импульсный сварочный аппарат что это
Преимущества импульсных сварочных аппаратов
Современные образцы сварочного оборудования, посредством которых реализуется так называемая импульсная сварка, представлены на отечественном рынке изделиями инверторного типа. Эта разновидность сварочных аппаратов позиционируется как электронные преобразователи высокочастотного типа, способные работать с различными видами расходного материала.
В импульсной сварке применяют как штучные покрытые электроды, так и сварочную проволоку или специальные присадки, используемые при сварке в полуавтоматическом режиме. В отличие от обычных понижающих трансформаторов импульсный сварочный аппарат характеризуется особым подходом к формированию рабочей дуги.
Принцип действия
Что касается непосредственно конструкции изделий инверторно-импульсного типа, то отличие от обычных аппаратов выражается в наличии в их составе специального встроенного блока управления.
Характерной особенностью модификации сварочных аппаратов с импульсным режимом сварки является наличие в них встроенного преобразователя, работающего на высоких частотах.
Типовая схема такого устройства обеспечивает получение требуемой величины тока во вторичной обмотке путём его импульсного преобразования. Полученное на выходе напряжение ещё раз преобразуется затем в удобную для сварки форму (выпрямляется или приводится к требуемому виду).
Чисто конструктивно инвертор представляет собой понижающий трансформатор импульсного типа с рядом дополнительных функций, обеспечивающих работоспособность самого электронного преобразователя и схемы его управления.
Действующие значения переменного напряжения во вторичной цепи инверторных аппаратов могут понижаться до значений порядка 60-70 Вольт. Это гарантирует возможность подключения к ним токовой нагрузки величиной до 110-130 Ампер.
Встроенная в импульсный аппарат электроника позволяет управлять его работой и поддерживать требуемый характер сварки (аргонный режим или любой другой).
По своей сложности инверторные полуавтоматы превосходят все известные типы сварочных аппаратов, однако при этом с их помощью удаётся достичь более высокого качества соединений.
Также необходимо отметить, что самостоятельная работа с импульсным оборудованием вследствие его надёжности и высокого уровня автоматизации доступна даже начинающим сварщикам.
Особенности схемных решений
Электронная схема инверторного аппарата содержит в своём составе несколько блоков, каждый из которых отвечает за определённый шаг в общем преобразовании входного напряжения. За счёт такого распределения функций удаётся сформировать токовые импульсы значительной величины, поддерживающие электрический разряд требуемого качества.
Преобразовательная цепочка импульсного аппарата начинается с низкочастотного выпрямителя, на который подаётся сетевое напряжение 220 Вольт (50 Герц). На его выходе образовавшиеся после выпрямления пульсации сглаживаются конденсаторным фильтром.
После фильтра постоянный ток поступает на непосредственно инвертор (блок высокочастотных транзисторных переключателей), коммутирующий выпрямленное входное напряжение с частотой порядка 55-75 килогерц. За счёт этого осуществляется обратное преобразование выпрямленного напряжения в переменный ток, но уже более высокой частоты.
На следующем этапе переменное напряжение подаётся на понижающий трансформатор, обеспечивающий возможность подключать к вторичной обмотке большую по величине токовую нагрузку.
На выходе трансформаторной схемы осуществляется повторное выпрямление напряжения с целью организации заданного режима сварного тока, поступающее на держатель с электродом.
Правильность функционирования всего комплекса преобразовательных модулей обеспечивают встроенные в систему блоки обратной связи и управления.
Даже поверхностное знакомство со схемой инверторного устройства позволяет сделать вывод, что вся цепочка преобразований используется с одной целью – получить на выходе аппарата ток требуемой мощности и качества.
Преимущества
К преимуществам импульсного сварочного оборудования можно отнести следующие его свойства:
Благодаря системному управлению в инверторно-импульсных сварочных аппаратах удаётся реализовать автоматическое управление режимами, определяемыми такими параметрами как толщина металла, скорость подачи проволоки и сила тока.
В импульсных аппаратах применяются инновационные технологии, позволяющие получать эффективную дугу с возможностью двукратного снижения производственных затрат.
Несмотря на относительно высокие стоимостные показатели, образцы импульсной сварочной техники используются не только на массовых производствах, но и в домашнем хозяйстве.
Наибольшей популярностью пользуются они у профессионалов, поскольку позволяют выполнять любые сварочные работы с более высоким качеством шовных соединений.
Виды сварочных агрегатов и их выбор
Образцы импульсных преобразователей представлены на отечественном рынке двумя вариантами исполнения:
При выборе нужного образца инверторного устройства, как правило, исходят из соответствия их параметров требуемым режимам сварки в рабочих условиях.
Для определённой категории сварщиков более подходят максимальные критерии выбора сварочного аппарата. При их оценке следует исходить из того, что независимо от режимов сварки максимальные характеристики в инверторе определяются не предельными токовыми показателями, а величиной преобразуемого инвертором напряжения. Значения рабочего тока в данном случае – это производная от действующих в устройстве напряжений.
Чем большее напряжение способен преобразовать инверторный модуль – тем более мощную токовую нагрузку можно подключать к выходу сварочного аппарата.
Но в данной ситуации предельные характеристики инверторного устройства не являются определяющим фактором его выбора. Гораздо важнее для сложных импульсных аппаратов выбор диапазона их возможностей.
Такой подход к оценке инверторных преобразователей предполагает учёт всего набора режимов их работы и сфер применения этих возможностей (аргонодуговая сварка, например).
При выборе также не следует забывать и о приемлемых габаритах импульсных сварочных аппаратов. Для удобства обращения с габаритными промышленными изделиями предпочтительнее, чтобы они были оснащены закрепляемыми на корпусе колёсиками или имели вспомогательную систему для перемещения в виде небольшой тележки.
Должное внимание следует уделить и системе охлаждения импульсного аппарата, от эффективности и надёжности которой в значительной степени зависят работоспособность и сроки эксплуатации устройства.
Импульсный сварочный аппарат: купить или не купить?
Наверняка многие слышали про понятие «импульсная сварка» и видели его в описании сварочных аппаратов. Но что конкретно кроется под этим словосочетанием? Насколько выгодным является этот режим работы прибора? Какие задачи возможно решать с его помощью и какими преимуществами в сравнении с рядом более известных технологий сварки он обладает? Ответы на эти и другие вопросы про импульсный режим сварки тем или иным инвертором Вы найдете в этой статье.
Этот тип сварочников представляет собой преобразователь высокочастного типа, что способен обеспечивать термическое соединение конструкций из сплавов различного состава. При этом в качестве расходников применяются как штучные покрытые электроды, так и сварочная проволока либо присадки для полуавтоматической сварки. Но что отличает импульсный сварочный аппарат от обычного понижающего трансформатора, так это иной подход к образованию электрической дуги.
Принцип работы импульсного сварочного аппарата
Как известно, в ходе обычного сварочного процесса неразъемное соединение между двумя свариваемыми элементами образуется в ходе двух последовательных процессов. Первый – расплавление кромок с образование так называемой сварочной ванны, второй – кристаллизации металла в ней в процессе охлаждения.
Пример аппарата импульсной сварки — инвертор Lincoln Electric Invertec V270-TP
Аппарат импульсной сварки имеет характерные конструктивные особенности. Они непосредственно влияют на сварочный процесс. В частности, наличие в таких инверторах встроенного преобразователя, что работает на высоких частотах, обеспечивает подачу кратковременных электрических импульсов. В отличие от обычной сварки, нагрев в таком случае носит очень локальный характер. Он затрагивает только узкую область контакта. Соседние с ней зоны не подвергаются интенсивному нагреву. Таким образом, в результате применения импульсов тока воздействия на элементы формируемый шов получается максимально равномерным, эстетичным и прочным.
Для того, чтобы Вы самостоятельно могли оценить разницу итогов применения импульсного режима при TIG-сварке, приводим два фото.
Результат TIG-сварки обычным инвертором 
Результат TIG-сварки инвертором с импульсным режимом
Импульсная сварка: случаи применения
Метод оптимален для решения следующих сварочных задач:
Используя импульсный сварочный аппарат в том или ином режиме, можно реализовать все перечисленные задачи даже при небольшом опыте работ. Чтобы выполнить те же задачи обычным инвертором, требуется исполнитель высочайшей квалификации и очень точные настройки прибора.
Инверторы MIG в режиме импульсной сварки
Особого рассмотрения требует полуавтоматическая импульсно-дуговая сварка в среде защитных газов. При сочетании импульса тока высокой частоты с одновременным резким увеличением рабочей амперности от проволоки отделяется небольшая капля расплавленного металла.
Ее перенос в локальную зону шва по определяемой сварщиком траектории позволяет:
В период между двумя импульсами величина силы тока снижается. То есть, соединяемые поверхности остывают, и прилегающие к рабочей зоне участки металла свариваемых элементов не меняют своей структуры под воздействием температуры. Благодаря этому полуавтоматическую MIG-сварку в импульсном режиме можно считать наилучшим вариантом соединения листовых и тонкостенных металлических конструкций.
Инверторы TIG в режиме импульсной сварки
Аргонодуговые сварочные аппараты с вышеназванной функцией работают по тому же принципу. Короткий импульс с максимальным значением тока локально разогревает металл, пауза приводит к его охлаждению. Величины этих значений напрямую определяются свойствами сплавов соединяемых элементов. Чем чаще импульс с пиковым током подается инвертором, тем выше концентрация дуги. Это сказывается на величине «чешуек», что формируют конечный шов.
Процесс работы инвертора TIG в режиме импульсной сварки
Можно использовать и обратное свойство. Понижение частоты импульсов очень актуально для новичков в сварочном деле. Это позволяет лучше контролировать состояние сварочной ванны. При неудобных пространственных положениях шва или сложной траектории понижение частоты импульсов также применяется.
Еще одна особенность применения аппарата импульсной сварки характерна для работы с легированными сталями. Шов за счет формирования микрокристаллической структуры получает дополнительную коррозионную устойчивость и долговечность.
Как Вы можете убедиться, наличие режима импульсной сварки несмотря на удорожание стоимости инвертора очень полезно в целом ряде случаев. Используя его, исполнитель работы может достичь более высокого качества соединений при меньших временных затратах. А конечный итог его работы требует минимальной доработки.
Если Вы хотите подобрать импульсный сварочный аппарат, купить ту или иную модель инвертора с такими режимами можно в каталоге интернет-магазина «1001 сварка».
Импульсная сварка: устройство сварочного аппарата, применение и принцип действия
Особенности импульсной сварки
Этому виду сварки под силу соединение таких капризных металлов как сплавы меди, сталь и многие другие цветные сплавы, в том числе алюминиевые. Импульсная сварка отлично справляется со сложными стыковыми швами при соединении металлических заготовок с толстыми краями.
Исторически импульсная сварка была изобретена и разработана в качестве конкурентного метода электродуговой технологии, у которой имеются определенные недостатки с точки зрения производительности и качества сварочного шва.
Суть процесса
Принцип импульсной сварки.
Если коротко, то это процесс последовательного расплавления металла заготовки в определенных точках со следующим этапом в виде покрытия.
Главный элемент данного процесса – так называемая дежурная дуга невысокой мощности, которая продолжает работать в остановках между повторяющимися импульсами и передает импульсный ток лишь частично.
Эта дуга практически не влияет на металл между импульсами, она отлично и устойчиво горит в пространстве. Второе состояние этой же дуги – импульсное, которое плавит металл в точках приложения.
Соотношение токов от дуги в разном состоянии – импульсном и дежурном должно быть правильным, что может ускорить сварку и повысить качество шва.
Возможности классической дуговой сварки в среде защитных газов сильно расширяются, если металл плавится под воздействием импульсной дуги.
Главная ее особенность – специальный режим включения и выключения дуги, которая обусловлена программой в зависимости от природы металлов соединяемых заготовок, толщины их кромок и положения швов в пространстве.
Короткие импульсы производятся за счет энергии специального аккумулятора, который предварительно заряжается от электрической цепи. Главная технологическая особенность и преимущество метода – способность импульсной сварки формировать неразъемные соединения металлов с абсолютно разным составом.
Оборудование для импульсной сварки требуется особое – это особый специализированный – импульсный сварочный аппарат с определенными расходными материалами. Импульсный аппарат генерирует дозированные сварочные импульсы.
Расходными материалами являются разного рода электроды – плавящиеся и неплавящиеся.
В состав импульсного сварочника входят следующие элементы:
Электрическая схема устройства импульсной сварки.
Два способа импульсной сварки определяются выбором и использованием электродов:
Так или иначе это контролируемый повторяющийся процесс переноса расплавленного металла расходника в защитной среде газа.
Вот как это происходит:
С точки зрения электрической составляющей процесса импульсной сварки в аппарате применяется трансформация сетевого напряжения в выпрямленное постоянное, после чего оно превращается в напряжение с высокой частотой.
Технические параметры и принцип действия импульсных инверторов
Прогрессивная технология позволила разработать импульсный сварочный аппарат, который обладает рядом преимуществ перед устаревшими и тяжёлыми понижающими трансформаторами. К ним относятся следующие достоинства:
Все эти условия позволили сварочным инверторам завоевать большую популярность. Кроме того, ими довольно просто работать, они не создают помех и скачков напряжения в электрических сетях. Относительно высокая стоимость полностью себя оправдывает качеством работ и широким спектром настроек. Современная полупроводниковая элементная база является гарантией стабильной и безупречной работы даже при нестабильном входном напряжении. Дополнительные функции форсажа дуги, быстрого подъёма стартового напряжения и антизалипания электродов делают работу весьма комфортной. Информативный дисплей даёт возможность контролировать режимы работы, а встроенная память позволяет запоминать режимы сварки.
Принцип действия сварочного инвертора заключается в преобразовании низкочастотного переменного напряжения в высокочастотное импульсное напряжение. Такой сварочный аппарат состоит из следующих основных узлов:
Важно помнить, что сварочный инвертор является источником повышенной опасности, поэтому обращаться с ним следует взвешенно и осторожно.
При покупке следует обращать внимание на определённые свойства этой интеллектуальной техники, к важным техническим параметрам которой относятся:
Как работает импульсная сварка TIG
Аргонодуговые сварочные аппараты с функцией импульсного нагрева работают по тому же принципу: в цикле прохождения одного импульса металл разогревается (максимальный ток) и остывает (на токе паузы).
Импульсный режим настраивается в зависимости от толщины свариваемых металлов. Чем чаще подаётся пиковый ток, тем более концентрированной будет дуга. Это уменьшит и размер отдельных чешуек, образующих линию шва.
Обратное действие приводит к следующему: снижение частоты импульсов сварочного аппарата позволяет лучше контролировать состояние сварочной ванны (что актуально для новичков). Кроме того, понижение частоты оказывается полезным при работе импульсной сваркой в неудобных положениях.
Применение импульсного режима в оборудовании TIG
Кроме общих плюсов, перечисленных в разделе с полуавтоматами, можно выделить следующие особенности:
В процессе сваривания легированных сталей образующийся шов приобретает дополнительную устойчивость к коррозии за счёт образования микрокристаллической структуры.
В каких случаях рекомендована импульсная сварка
Метод предназначен для следующих вариантов работы:
Всё это может выполнить сварочный аппарат с импульсным режимом. Для стандартных настроек или обычного оборудования такой уровень просто не достижим, поэтому решайте сами, какого качества соединение нужно именно вам.
Технические нюансы
До начала работы приёмник энергии нужно подключить к сети электропитания, чтобы зарядить его до нужного уровня. Сама импульсная сварка занимает совсем немного времени, так как используется энергия, имеющаяся в запасе в приемнике. Такую сварку вполне можно выполнить своими руками, она совсем не сверхсложная.
При этом способе отлично контролируется и минимизируется малоприятное явление в виде разбрызгивания капель расплавленного металла. Имеется прекрасная возможность производить сварочные швы высокого качества практически в домашних условиях.
Швы формируются вследствие расплавления отдельных порций металла с последующим покрытием.
Важнейший момент – правильное выставление режима импульсной и дежурной дуги. Если режим верный, процесс пройдет быстро, правильно и, самое главное, безопасно, без всяких кратеров в ответственных стыковых участках.
Импульсная сварка на постоянном токе
Жесткость режима является технологической особенностью данного метода. Все дело в длительности импульса. Если его поменять, изменятся все параметры сварки.
Одно из важных преимуществ – возможность контролировать и минимизировать кристаллизацию металла. Можно изменять форму сварочной ванны. Дополнительно можно контролировать и снижать риск деформации сварочного шва.
Данный метод часто применяется для соединения металла с толщиной краев свыше 3-х мм.
Выбор сварочного аппарата
Когда необходимо надёжное оборудование и произведён анализ технических характеристик, останавливать выбор следует на лучшем и соответствующем вашим финансовым возможностям агрегате. Важным является наличие сервисных центров, ремонтирующих выбранную модель, а также наличие запасных частей. В ряде случаев вашей модели придётся работать в достаточно экстремальных условиях: при холодной или слишком жаркой температуре окружающей среды. Поэтому мнение специалистов о данном аппарате придаст уверенности в правильном выборе.
По возможности следует выбирать полупроводниковую элементную базу от проверенных производителей, поскольку именно от неё зависит долгая служба устройства.
При выборе импульсного инвертора нужно понимать, для каких именно работ он вам нужен, потому что от этого зависят критерии оценки и степень эффективности эксплуатации. Мы постараемся описать общие характеристики сварочных аппаратов, а именно:
Очень важно также убедиться в электробезопасности аппарата и наличии систем защиты.
Соблюсти выполнение всех требований не удастся, но большинство этих технических характеристик в современных сварочных агрегатах присутствует. В случае возникновения дополнительных вопросов следует обратиться к профессиональным консультантам или опытным сварщикам, которые посоветуют, как сделать правильный выбор и где обучиться процессу сварки. Необходимо рассмотреть характеристики конкретных моделей, которые широко представлены в торговых сетях.
Классификация видов
Импульсная сварка подразделяется на четыре вида:
Алгоритм действий
Это один из самых лучших видов сварки в целом. Нет никакого разбрызгивания, не формируются несплавления, варить можно в любом положении, очень экономно расходуются электроды. Швы формируются исключительно качественными без каких-либо прожогов.
Схема конденсаторной сварки.
Принцип действия сварочного инвертора в сочетании с импульсной технологией следующий: перенос металла электрода в сварочную ванну с одновременным регулированием тока.
Все начинается с формирования капли металла на конце электрода, которая при повышении тока попадает в сварочную ванну. Теперь этот горячий момент должен смениться холодным этапом с остыванием металла. Так может происходить много раз.
Проволока электрода должна быть хорошо разогрета. Это особенно важно при низких значениях тока.
Импульсный сварочный аппарат является чрезвычайно универсальным устройством: его можно применять в том числе и в газовой среде, для соединения металлических деталей самой разной толщины и конфигурации.
Эти аппараты очень удобны в работе с понятными регулировками для грамотной и тонкой настройки. Обычно они снабжены неплохим программным сопровождением, что делает их еще более эффективными по всем критериям.
Как работает полуавтоматическое оборудование MIG в режиме импульсной сварки
Благодаря рабочим характеристикам широкое распространение получила импульсная сварка полуавтоматом в системе защитных газов. В данном случае в момент прохождения импульса высокой частоты с одновременным пикообразным увеличением силы тока от присадочной сварочной проволоки отделяется микрокапля металла и переносится в зону сварочного шва. Такой бесконтактный перенос позволяет:
Импульсный аппарат для сварки точечно размещает металл по определенной траектории. Иными словами, каждый импульс аппарата позволяет перейти в расплав одной капле.
В процессе импульсной сварки полуавтоматом MIG в межимпульсный период величина силы тока уменьшается, благодаря чему свариваемые поверхности остывают. Таким образом, прилегающие к сварочной ванне участки не испытывают влияния структурных изменений, связанных с разогревом. Это идеальные условия для применения сварочных импульсных аппаратов для соединения листовых, в том числе тонкостенных, металлов и сплавов.
Какие плюсы у импульсной сварки полуавтоматом
Самое приятное то, что импульсный сварочный аппарат могут использовать даже сварщики без многолетнего опыта. Работа оборудования при минимальных навыках мастера практически гарантирует получение добротного шва.
Эксплуатационные ограничения
Если предполагается варить низкоуглеродистые или низколегированные стали, то использовать импульсное оборудование нецелесообразно.
Помним, что в процессе переноса капли значение тока снижается и температура падает, а затем снова возрастает в момент прохождения следующего импульса. Такие тонкие настройки совершенно ни к чему во время сварки указанных сталей. Разумеется, такой режим им не навредит, а снижение разбрызгивания и дымообразования даже пойдёт на пользу, но, в общем и целом, стали низких марок прекрасно сплавляются и обычными сварочниками.
Главные достоинства метода
Преимущества импульсной сварки:
Чертеж устройства импульсной сварки.
На сегодняшний день у данного метода есть лишь один конкурент по популярности и эффективности – это сварка полуавтоматом. Она отличается высокой производительностью и, что немаловажно, непрерывностью процесса.
Но серьезным недостатком является разбрызгивание металла, при котором теряется до 30% материала. Кроме потерь, эти брызги нужно чистить после сварки, что очень непросто и портит внешний вид сварочного шва. Сварка импульсом исключает такую беду.
Главная область применения метода – монтаж трубопроводов самого ответственного вида, где особенно важны прочность шва с крепко сформированным обратным валиком без финишной зачистки.
Недостатков у этого метода всего два:
Микроимпульсная сварка
Представьте себе, этот метод нашел отдельное и очень широкое применение в стоматологии – протезировании зубов. Речь о микросварке с использованием титана в виде тонких листов. Специальный микроимпульсный аппарат способен сваривать дентальные сплавы, в том числе титановые.
Качество таких швов нисколько не уступает лазерному стоматологическому аппарату, зато стоимость его значительно ниже. По этой причине они весьма популярны в небольших стоматологических клиниках.