Стабилизатор напряжения для сварочного аппарата: как выбрать

Полуавтоматы

Полуавтоматические сварочные аппараты в среде инертных или активных газов, или просто полуавтоматы — устройства более сложные, нежели трансформаторы или выпрямители. Однако в использовании более удобны. Часто применяются при кузовном ремонте автомобилей, достаточно широко используются в быту, частном домохозяйстве.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

трансформатора;
выпрямителя;
привода, подающего проволоку;
газового баллона;
рукава с горелкой.

Сваривание деталей осуществляется плавящейся в электрической дуге проволокой, которая в процессе расположена в среде защитного газа. Регулировка тока осуществляется чаще всего ступенчато, подвержена изменению также скорость подачи проволоки. Соотношением этих параметров устанавливается необходимый режим работ.

Различные модели полуавтоматов работают:

только с газом;
с газом или без газа (переключается);
только без газа.

Если работа производится без газа, применяется специальная проволока (флюсовая). Отличается от обычной флюсовая проволока тем, что в её состав, кроме металла, включается флюс. При горении составляющих флюса образуется облако защитного газа, который предотвращает окисление сварной ванны воздухом. Кроме того, активные элементы состава флюса придают металлу нужные параметры, дуга становится более стабильной. При этом не нужен газовый баллон, что удобно, однако сама проволока существенно дороже.

При работе с различными металлами используют разный газ — углекислый при сварке железа, смесь аргона и углекислоты, если работают со сталью, при сварке алюминия — аргон. Газовые баллоны следует применять промышленные либо фирменные.

Полуавтоматы отличаются высокой производительностью, дают прекрасный качественный шов на различных металлах. Недостатками можно отметить разбрызгивание металла и большой расход материалов на угар.

Аппарат для точечной сварки

Сварка точечным способом является одним из видов контактных сварок термомеханического класса. Сам процесс состоит из нескольких моментов. Для начала детали, сложенные необходимым образом, помещаются между электродами и сжимаются друг с другом, после чего нагреваются до момента достижения пластичности и совместно деформируются. Скорость сварки в условиях завода — до 10 точек в секунду.

Детали разогреваются при помощи мгновенного (0,01–0,1 сек.) импульса тока сварки. Этот быстрый импульс даёт возможность достичь разогрева металла до расплавления, что приводит к возникновению объединённой для обеих деталей жидкой зоны. После прекращения действия тока детали по-прежнему совмещены, прижаты друг к другу до снижения температуры и отвердевания расплавленной точки. Сжатие деталей прекращается с задержкой по времени, для создания условий лучшей кристаллизации металла.

Достоинствами точечной сварки можно выделить экономичность, надёжность и прочность шва, несложность достижения автоматизации. К сожалению, подобного вида сварочный шов не обладает герметичностью, что ограничивает сферу его использования.

Стабилизатор напряжения для сварочного инвертора

Время чтения: 5 минут Напряжение сварки может падать или просто быть недостаточным из-за старой проводки или перебоев в электричестве. Эта проблема ощущается особенно остро, если вы варите на даче своими руками. Ведь в таких условиях никто не гарантирует вам предоставление бесперебойного электричества и несколько дополнительных кВт. А на некоторых участках напряжение настолько маленькое, что даже настольная лампа не способна нормально работать. В таких ситуациях спасает стабилизатор для сварочного инвертора.

Не воспринимайте это устройство как лишнюю покупку. Ведь в некоторых случаях без стабилизатора просто не обойтись. Если вы используете для сварки бюджетный аппарат, то стабилизатор просто обязателен. Ведь маломощные недорогие сварочные аппараты зачастую не способны работать стабильно. А при скачках напряжения и вовсе могут не включиться. О том, что такое стабилизатор и как его выбрать мы расскажем в этой небольшой статье.

Трансформаторы

Трансформатор является наиболее традиционным видом электрического сварочного аппарата. Одновременно он один из самых простых по конструкции. Основным элементом конструкции этого типа сварочников служит понижающий трансформатор, преобразующий напряжение электросети до значения, необходимого для сварки. Сила тока при этом изменяется с помощью разных методик, наиболее известный — смещение одной обмотки относительно второй. По мере изменения промежутка между обмотками меняется ток.

Особенностью сварочных трансформаторов считается переменный ток на выходе, что приводит к заметному разбрызгиванию металла и ухудшению качества швов. Чтобы проводить сварку цветных металлов, повысить качество горения дуги, в структуру аппарата нужно добавлять достаточно массивные и громоздкие компоненты. Основной элемент — трансформатор — также не отличается компактностью и малым весом. При использовании аппарата для производства серьёзных работ необходимы специфические (для переменного тока) электроды и немалый опыт сварщика.

КПД прибора достаточно высокий, достигает 90%, однако часть энергии тратится на нагрев. Охлаждение осуществляется при помощи вентиляторов разной мощности, поскольку требуется охлаждать агрегат весом в несколько десятков, а иногда и сотен килограммов. Применение этого вида сварочных аппаратов сегодня сокращается, но они всё же пользуются спросом, из-за низкой стоимости, надёжности и долговечности. Используются трансформаторы для сварки низколегированных типов стали.

О типах сварочных аппаратов

При покупке или аренде сварочного оборудования внимание следует обращать на ряд важных критериев. Важнейший из них — это тип аппарата

Он может быть:
сварочным инвертором;
трансформаторным устройством переменного тока;
трансформаторным аппаратом постоянного тока;
полуавтоматическим сварочным устройством.

Сварочные аппараты, использующие для своей работы переменный ток, являются наиболее востребованными. Они используются для сварки с применением плавящихся электродов. Для таких устройств характерны долговечность, высокая надежность и простота конструкции.

Аппараты на постоянном токе также используется для сварки с применением плавящихся электродов. Единственное, в чем они отличаются от предыдущего типа сварочных устройств — это наличие выходного выпрямителя диодного типа, обеспечивающего образование постоянного тока из переменного. Но при этом аппарат теряет значительную часть мощности и усложняется в плане конструкции. Сварочное устройство постоянного тока значительно удобнее в использовании благодаря наличию неизменной дуги.

Полуавтоматические сварочные аппараты характеризуются хорошей производительностью, удобством в использовании и сложностью конструкции. Подобного рода устройства применяются для сварки в среде газа. Если последний не используется, тогда применяется специальная флюсовая проволока.

Наиболее удобными и современными среди всех сварочных устройств являются инверторы, отличающиеся маленьким весом, компактностью и стойкостью к значительным скачкам напряжения. При помощи сварочных инверторов сварка выполняется максимально удобно, а качество получаемого результата не вызывает никаких сомнений. Все это возможно благодаря применению различных дополнительных функций, например, стабилизирующей системы, ускоренного поджига рабочей дуги и защиты от возможных перепадов напряжения.

Сварочный осциллятор своими руками

Промышленных конструкций сварочных осцилляторов немало. Например, модель УВК-7, используемая для питания сварочных аппаратов постоянного и переменного тока. Недостаток такого устройства в том, что оно непригодно для инвертора, поскольку требует питания не более 80 В против 220 В, от которого работают сварочные инверторы.

Модель ОССД-300 рассчитывается на напряжение холостого хода не ниже 60 В и обязательно потребует балластного реостата, что поднимает планку требований к мощности сварочного аппарата. Подобные ограничения действуют и в отношении популярного осциллятора ОП-240 «Огниво».

Исходными данными для изготовления осциллятора своими руками являются:

Назначение (для алюминия или нержавеющей стали).
Род используемого тока – переменный, постоянный и его напряжение.
Потребляемая мощность – обычно не более 200…250 Вт, в противном случае стоимость компонентов схемы резко возрастёт.
Вторичное напряжение, которое должно быть не ниже 2500 В, иначе изготовление самодельного осциллятора себя не окупит.

Работу легче начинать, располагая сварочным преобразователем: в этом случае осциллятор можно делать не импульсно, а непрерывно действующим, и подключать к сварочной сети по более простой последовательной схеме. Наконец, при высокой частоте тока поджиг дуги произойдёт без контакта электрода со свариваемой поверхностью, а устойчивое горение дуги гарантируется даже при сравнительно небольших значениях силы тока.

Компоновку осциллятора на прямоугольной плате лучше выполнять следующим образом. Слева размещается высокочастотный трансформатор, предохранители и цепь управления, справа — дроссель, в центре – разрядник, конденсатор колебательного контура и блокировочный конденсатор, который будет отсекать ток низкой частоты от сварочной цепи.

Трансформатор подбирается по его требуемым характеристикам тока во вторичной обмотке. Катушку индуктивности надёжнее собрать сдвоенной: при последовательном соединении двух колебательных контуров подача тока и напряжения оказывается более стабильной, а защита осциллятора от выхода из строя – более надёжной. Обе части контуров – одинаковы, и состоят из:

конденсатора, рассчитанного на менее, чем на двукратный запас по напряжению (не менее 450…500 В для первой части и хотя бы 4 кВ – для второй) при ёмкости от 0,3 мФ (во втором каскаде может быть до 1 мФ);
варистора напряжением не менее того, которое требуется для напряжения на вторичной обмотке – 90…100 В (во втором каскаде может быть до 140…150 В);
катушки индуктивности, представляющей собой ферритовый стержень, на который с зазором не менее 0,8 мм наматывается проволока сечением 15…20 мм2. Число витков на первом каскаде должно быть не менее 7, во втором – меньше Вторая катушка служит своего рода фильтром от возможных колебаний тока большей амплитуды, которые могут привести к нестабильному горению дуги;

Для изготовления разрядника подбирается плата с рёбрами жёсткости, которая должна понижать температуру при срабатывании. В качестве вольфрамовых электродов можно воспользоваться сварочными, с диаметром не менее 2 мм. Торцы электродов предварительно торцуют, чтобы они были строго параллельны. Обязательно предусматривается регулировка зазора при помощи винта.

Во вторичную обмотку второго каскада для повышения стабильности работы подключается катушка от любого электрошокера. Правда, для питания этой катушки требуется напряжение 6В, которое можно получить только от аккумулятора, но это даже и лучше: всё равно самодельный осциллятор время от времени необходимо подвергать регламентному обслуживанию.

Первый каскад подключают к зажимам сварочного инвертора, а второй – к свариваемой детали и сварочной горелке. Осциллятор следует собрать во влагозащищённом корпусе, который снабжается вентиляционными отверстиями.

Виды сварки автоматом

Способ выбирают с учетом характеристик соединяемых материалов, типа оборудования, требований к качеству швов.

В газовой среде

Автоматическая дуговая сварка в аргоне ведется с использованием неплавящегося вольфрамового электрода. Между стержнем и заготовкой появляется дуга. Незадолго до этого начинается подача инертного газа, предотвращающего контакт сварочной ванны с воздухом. Это помогает получить прочный однородный шов. Аргонодуговая сварка чаще всего ведется с помощью стационарной головки. Заготовка автоматически проворачивается под этим элементом, что помогает получить равномерное соединение. Реже сварка выполняется с использованием движущейся головки.

Сварку в защитных газах можно выполнять неплавящимся электродом.

С использованием флюса

При сварке под флюсом плавящийся стержень подается в сварочную ванну с помощью роликов. Напряжение на конце проволоки способствует формированию дуги. Флюс защищает обрабатываемые области от попадания посторонних включений. После сварки таким способом шов требует дополнительной механической обработки. При отказе от чистки соединение становится менее прочным.

Плазменная сварка

Метод применяется для быстрого соединения стальных деталей. Особенностью плазменной сварки считается то, что:

дуга образуется между электродами, установленными в головке горелки;
в процессе сварки в обрабатываемую область подается гелиевая или аргоновая смесь, находящаяся под высоким давлением (это обеспечивает ионизацию пламени, повышает температуру дуги);
используемое для плазменной сварки оборудование устанавливается на поворотные кронштейны;
расстояние от головки до центральной области меняется, что позволяет использовать оборудование при создании кольцевых швов;
с учетом толщины металла и нужной глубины шва оборудование может снабжаться механизмом подачи присадочной проволоки.

Плазменная сварка применяется для соединения стальных деталей.

Устройство релейных стабилизаторов

Основа стабилизатора релейного типа – автоматический вольтодобавочный трансформатор. Работой устройства управляет электронная схема. Коммутационные реле подключают трансформаторные витки в соотношении, необходимом для обеспечения номинальных выходных параметров тока.

Число ступеней регулировки выходного напряжения определяет соотношение количества обмоток трансформатора и количества реле. В среднем, это число равно 5-7, но может увеличиваться до 9. Чем меньшим оно будет, тем большей будет погрешность выходного вольтажа.

Необходимое количество комбинаций и алгоритм переподключения витков задействованных обмоток задаёт схема релейного стабилизатора напряжения. Она может быть одно- или многопроцессорной, то есть иметь 1 или несколько блоков управления и защиты.

Последние являются главными узлами схемы и отвечают за выполнение следующих функций:

Контроль параметров входного и выходного тока;
Формирование импульсов, управляющих работой реле;
Отслеживание критических значений сетевого напряжения и температуры коммутационных контактов и обмоток;
Отключение при необходимости (в случае короткого замыкания, длительных избыточных импульсов или нехватки напряжения) сетевой нагрузки до момента нормализации характеристик входного тока.

Релейные стабилизаторы в большинстве случаев имеют защищённое от воды и пыли исполнение. Они могут размещаться как на корпусе стабилизатора (в моделях мощностью выше 5 кВА), так и непосредственно на плате управления (в устройствах мощностью 500-5000 ВА).

Инверторные стабилизаторы напряжения

В последние годы все более популярным становится несколько иной тип стабилизаторов, отличный от симисторных или сервоприводных. Называются они инверторными.

Он считается более эффективным в отличии от всех вышеприведенных. Если у остальных погрешность выходного напряжения может достигать 5-10% и это считается нормальной величиной, то у инверторного она не превышает 2%! Еще один плюс — более широкий диапазон входных напряжения для выравнивания.

Стабилизатор преобразует нестабильный переменный ток пропуская его через фильтр в постоянный, после чего, проходя через инвертор, опять возвращает его в переменную величину с идеальной синусоидой.

Данное устройство уже не имеет внутри себя громоздкого тороидального трансформатора. А соответственно в разы меньше и легче.

Плюсы инвертора:

широкий диапазон регулировки входного напряжения 90В — 310В
малая погрешность на выходе
малые габариты и вес
фильтрует высокочастотные помехи
мгновенное быстродействие на изменение входного напряжения
работает при отрицательных температурах от -40
заявленный срок службы при соблюдении подключаемой мощности до 20 лет

большая цена
не подходит для больших нагрузок
в мощных моделях стоят вентиляторы охлаждения. Шумят примерно также как в компьютере. Полную бесшумность обеспечивают только маломощные экземпляры.

При увеличении нагрузки выше 50% от номинальной, для инвертора начинается снижение его входных параметров напряжения. То есть он уже не будет способен выровнять напряжение 110В, а будет нормально работать только от 160В и выше. Основной причиной выхода из строя таких устройств является именно перегрузка.

Чтобы защитить себя от перегрузки, более дорогие и качественные инверторные стабилизаторы при превышении мощности в автоматическом режиме могут переходить на байпас, то есть выдавать не преобразованное напряжение, а такое же, как и на входе.

Зато у инверторного стабилизатора нет такой болезни как у ступенчатых — мигание лампочек при переключении ступеней регулирования.

Хороший ролик наглядно показывающий разницу работы релейного и инверторного стабилизатора при резких скачках напряжения:

Общие данные

Если варите дома, то почти наверняка случалось так, что сварочный инвертор переставал функционировать. Это случается по причине небольшого тока в электрических сетях. Ситуация неприятная, но её можно решить без проблем.

Чтобы это не стало для вас большой проблемой, можно пойти по одному из двух путей решения. Возможна смена диаметра электрода. Если вы работали с трехмиллиметровыми образцами, возьмите деталь на миллиметр меньше.

Такой вариант может быстро решить проблему и закончить сварочные действия. Но если он не подходит для вас, значит вы используете крупные детали.

Когда берут электроды небольшого диаметра, то соединение может быть некачественным. Сварка при этом усложняется в несколько раз.

В других случаях можно использовать работу иных устройств. Их цель – стабилизировать напряжение в сетях. Если возьмете контроллер (стабилизатор) напряжения, то он поможет избежать проблем с просадкой.

Вы больше не будете переживать по этому вопросу. Стабилизатор актуален, если бытовая электросеть издает небольшую мощность. Это стоит крупной суммы, но покупка себя оправдает.

Контроллер сварочной арки отвечает за контроль подачи тока или увеличение его показателей. Он предназначен для сварочных механизмов любых моделей.

Кроме этого, устройство способно оказать надежную защиту аппарата от сбоев в работе электроэнергии. Даже если сеть выйдет из строя, ваш агрегат при этом не пострадает.

Аппарат включен по принципу обычного преобразователя. Происходит подача входящего тока от первичных обмоток ко вторичным.

Реактивный ролик включается тогда, когда входящее напряжение имеет низкие показатели. Он регулирует его стабильность. Происходит налаживание индукционного сопротивления. В других случаях вторичная катушка добавляется новыми витками.

Происходит компенсация потери напряжения и увеличение входящих показателей. Если цифры будут значительными, то стабилизатор будет функционировать по обратной технологии.

Произойдет его занимание. Поэтому исходное напряжение сварочных инверторов можно контролировать по аналогии с входящим.

В некоторых случаях стабилизатор нельзя заменить другим механизмом. Он поможет забыть о проблемах, которые случаются при скачках показателей.

При начале работ вы будете уверены, что она пройдёт гладко. Вопреки тому, что стабилизатор питания считается простым устройством, его нужно выбирать по определенным правилам. Поговорим об этом в следующих абзацах.

Плазменная сварка

Современный способ соединения, резки металла. В быту используется мало, а вот при производстве изделий из высокопрочных, нержавеющих сталей этот способ стал очень востребованным. Температура в сопле плазмы достигает 30 000 °C.

Это позволяет на ограниченной площади быстро производить сварку высокой точности. Незаменима технология плазменной сварки при работе с металлами значительной толщины. Использование метода многократно сократило время операции по отношению к другим видам оборудования.

Оборудование достаточно дорого и в частных руках его не много. Какие бывают виды сварочных аппаратов этого типа? Конструктивно варить можно как дугой, так и плазменной струей.

В обоих случаях необходим инертный газ для создания среды и неплавящийся электрод. По мощности аппараты бывают трех видов: микроплазменные (0,1-25 А) средние (25-150 А) и оборудование на больших токах (свыше 150 А).

Информация о характеристиках основных видов сварочного оборудования поможет определиться, какой аппарат будет наилучшим в конкретной ситуации. Для домашнего пользования не обязательно покупать дорогостоящую профессиональную технику.

По базовым показателям бюджетные модели мало уступают специальным аналогам. Главным отличием становится время непрерывной работы. Профессиональное оборудование может работать часами, в отличие от простых аналогов. Понимая, какие бывают сварочные аппараты, какими характеристиками они обладают, сделать правильный выбор намного легче.

Как подобрать стабилизатор к дачному дому

Возьмем несколько потребителей:

телевизор – 300Вт
холодильник -400Вт
освещение – 4 лампочки по 100Вт
электрочайник — 1-2кВт
насосная станция — 800 Вт.

Итак, если в нашей сети напряжение 170В и нужно подключить холодильник и телевизор, для этого понадобится стабилизатор 1кВт. Остальные приборы подключить к «стабу» 1 кВ не выйдет.

Если взять все перечисленные приборы и сложить вместе, получится 5 кВт. Учитывая наши 170В в электросети можно посчитать, что нам потребуется с учетом запаса мощности 20% (5х1,29)х1,2 =7740, т.е. стабилизатор 8 кВт. Этого достаточно, чтобы все приборы работали одновременно и беспрерывно.

Важно понимать, что техника с электродвигателем в момент пуска обладает большей нагрузкой, нежели указано в ее номинальной мощности, т.е. в момент включения тот же насос будет потреблять не 800 Вт, а более

Поэтому нужно брать, к примеру 2 кВт – это если с запасом для насосной станции. Точные данные вы можете посмотреть в паспортных данных, прилагаемых к оборудованию или инструменту – какая максимальная нагрузка может быть у этого прибора в момент пуска.

Настройка силы тока в зависимости от электрода

Теперь перейдем непосредственно к электродам и настройкам силы тока. Как мы писали выше, диаметр электрода подбирается исходя из толщины металла. Если вам нужно сварить деталь толщиной от 3 до 5 миллиметров, то используйте электроды диаметром 3-4 миллиметра. Если толщина до 8 миллиметров, то электрода диаметром 5 миллиметров вам будет достаточно.

А что насчет силы тока? Здесь все просто.

При сварке металла электродом 3 мм сила сварочного тока должна быть от 65 до 100 Ампер. Вас может удивить такая большая разница в цифрах, но не стоит беспокоиться. Вы будете сами выбирать удобное значение в зависимости от металла и его характеристик. Новичкам рекомендуем устанавливать 80 Ампер, это наиболее универсальное значение.

Сила сварочного тока при сварке электродом 4 мм может составлять от 120 до 200 Ампер. Такой диаметр электрода наиболее популярен, поскольку позволяет варить самые разнообразные швы. Он широко используется в промышленной и домашней сварке

Поэтому крайне важно научиться настраивать сварочный ток именно в этом диапазоне

Если планируете использовать электрод диаметром 5 миллиметров, то здесь понадобятся довольно большие значения сварочного тока. Минимум 160 Ампер. Рекомендуемое значение — 200 Ампер. Чтобы работа была непрерывной, а дуга горела стабильно, рекомендуем использовать полупрофессиональный трансформатор.

А что, если вы собираетесь работать с электродами большой толщины? Скажем, 8 миллиметров. Здесь вам не обойтись без профессионального мощного оборудования. Минимальное значение тока должно составлять 250 Ампер. Но, скорее всего, в своей работе вам придется использовать куда большие значения, вплоть до 350 Ампер.

Отдельно хотим сказать про компактные инверторные сварочные аппараты, которые сейчас продаются в каждом специализированном магазине. Их полюбили многие домашние сварщики, за их простоту, компактность и надежность. Но есть и недостаток: зачастую такие аппараты способны работать только с проволокой малого диаметра, до 2 миллиметров. Для таких аппаратов сила тока в 40-50 Ампер будет достаточной. Мы рекомендуем приобретать модели таких аппаратов, которые способны плавно регулировать ток. Тогда погрешность будет минимальной.

Не устанавливайте силу тока наугад или опираясь на неаргументированные советы других сварщиков

Этому вопросу нужно уделять должное внимание, иначе вам металл либо не будет плавиться на нужную глубину, либо будет прожигаться. В любом случае, качество швов от такой работы не назовешь хорошим или даже сносным

Ваш главный советник — ГОСТы и прочие нормативные документы, в которых четко прописаны все настройки. Изучайте их, только так вы сможете получить правильную информацию.

Ниже вы можете видеть таблицы, которые помогут вам настроить силу сварочного тока в зависимости от диаметра применяемого электрода. Установите на сварочном аппаратенастройки из первой таблицы, если планируете варить стыковые швы.

Настройки из второй таблицы, которую вы можете видеть ниже, более универсальные. С них можно начинать свои первые попытки настроить сварочный аппарат. Такая таблица сварочных токов обязательно пригодится вам, так что запишите ее или запомните.

Какой стабилизатор выбрать

Ниже приведены данные для самостоятельного расчета

Примерная мощность потребителей

Потребитель	Номинальная мощность, Вт	Пусковая мощность, Вт
Телевизионный приемник	100-500	—
Холодильник	600-700	1800
Водонагреватель	2000-4000	—
Стиралка	1000	3500
Утюг	1200	—
Обогреватель	2000	—
Электропила	1800	3500
Перфоратор	800-1100	2800
Дрель	500-800	1500
Погружной насос	800-1000	5000