Ми всі знаємо - зварювання це важкий апарат, довгі, товсті, заплутані дроти, замурзаний зварювальник! Але виявляється в цьому світі все змінюється, і навіть нашу країну якимось боком зачепив технічний прогрес!
У продажу вже кілька років є імпортні зварювальні інвертори, але їх ціна трохи кусається! Апарат середнього класу, здатний віддати в дугу 120 -160 ампер, важить від 4 до 7 кг, і коштує від 500 до 1000 доларів! А звичайний зварювальний трансформатор, такого ж класу, коштує 150 доларів, правда важить не менше 30 кг!
1. Трохи теорії і основні вимоги до зварювального инвертору.
У зв'язку з тим, що даний посібник не є технологічною картою, то я не наводжу ні розведення друкованих плат, ні конструкцію радіаторів, ні порядок розміщення деталей в корпусі, ні конструкцію самого корпусу! Все це не має значення і ніяк не впливає на роботу апарату! Важливо тільки, що на транзисторах (на всіх разом, а не на одному) моста виділяється близько 50 ват, і на силових діодах теж близько 100 ват, разом близько 150 ват! Як Ви розпорядитеся цим теплом мене мало хвилює, хоч в стакан з дистильованою водою їх опустіть (жарт :-))), головне не розігрівайте їх вище 120 градусів С. Ну ось з конструкцією розібралися, тепер трохи теорії і можна приступати до налаштування.
Що таке зварювальний апарат - це потужний блок живлення здатний працювати в режимі освіти і тривалого горіння дугового розряду на виході! Це досить важкий режим і не всякий блок живлення може в ньому працювати! При торканні кінцем електрода зварюється відбувається коротке замикання зварювального ланцюга, це самий критичний режим роботи блоку живлення (БП), так як для розігріву, розплавлення і випаровування холодного електрода потрібно енергії набагато більше, ніж для простого горіння дуги, тобто БП, повинен мати запас по потужності достатній для стабільного підпалу дуги, при використанні електрода максимально допустимого для даного апарату діаметра! У нашому випадку це 4 мм. Електрод типу АНО-21 діаметром 3 мм стабільно горить при токах 110-130 ампер, але якщо для БП це максимальний струм, то дугу запалити буде вельми проблематично! Для стабільного і легкого запалювання дуги необхідно ще 50-60 ампер, це в нашому випадку 180-190 ампер! І хоча режим підпалу короткочасний, його повинен витримувати БП. Йдемо далі, дуга загорілася, але за законами фізики вольт-амперна характеристика (ВАХ) електричної дуги в повітрі, при атмосферному тиску, при зварюванні покритим електродом має падаючий вид, тобто Чим більше струм в дузі, тим менше на ній напруга, і тільки при токах більше 80А напруга дуги стабілізується, і залишається постійним при збільшенні струму! Виходячи з цього можна збагнути, що для легкого запалювання та стійкого горіння дуги ВАХ БП повинна двічі перетинатися з ВАХ дуги! В іншому випадку дуга буде не стійкою з усіма витікаючими наслідками, як то непровар, пористий шёв, пропалив! Тепер можна коротко сформулювати вимоги до БП;
а) з огляду на ККД (близько 80-85%) потужність блоку повинна бути не менше 5 кВт;
б) повинен мати плавне регулювання вихідного струму;
в) на малих токах легко запалювати дугу, мати систему гарячого підпалу;
г) мати захист від перевантаження при залипання електрода;
д) вихідна напруга на хх не нижче 45В;
е) повна гальванічна розв'язка від мережі 220В;
ж) падаюча вольт-амперна характеристика.
Ось власне і все! Всім цим вимогам відповідає розроблений мною апарат, технічні характеристики і електрична схема якого наведені нижче.
2. Технічні характеристики зварювального випрямляча інверторного типу
Напруга живильної мережі 220 + 5% В
Зварювальний струм 30 - 160 А
Номінальна потужність в дузі 3,5 кВА
Напруга холостого ходу при 15 витках в первинній обмотці 62 В
ПВ (5 хв.),% При мах струмі 30%
ПВ при струмі 100А 100% (наведений ПВ відноситься тільки до мого апарату, і повністю залежить від охолодження, чим потужніший буде вентилятор, тим більше ПВ) Максимальний споживаний
ток від мережі (виміряно за постоянка) 18 А
ККД 90%
Вага разом з кабелями 5 кг
Діаметр електрода 0,8 - 4 мм
Випрямляч призначений для ручного дугового зварювання та зварювання в захисному газі на постійному струмі. Висока якість виконання зварних швів забезпечується додатковими функціями, виконуваними в автоматичному режимі: при РДС
- Гарячий старт: з моменту запалювання дуги протягом 0,3 секунд зварювальний струм максимальний
- Стабілізація горіння дуги: в момент відриву краплі від електрода зварювальний струм автоматично збільшується;
- При короткому замиканні і залипання електрода автоматично включається захист від перевантаження, після відриву електрода всі параметри востанавливаются через 1с.
- При перегрів інвертора зварювальний струм плавно зменшується до 30А, і залишається таким до повного охолодження, потім автоматично повертається на встановлене значення.
Повна гальванічна розв'язка забезпечує 100% захист зварника від ураження електричним струмом.