабочую зону под низким давлением. Целью этого впрыска является защита материала сварочной ванны и области деталей, нагретых до температуры пластичности, от контакта с кислородом и азотом в воздухе.

На время работы:

• постоянный (для длительной работы);
• импульсный (мощный одиночный импульс, используемый для контактной сварки).

По конструкции и назначению электродов используются:

• Плавкий (графит, вольфрам). Такие электроды не расходуются в процессе сварки, сварочный материал формируется из расплавленного металла заготовок.
• Предохранитель. Изготовлен из стальных сплавов. При этом металлический стержень электрода плавится, скользит вниз в сварной зазор и вместе с оплавленными краями деталей образует шовный материал.

Классификация сварочной дуги по применяемым электродам

В состав плавких электродов входят специальные легирующие добавки, повышающие прочность и долговечность полученного соединения.

Условия горения

В нормальных условиях, при нормальном давлении и температуре 20 ° C газы и особенно воздух не проводят ток. Для того, чтобы они проводили электричество, должны быть созданы особые условия: высвобождение большого количества ионов с атомных орбит. Этот процесс называется ионизацией.

Работа, связанная с высвобождением электрона, называется потенциалом ионизации. Для различных материалов оно составляет от 3,5 до 20 электронвольт. Самый низкий потенциал характерен для щелочных элементов: калия, кальция и их соединений. Эти вещества добавляются в покрытие электродов или сварочную проволоку для поддержания стабильных параметров разряда. Их также добавляют в состав порошкового флюса для сварки закрытого типа.

Для обеспечения высокого качества сварного соединения необходимо поддерживать стабильные параметры электрической дуги, такие как сила тока, напряжение, температура.

Температура определяется следующими факторами:

• Катодный материал.
• Размеры катода.
• Условия окружающей среды.

Распределение температуры дуги

Постоянство текущих параметров — напряжения и силы — обеспечивается источником тока. Для сварки разработано большое количество конструкций таких источников: от устаревших громоздких сварочных трансформаторов и выпрямителей до современных инверторов и полуавтоматов.

Возникновение

Электрическая дуга возникает или, как говорят сварщики, «зажигается», когда электрод ненадолго замыкается на заготовку. Протекающий ток нагревает металл, он начинает плавиться. Газ, окружающий место контакта, также сильно нагревается, этой энергии становится достаточно для его ионизации.

После открытия электрода и детали столб газа между ними ионизируется и становится способным проводить электрический ток, который быстро протекает через него, и сварочная дуга начинает гореть.

Если электрод не вынут, через точку контакта протекает ток, дуги не возникает, электрод, как говорят сварщики, «заедает». Чтобы зажечь лук, вам нужно будет оторвать его от куска и повторить короткое постукивание.

Чем определяется мощность сварочной дуги

Мощность дуги определяет производительность сварного шва и толщину соединяемых деталей. Сама мощность зависит от следующих факторов:

• Длина сварочной дуги. Определяет количество тепла, выделяемого при сгорании. При большей длине мощность увеличивается и наоборот.
• Текущая сила. Высокая сила тока позволяет погасить самую длинную дугу.
• Напряжение. В небольшом диапазоне увеличение напряжения также приводит к увеличению мощности.

Повышенное напряжение используется редко, в особых профессиональных случаях. В нормальных условиях они работают с силой тока.

Продолжительность разряда

В практических приложениях чаще всего используется режим непрерывного разряда. Однако распространен и импульсный режим. Используется для контактной сварки.

Сварка деталей производится не сплошным швом, а в нескольких местах. Такое соединение не обеспечивает герметичность, но имеет достаточную прочность для изготовления тонкостенных конструкций, таких как корпуса бытовой техники, различных устройств и установок, корпуса автомобилей.

Процесс осуществляется массивным неплавящимся электродом, который с большой силой прижимается к заготовке. Через электрод пропускают кратковременный ток очень большой силы, до нескольких тысяч ампер. В точке соприкосновения металл обеих частей плавится, а в конце импульса остывает и кристаллизуется как единое целое.

Далее электрод (или заготовку) перемещают по шву в новую точку, прижимают к ней и прикладывают новый импульс.

Роликовые электроды для контактной сварки

Есть вариант этого метода, позволяющий получить герметичные стыки. В этом случае электрод выполнен в виде ролика, который катится по поверхности заготовки. Импульсы подаются с небольшими интервалами, зоны прогиба по линии ламинирования частично перекрываются и образуют сплошной шовный материал. Эта технология используется для автоматической сварки труб.

Температурные зоны

Независимо от того, какой электрод используется — плавкий или неплавкий — самая высокая температура наблюдается в центре столба дуги — до 7000 ° С.

Низкотемпературные зоны сварочной дуги расположены в областях анодной и катодной точек, но в них выделяется до двух третей всей энергии. Это центры излучения в инфракрасной части спектра.

Зона максимальной температуры является источником излучения ультрафиолетового спектра, наиболее вредного для здоровья человека.

При использовании переменного тока для сварки понятие полярности теряет смысл. Анод и катод меняются 50 или 60 раз в секунду.

Сварка под флюсом

При работе с переменным током используется очень простое оборудование и меньше риск залипания электродов.

Однако стабильность дуги в таких источниках сварки сильно зависит от стабильности источника питания. Их работа также вызывает всплески тока.

Вольт амперная характеристика

График, который выражает зависимость напряжения от изменения тока, называется вольт-амперной характеристикой дуги.

В условиях постоянной длины столбца и постепенного увеличения тока график разбивается на три основные области. В первом, называемом «нисходящим», напряжение немного уменьшается по мере увеличения тока. Эта зона соответствует процессам, происходящим при ручной сварке. Во втором, по мере увеличения тока напряжение остается стабильным. Эта часть спецификации относится к полуавтоматической сварке с механической подачей проволоки.

И, наконец, третья область, называемая «подъем в гору», используется при автоматической сварке, где напряжение увеличивается по мере увеличения тока.

Дуговая сварка плавящимся электродом

При ручной сварке начальные значения на кривой соответствуют режиму холостого хода источника. Когда сварочный аппарат зажигает дугу, напряжение снижается до достижения зоны стабилизации, это напряжение сохраняется в течение всей работы.

Особенности

По сравнению с другими видами электрических разрядов электрическая дуга имеет следующие отличия от них:

• Высокая плотность тока (до тысяч А / см2) позволяет развивать высокие температуры (до нескольких 1000 ° C).
• Неравномерное падение напряжения вдоль столба разряда. В анодной и катодной областях она очень высока, по всей длине колонны незначительна.
• Температура, развиваемая в зоне разгрузки, обратно пропорциональна ее толщине.
• Многовариантность режимов работы при использовании разных участков вольт-амперной характеристики.

На сегодняшний день дуговая сварка — самый быстрый, надежный и дешевый способ создания неразъемных соединений металлических деталей и конструкций.

Электросварка также стала наиболее распространенным методом соединения. Он используется в самых разных сферах жизни человека, строительства, промышленности и транспорта.

Для получения качественных, прочных и долговечных швов необходимо точно выбирать режимы работы, определяющие основные свойства дугового разряда. Современное сварочное оборудование позволяет автоматически поддерживать эти параметры, облегчая работу оператора.

Область применения

Сварочная дуга применяется при ручной электродуговой сварке, которая стала надежным помощником для профессионалов и домашних мастеров. При ручной сварке используются плавкие электроды, покрытые флюсовым составом. В процессе сварки материал стержня плавится, образуя соединительный материал, а во время горения покрытие выделяет облако газа, которое защищает сварочную ванну от воздействия кислорода. Ручная сварка применяется как для обычных нелегированных конструкционных сталей, так и для разовой сварки нержавеющих, высоколегированных и цветных металлов.

Такая же дуга используется в полуавтоматических системах. Вместо электрода они используют сварочную проволоку, подаваемую механическим устройством с постоянной скоростью. Инертные газы впрыскиваются в рабочую зону через сопло горелки. Данная технология отличается оптимальным расходом расходных материалов на сварку и высокой стабильностью параметров шитья. Благодаря высокой стоимости оборудования он удобен для больших объемов сварки.

Автоматическая сварка осуществляется в специальных герметичных объемах, заполненных инертным газом. Он используется при сварке цветных металлов, особенно при критических операциях с нержавеющими сплавами.

Итог

В данной статье описано, какие параметры режима работы инвертора определяют мощность, показано, что на нее влияют напряжение сварочной дуги, сила тока, продолжительность включения и т.д.

Кроме того, рассматриваются различные классы сварочных аппаратов, а также их характеристики и различия. Этот материал непременно будет полезен начинающим сварщикам, которые только задумываются о покупке сварочного аппарата.