Источники питания для сварки: типы и характеристики

Что это? Источники питания для сварки, как видно из названия, снабжают сварочный процесс током. Вместе с тем они сказываются и на качестве самой процедуры.

Какие бывают? Различают четыре основных вида источника: трансформаторы, выпрямители, преобразователи и инверторы. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками, которые важно учитывать при выборе.

Что такое источники питания для сварки

К источникам питания для сварки (сокращенно ИП) относятся устройства, преобразующие переменный ток с промышленной частоты 50 Гц (в РФ) в постоянный, а также генераторы, которые самостоятельно создают электроэнергию с требуемыми характеристиками.

При выполнении электродуговой сварки должна обеспечиваться высокая величина тока при небольшом напряжении питания. Для этого необходимо снизить напряжение промышленной или бытовой электросети. Идеальным вариантом станет приведение его в диапазон, который соответствует специфике проводимых сварочных работ. Поэтому источники питания переменного тока для сварки должны соответствовать определенным требованиям.

Характеристики источников питания для сварки

ИП, предназначенные для выполнения сварочных работ, должны соответствовать определенным характеристикам:

• позволять легко зажигать сварочную дугу;
• поддерживать ее стабильное горение;
• контролировать верхний предел тока короткого замыкания;
• иметь хорошие динамические характеристики;
• соответствовать требованиям электробезопасности.

Динамические показатели означают скорость восстановления напряжения с момента контакта электрода с обрабатываемой деталью (то есть с момента возникновения короткого замыкания) до активации электрической дуги (электрического пробоя воздуха).

Активация электрической дуги происходит при напряжении сети около 20 В. Динамическая характеристика хорошего источника питания для сварки должна составлять не более пяти сотых долей секунды. Чем короче этот отрезок времени, тем лучше сварочный аппарат.

Автоматическое регулирование изменения напряжения в диапазоне от 60–90 В (в холостом режиме) до 18–20 В (во время работы) означает поддержку устойчивого горения электрической дуги.

Стоит отметить, что ПК чаще всего комплектуются импульсными адаптерами питания, работающими на понижение напряжения электросети. Соответственно, собрать из них источник питания для сварки – задача не столь сложная. Однако использовать их можно только для сваривания тонколистовых металлов.

Типы источников питания для сварки

Классифицировать источники питания для сварки постоянным и переменным током можно по различным критериям:

• В зависимости от предназначения они делятся на устройства для ручной сварки, а также под флюсом и в защитной газовой среде.
• В соответствии с возможностью перемещения сварочные аппараты бывают мобильными и стационарными.
• В зависимости от способа производства электроэнергии выделяют преобразователи и производители электрического тока.

Кроме того, оборудование для выполнения сварочных работ классифицируют в зависимости от:

• количества одновременно подключаемых сварочных постов;
• рода выходного тока;
• вольт-амперных характеристик (ВАХ).

Для сварщика наиболее значимыми особенностями используемого оборудования будут предназначение и выдаваемый аппаратом сварочный ток. Кроме того, немаловажным параметром в ряде случаев являются требуемые вольт-амперные характеристики.

К примеру, для проведения сварочных работ в среде защитных газов необходимо оборудование с жесткой характеристикой, функционирующее на постоянном токе. Производители предлагают современные универсальные источники питания для сварки. Несколько режимов работы дают возможность изменять род сварочного тока, а также его вольт-амперные характеристики.

Основное различие между источниками питания для сварки, от которых зависят их технические характеристики, масса, размеры и область применения, заключается в принципе преобразования электрического тока.

Какие источники питания для сварки применяются в настоящее время? По названному выше параметру все они делятся на:

• трансформаторы;
• выпрямители;
• преобразователи;
• инверторы.

Отдельную категорию составляют генераторы, которые являются первичными источниками электроэнергии, т. е. не преобразуют ток, а самостоятельно его вырабатывают.

Большая часть генераторов создается на базе бензиновых или дизельных двигателей внутреннего сгорания. Преимущество первых заключается в их меньшей стоимости, вторых – в большей мощности и ресурсе:

Трансформатор

Это самые простые сварочные аппараты, в основе которых лежит дроссель – реактивная катушка индуктивности.

Обычный трансформатор снижает напряжение в сети до 60–80 В на холостом ходу и до 20 В в процессе работы.

Трансформаторы функционируют только на переменном токе. К преимуществам такого источника питания для сварки относятся:

• простота конструкции (в том числе возможность самостоятельного изготовления);
• высокий КПД;
• относительно небольшой расход энергии;
• надежность;
• ремонтопригодность;
• бесшумность работы;
• невысокая стоимость.

К недостаткам трансформаторного источника питания для сварки можно отнести большие размеры и вес.

Выпрямитель

Основное назначение выпрямителей заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный. Для выполнения этой задачи используются специальные селеновые или кремниевые полупроводниковые элементы.

Такие ИП для проведения сварочных работ как выпрямители обладают множеством достоинств:

• бесшумной работой;
• более высоким КПД по сравнению с трансформаторами;
• широким диапазоном применения (подходят для сварки любых металлов и сплавов);
• незначительными потерями на холостом ходу;
• относительно небольшими размерами и весом;
• малым потреблением электроэнергии.

Основные недостатки выпрямителей:

• значительное нагревание аппарата в процессе сварки, как следствие, необходимость качественной системы охлаждения и контроль над ее работой;
• повышенная чувствительность к перепадам напряжения во внешней сети;
• более высокая стоимость по сравнению с трансформаторами.

Преобразователи

Это источники питания для сварки, механически преобразующие переменный ток в постоянный. По сути, они представляют собой электродвигатели, вращающие вал генератора постоянного тока.

Принцип их работы схож с функционированием генераторов, получающих питание от бензинового или дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Основное достоинство этих ИП для выполнения сварочных работ заключается в их нечувствительности к перепадам напряжения, на выходе всегда получается ток со стабильными характеристиками.

Недостатками преобразователей являются:

• значительный вес (до 500 кг);
• потребность в регулярном техническом обслуживании, обусловленная конструктивными особенностями оборудования, в том числе наличием быстровращающихся деталей;
• невысокий коэффициент полезного действия, связанный с существенными затратами энергии на раскрутку вала электродвигателя.

Инверторы

Следующим видом ИП для сварочных аппаратов являются инверторы, оптимально подходящие для работы в бытовых условиях.

Их преимущества заключаются в небольших габаритах, малом весе, мобильности.

Большая часть инверторов работает от обычной электрической сети, не вызывая ее перегрузки. Принцип их действия строится на инверсии, т. е. зеркальном преобразовании одного состояния энергии в другое. Инверторный аппарат выполняет сварку высокочастотным переменным током, преобразуемым из постоянного, который, в свою очередь, получается из промышленного переменного.

Инверсия повышает частоту тока в 1000 раз – до 50 кГц. Это позволило уменьшить габариты и массу источника питания для сварки электродом.

Источники питания для ручной дуговой сварки

Дуговую сварку можно выполнять при помощи как постоянного, так и переменного тока. В первом случае в качестве источников питания выступают сварочные генераторы (преобразователи и агрегаты), а также сварочные выпрямители (селеновые и кремниевые).

ИП для сварочных работ на переменном токе являются в основном трансформаторы. Их достоинства заключаются в простоте использования, небольшом весе, размерах, стоимости, а также в долговечности и высоком КПД. Недостатки же состоят в неустойчивости дуги, вызванной прохождением напряжения и тока дуги через нулевое значение 100 раз за секунду, и, как следствие, во временной деионизации дугового промежутка.

Преимущества постоянного тока состоят в устойчивой сварочной дуге, возможности проведения работ в различных условиях и положениях аппарата в пространстве, а также в выполнении сварки прямой и обратной полярности.

Источники питания для механизированной сварки должны соответствовать следующим требованиям:

• обеспечивать легкое зажигание и устойчивое горение дуги;
• ограничивать величину тока короткого замыкания;
• обладать хорошими динамическими характеристиками;
• обеспечивать безопасность работ.

Динамические характеристики показывают скорость восстановления напряжения с начала контакта электрода с заготовкой (то есть с момента возникновения короткого замыкания, когда оно равно 0) до активации электрической дуги, которое происходит при значении напряжения 18−20 В. В хорошем ИП этот показатель составляет не более 0,05 секунды.

Одним из важнейших критериев источника питания для сварки является его внешняя характеристика, а именно зависимость напряжения на его выходных зажимах от величины тока при нагрузке.

Этот показатель может быть:

• круто падающим;
• пологопадающим;
• жестким;
• возрастающим.

При выборе ИП для сварочного оборудования ориентируются на вольт-амперные характеристики электрической дуги, которая соответствует тому или иному способу обработки заготовок. Источник питания для ручной дуговой сварки должен обладать крутопадающей внешней характеристикой.

Режим горения сварочной дуги определяют в точке пересечения дуги и источника тока. Точку А называют точкой холостого хода (источник тока при этом включен, напряжение составляет 60−80 В, сварочная цепь еще разомкнута). В точке В электрическая дуга горит неустойчиво, она может либо погаснуть, либо перейти в режим устойчивого горения. В точке С электрическая дуга стабильная. В точке D происходит короткое замыкание, для которого характерно стремящееся к нулю напряжение и высокая, но ограниченная сила тока (это вызвано необходимостью предотвращения перегрева токопроводящих проводов и источников тока).

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.