27.03.20 группа 749 "Маломощные инверторы. Универсальные сварочные конверторы типа КСУ."

В рабочих тетрадях отчет подготовить в виде краткого конспекта (только выделенное жирным шрифтом).

Жду фотоотчеты проделанной работы.

ТЕМА: МАЛОМОЩНЫЕ ИНВЕРТОРЫ. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СВАРОЧНЫЕ КОНВЕРТОРЫ ТИПА КСУ.

План:

1. Назначение, принципы работы маломощных инверторов.

2. Плюсы маломощных инверторов

1. Минусы маломощных инверторов

2. Области применения маломощных инверторов

3. Универсальные сварочные конверторы типа КСУ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рейтинг лучших маломощных инверторов

1. Назначение, принципы работы маломощных инверторов.

Но сегодня существует целый ряд компактных сварочных агрегатов, которые имеют большую популярность. Эти сварочные аппараты - бытовые модели с габаритами корпуса около 20х20х10 см. К ним относятся маломощные инверторы и небольшие трансформаторы.

Маломощные инверторы сконструированы на базе транзисторов и варят постоянным током.

2. Плюсы маломощных инверторов.

• Компактность - аппараты легче хранить и перевозить

Рис. 1 Мини-сварочный аппарат

• Малый вес. Весят мини модели 2-3 кг. Чаще всего они комплектуются плечевым ремнем для ношения. Удобно при работе вдоль длинной конструкции и даже на высоте.

• Точная регулировка. Наличие микросхем позволяет точно выставлять силу тока и настраивать аппарат.

• Малая нагрузка на сеть. Можно подключить к бытовой розетке на 220 V потребляемая мощность аппарата находится на уровне утюга или электрочайника. Работая целый день, расход электроэнергии окажется не большим.

• Достаточный запас ампер. Сила тока 100-160 А. Достаточно для сварки металла, толщиной 3-8 мм.

• Качественная работа. При достаточном опыте сварщика, можно получать качественные, герметичные швы.

• Оснащены дополнительными функциями. Как правило упрощающие возбуждение электрической дуги и препятствующие прилипанию электрода.

• Невысокая стоимость.

• Проще работать в полевых условиях. Невысокая потребляемая мощность позволяет подключать аппараты к бензогенераторам любого класса для сварки в полевых условиях.

3. Минусы мини маломощных инверторов.

Небольшой диаметр электродов. Работать можно только с электродами, диаметром 2 или 3 мм.

Проблемы с охлаждением. Внутри нет полноценной системы охлаждения с несколькими вентиляторами и радиаторами, отводящими тепло. Что приводит быстрому перегреву и отключению пока не остынет. При большом объеме работы потребуются частые остановки, что растягивает время выполнения задач.

Рис. 2 - Мини-сварочный аппарат со снятой крышкой.

Заявленный диапазон силы тока 100-160 А не всегда соответствует действительности. На практике (при измерении прибором) сила тока может достигать 80-100 А, чего не хватит, чтобы проварить заготовки, толщиной более 5 мм. Вести резку таким оборудованием практически невозможно.

Бюджетная комплектация. Ввиду невысокой стоимости товары этой категории продаются с короткими кабелями по 1.2-1.5 м, часто без жесткой ручки, без чемодана. Качество держателя и зажима массы подходит только для редкого использования, а при частой эксплуатации быстро ломается. Маски, щетки и краги в комплекте почти никогда не встречаются. Если мини-сварочный аппарат и комплектуется дополнительными аксессуарами, качество их исполнения оставляет желать лучшего.

Рис. 3 Комплектация сварочных аппаратов

Затруднение работ при снижении напряжения. Если необходимо вести сварочные работы вдалеке от дома, то при использовании удлинителя 30-50 м, показатель ампер будет становиться еще ниже. Если рядом с розеткой аппарат мог проварить сталь 5 мм толщиной, то в таких условиях электрод просто будет плавиться сверху, а дуга не сможет проникать вглубь. При «просадке» сети (дачный поселок, гаражный кооператив), силовые характеристики оборудования тоже падают.

Области применения маломощных инверторов

Благодаря ценовой доступности, компактности и легкости мини сварочные аппараты активно применяются в бытовой сфере: подварить забор на даче, сделать мангал, вывести трубу водопровода на огород, заварить трещину между петлей и стойкой на воротах, поставить беседку или теплицу.

Более опытные мастера способны с ним изготовить емкость для летнего душа или под топливо. С такими моделями удобно работать на плече, поэтому установка длинного забора или крепление антенны на крыше не требуют привлечения помощников — сварщик сам передвигается с инвертором и руки свободны для удержания заготовок.

Но это исключительно бытовой класс товаров, рассчитанный на работу несколько раз в месяц. Для небольшой мастерской или коммерческой деятельности оно не подойдет и быстро сгорит от нагрузок. К тому же возможности по свариванию ограничены толщиной 3-8 мм и не подходят для ответственных конструкций.

1. Универсальные сварочные конверторы типа КСУ.

По мере внедрения в производство сварочных инверторов, стали проявляться их недостатки, главным из которых являются их низкая надежность и ремонтопригодность по сравнению тиристорными сварочными выпрямителями. Факторами снижения надежности стали:

1. Многостадийность преобразования - ток промышленной частоты 50Гц, выпрямляется, фильтруется, затем преобразуется в ток высокой частоты (20-150кГц), после чего поступает на высокочастотный сварочный трансформатор. Затем ток вторичной обмотки высокочастотного трансформатора, в очередной раз, выпрямляется и представляет собой, собственно, ток сварочной дуги.

Каждый узел преобразования и элемент в узле (рис.4) имеют конечное значение конструктивной надежности и поэтому общая надежность стандартного инверторного сварочного источника в разы ниже, чем тиристорного выпрямителя.

Рис. 4 Блок - схема сварочного инвертора

2. Низкая надежность работы инверторов в условиях повышенной влажности, запыленности и низких температур. После фильтрации сетевого напряжения, выпрямленное напряжение составляет 310 В для однофазных и 635 В для трехфазных инверторных источников.

3. При выходе из строя одного элемента, авария распространяется далее. Например, выход из строя ключевых транзисторов высокочастотного преобразователя, сопровождается выходом из строя сварочного трансформатора, первичная обмотка которого разрушается со взрывом.

Два пути устранения этих недостатков:

• первый путь - применение в инверторных сварочных источниках интеллектуальных силовых модулей ;

• второй путь - отказ от управления сварочным источником по первичной стороне.

Первый путь позволяет решить проблему надежности сварочных инверторов, но стоимость конечного изделия вырастает при этом в 2…2.5 раза. Недостатком является также то, что такой сварочный инвертор практически неремонтопригоден в условиях даже современных сварочных производств.

Второй путь более революционен, исходя из сложившейся на рынке России конъюнктуры. Стоимость регулятора сварочного тока при этом, соизмерима со стоимостью тиристорных выпрямителей, поэтому в экономическом плане, применение сварочных регуляторов выгоднее, т.к. позволяет получить недорогой и качественный сварочный высокочастотный аппарат. В техническом плане, первый и второй пути одинаковы, т.к. позволяют получить одинаковые выходные технические параметры сварочного источника.

Рис. 5 Блок-схема сварочного регулятора тока - конвертора

При анализе структурной схемы регулятора легко можно убедиться, что имеется только одна ступень преобразования против трех ступеней у инвертора, отсутствует сварочный трансформатор. Поэтому, очевидно, что надежность сварочного регулятора значительно выше, чем у сварочного инвертора, потому, что непосредственные преобразователи постоянного тока не обладают ни одним из вышеперечисленных факторовснижения надежности, типичных для инверторов.

КПД конверторов составляет не менее 98%, КПД многопостовых выпрямителей - не менее 95%.

Конвертор сварочный универсальный типа КСУ-320 предназначен для ручной дуговой сварки. Имеет регуляторы горячий старт, ток короткого замыкания, цифровой индикатор тока дуги.

Конвертор сварочный КСУ-400 предназначен для ручной дуговой и полуавтоматической сварки, имеет переключатель режима сварки, цифровые индикаторы тока дуги и напряжения на дуге, встроенную плату управления сварочным приводом, регуляторы задержки продувки газа, растяжки дуги, режим мягкого старта.

Рабочая частота обеих конверторов - более 16 кГц. Питание осуществляется от многопостовых сварочных выпрямителей типа ВДМ-6303Си ВДМ-1202С с напряжением холостого хода 60-90В, без дросселя насыщения. Использование с многопостовыми сварочными выпрямителями типа ВКСМ не рекомендуется, ввиду сильных бросков тока при включении. На рис. 6 показаны варианты исполнения, удаление от многопостовых выпрямителей и требуемые сечения сварочных кабелей. В таблицах 1,2 приведены таблицы технических характеристик конверторов КСУ-320 и КСУ-400.

Таблица 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КСУ-320

Таблица 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КСУ-500

Рис. 6 Вариант применения КСУ-320 для ручной дуговой сварки и КСУ-400, КСУ-500 для полуавтоматической.

Конверторы имеют следующие основные технические решения:

• При использовании в качестве источника питания выпрямителя ВДМ-6303С можно использовать до 6 КСУ, при использовании выпрямителя ВДМ-1202С - до 12 КСУ.

• Специальная плата управления обеспечивает наложение на сварочную ванну специальных колебаний, что обеспечивает при ручной дуговой сварке снижение содержания диффузионного водорода в сварном шве на 20-25% по сравнению со сваркой на любом тиристорном или инверторном сварочном источнике.

• Исключается взаимное влияние постов при сварке, сварочный режим каждого поста стабилизируется при изменении питающего напряжения в диапазоне 60-90В.

• Имеют минимальную зависимость от перекоса фаз питающей сети, что делает их идеальными для работы в полевых условиях.

• Оказывает минимальное влияние на искажение формы синусоиды питающего напряжения при работе от дизельного генератора (между многопостовым выпрямителем и генератором).

• Конверторы позволяют удалять сварочные посты на расстояние до 200 м от многопостового сварочного источника (типа ВДМ).

• Конверторы имеют встроенный блок снижения напряжения холостого хода.

• Наибольшая эффективность применения КСУ-320 достигается при сварке высоколегированными электродами из нержавеющих сталей, за счет снижения длины огарка электрода.

Наиболее тщательные испытания и промышленная апробация КСУ-320 проведена на ПО «СЕВМАШ», Северодвинск, где с 2004 г. эксплуатируется более 100 штук КСУ-320. Составлен подробный технический отчет сравнительных характеристик использования инверторных источников и сварочных регуляторов фирм Польши, Италии, Германии и регулятора КСУ-320. Показано преимущество КСУ-320 над зарубежными аналогами.

Установлено, что только за счет экономии электроэнергии, окупаемость и получение прибыли от использования КСУ-320 вместо использования многопостовых выпрямителей с балластными реостатами происходит на втором году внедрения.

Срок окупаемости значительно снижается за счет высоких сварочно-технологических свойств нового изделия.

Установлено, что в случае использования КСУ - 320 для сварки низколегированных сталей, коэффициент наплавки металла выше нормы на 5-8 % по сравнению с традиционными тиристорными и многопостовыми сварочными установками. Разбрызгивание при сварке на КСУ-320 незначительное или отсутствует, формирование шва мелкочешуйчатое. При этом установлено, что расход электродов УОНИ13/55, необходимый для наплавки 1 кг металла снизился на 3%. В стоимостном выражении эта экономия составляет 0,07 $ на 1 кг наплавленного металла. При годовом объеме 3000 кг наплавленного металла, экономия составит 210 $ или 150 кг электродов на 1-ом посту.

Это позволяет снизить время окупаемости при сварке низколегированных сталей примерно на 1 квартал и обеспечить получение прибыли от применения КСУ-320 в первом полугодии следующего после внедрения года.

При сварке высоколегированными электродами из нержавеющих сталей типа ЭА-400/10У, по данным ПО «СЕВМАШ», отходы электродов при сварке на КСУ-320 по сравнению с ВДМ-1202С, снижаются не менее, чем на 7-8%, разбрызгивание электродного металла - на 4-5%, снижение потерь на исправление брака составляет 1,5-2%. Это позволило получить прибыль от применения КСУ-320 в первом полугодии года внедрения, за счет высокой стоимости сварочных материалов.

Увеличивается объем применения КСУ-320 в таком традиционном для группы предприятий ИТС направлении, как нефтегазовая отрасль. Общий объем продаж в этом направлении составляет не менее 50 КСУ-320, эксплуатация которых ведется на открытых монтажных площадках, при питании многопостовых выпрямителей от дизельных генераторов, при температурах окружающего воздуха до -400С. Потребители отмечают более высокую надежность КСУ-320 по сравнению с традиционными инверторами и отсутствие влияния на питающую электрическую сеть, что традиционно для отечественных и импортных сварочных инверторов. Конвертор КСУ-400 - новое изделие. Промышленная оппробация будет проведена на предприятиях судостроения в конце 2006 года. Отличительной его особенностью является расположение платы управления сварочным приводом в конверторе, а не в механизме подачи, а также соответствующие регулировки сварочного цикла. Это делает возможным использование вместе с КСУ-400 любого механизма подачи из всей гаммы, выпускаемой группой предприятий ИТС. Технологически конвертор ориентирован на сварку порошковыми проволоками в защитных газах и проволокой сплошного сечения в смеси газов. Режима сварки корневого прохода с формированием обратного валика на весу в режиме сварки в защитных газах на нем не имеется. Имеет исполнение с выносным блоком питания, включающим трансформатор с жесткой внешней ВАХ. Это позволяет осуществлять его питание не только от шинопроводов, подключенных к многопостовому выпрямителю, но и от обыкновенной трехфазной сети.

Список используемых интернет ресурсов:

1. https://srbu.ru/instrumenty-i-oborudovanie/1699-mini-svarochnyj-apparat-rejting.html

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рейтинг лучших мини сварочных аппаратов

Рассмотрев преимущества и недостатки оборудования в целом, перейдет к конкретным товарам в рейтинге. Материал составлен по отзывам новичков и опытных сварщиков. Здесь учтены характеристики моделей. Все это упростит выбор и поможет приобрести уже опробованный аппарат, а не «кота в мешке».

FUBAG IQ 160

На первом месте рейтинга бытовой мини инвертор от немецкого производителя. Это самый «младший» сварочный аппарат в линейке IQ. Он выполнен в железном корпусе и снабжен индикаторами перегрева и наличия сети. Подключается прибор к сети с напряжением 150-270 В и потребляет мощность 4.6 кВт. Укомплектован двумя проводами 1.2+1.8 м с сечением DX25. Сила тока может регулироваться от 20 до 160 А. Сварщикам удобно переносить его благодаря весу 2.7 кг и размерам 26х10х15 см. Хотя дисплея у него нет, зато присутствуют три вспомогательные функции для повышения качества шва.

Вывод. Этот аппарат опробован сварщиками, которые в отзывах подтвердили, что его амперные характеристики соответствуют заявленным. Им даже можно вести резку металла, толщиной 5 мм. Если Вам предстоит разбирать металлоконструкцию, где трудно подлезть болгаркой, то с этим мини инвертором получится срезать уголок и профильную трубу у самого основания или близко у стены.

Калибр СВИ - 180АП 61901

Бюджетный мини аппарат от отечественного бренда. Может варить электродами с диаметром 1.6-3.2 мм. Бытовой инвертор подключается к сети 220 В и потребляет 3.8 кВт. Сварочный ток регулируется от 20 до 180 А по подробно нарисованной шкале. Есть два кабеля DX25 с длиной 1.8 и 1.2 м. Весит аппарат 2.3 кг. Продолжительность включения разрешена до 7 минут из 10 при эксплуатации на максимальной мощности. Инвертор варит постоянным током, но дополнительные функции у него отсутствуют.

Вывод. Это лучший мини сварочный аппарат для новичка, поскольку в комплекте поставляется все необходимое. К товару прилагается маска со светофильтром и щетка для очистки металла и удаления шлака. Вы сразу получаете базовый набор и можете приступить к тренировкам без дополнительных вложений.

QUATTRO ELEMENTI A 160

Это мини сварочный аппарат от итальянского бренда. Товар обладает мощностью 4.2 кВт, выдавая диапазон сварочного тока 10-160 А. Продолжительность включения разрешена до 60%. Весит модель 2.9 кг. В упаковке присутствуют два провода по 1.5 м с сечением 25 мм². Корпус защищен от влаги и твердых частиц по стандарту IP21. На верхней крышке есть прорези под плечевой ремень. Все надписи выполнены на русском языке и прилагается подробная инструкция по эксплуатации. «Антизалипание» и «Форсаж» облегчают сварку тонкого металла.

Вывод. Мини инвертор выделяется легким розжигом электрода, что отмечают и пользователи в отзывах. Для этого аппарат оснащен функцией «Горячего старта» и холостым ходом в 85 В. Если Вам часто приходится работать с ржавым металлом или варить на ограниченном пространстве (маленькие заготовки), то с ним получится точно возбуждать дугу с минимальным количеством постукиваний.

BestWeld Mini 180 BW1180

Одна из самых качественных российских моделей. Мини инвертор варит постоянным током 20-180 А. Есть контроль мощности и функции для сварки тонкого металла. Изоляция у сварочного аппарата рассчитана на температуру до 180 градусов, хотя у большинства конкурентов этот показатель ниже — 155 градусов. Устройство потребляет от сети 7.1 кВт. Весит мини сварочник 2.7 кг. Габариты агрегата — 22х9х13 см. Холостой ход поддерживается на уровне 67 В.

Вывод. Эта мини модель выделяется дисплеем для точной установки ампер. Такое оснащение пригодится для сварки нержавейки или тонкого металла, где требуется выставить определенный сварочный ток. Еще здесь есть вторая «крутилка» для регулировки «Форсажа», управляющая степенью компенсации тока при близком залипании электрода. С помощью мини аппарата получится легко варить ржавый тонкий металл или выполнять аккуратные швы на листовом железе 0.8-1.2 мм.

СПЕЦ-IMMA160ПН-3

Сварочный мини аппарат с понятной панелью управления и защитой от перегрева. Максимальная мощность составляет 4.9 кВт, а сварочный ток — 20-160 А. Габариты оборудования — 31х14х21 см и вес 2.9 кг. Производитель оснастил товар тремя дополнительными функциями для повышения качества шва. Внутри постоянно вращается вентилятор, удаляя горячий воздух. Аппарат стоит на металлических ножках, чтобы воздушные потоки проходили и под ним. Предусмотрен ремень для ношения на плече.

Вывод. Мини аппарат выделяется своей неприхотливостью к низкому напряжению сети. Он способен варить при «просадках» до 150 В. Это актуально на даче, а также в гараже, где параллельно используется другое электрическое оборудование, «ворующее» ток (сверлильный станок, дрель, компрессор).

GRAPHITE 56H806

Товар от польского производителя. Потребляет мощность 4.9 кВт и выдает сварочный ток 10-125 А с ПВ 60%. Заявленные показатели проверены сварщиками на практике и соответствуют действительности. Мини сварочный аппарат выполнен в стальном корпусе с перфорацией и обладает принудительной системой вентиляции. Напряжение холостого хода 75 В обеспечивает мягкий старт. Размеры 22х10х15 см не создадут проблем при хранении или транспортировке.

Вывод. Этот сварочный мини инвертор обладает низким весом — 2.5 кг. Обратите внимание те, кому предстоит собирать длинный забор, нося аппарат на плече. Еще здесь в комплекте поставляется маска и молоток с щеткой, поэтому для новичка будет все необходимое, чтобы сразу приступить к работе.