Рассчитываем необходимую мощность сварочного агрегата — формулы, последовательность, коэффициенты

Сварочное оборудование инверторного типа сегодня широко применяется в разных отраслях промышленности, в коммунальных хозяйствах, в быту. Модельный ряд агрегатов довольно большой, включает аппараты с разными техническими характеристиками, функциональными возможностями. Чтобы подобрать наиболее оптимальное решение, необходимо проанализировать различные параметры. В частности нужно рассчитать, какую мощность потребляет сварочный аппарат. Эти данные можно легко вычислить, используя специальную формулу.

Опытные сварщики детально ознакомлены с особенностями сварочных аппаратов, понимают механизм работы оборудования. Если вы только начинаете работать с инвертором, не забудьте детально изучить руководство по эксплуатации. При расчете потребляемой мощности следует учитывать условия эксплуатации оборудования, цели применения.

Разновидности инверторных аппаратов

Первым делом рекомендуем ознакомиться с разновидностями инверторных агрегатов. Все модели этого типа разделяются на три больших группы. Каждая имеет свои особенности. Рассмотрим подробнее.

• Бытовые или любительские. Сюда относят модели, которые питаются от обычной однофазной сети 220В. На предельных мощностях сваривать таким агрегатом можно всего лишь 20-30 минут. После нужно дать устройству возможность отдохнуть. Для выполнения разовых операций в быту или в гараже этого времени вполне хватает. К тому же и стоят бытовые инверторы недорого, отличаются компактными габаритами и незначительным весом.
• Полупрофессиональные. Более мощные устройства по сравнению с агрегатами из первой категории. Они способны работать до 8 часов без перерыва, их приобретают для эксплуатации в автомастерских, на небольших предприятиях.
• Профессиональные. Сварочное оборудование предназначено для частого применения в сложных условиях. Их закупают для крупных предприятий, заводов по изготовлению металлических конструкций. Они эффективно сваривают детали из разных металлов, работают долго без перерыва, не перегреваются, питаются от трехфазной сети 380В. Но и стоят модели дорого.

Если покупаете оборудование для эксплуатации в домашнем хозяйстве, учитывайте один важный нюанс: ток максимальной нагрузки должен быть не выше 160А. Силовые автоматы и электрическая фурнитура, которые устанавливаются в частных домах и квартирах, не рассчитаны на ток выше этого значения.

Нельзя подключать к бытовой сети оборудование, сила тока которого превышает 160А. Это может привести не только к срабатыванию автоматов, но и к выгоранию контактов либо возгоранию электрической проводки. Лучше этого не допускать. В линейках производителей есть достаточно моделей любительского класса, выбирайте для домашнего применения аппарат из этой категории, а профессиональные покупайте только в том случае, если можно подсоединить оборудование к 3-хфазной сети на 380В.

На что еще обратить внимание при выборе

В завершение поделюсь своим мнением, какие дополнительные функции будут не лишними для прибора. Ведь во многом качество и удобство в работе определяют и даже незначительные параметры. Например, немаловажную роль для безопасности имеет класс защиты. В документах эта информация должна быть обязательно.

Кроме разделения приборов по питанию от трехфазной или однофазной сети, следует обратить внимание, присутствует ли такая хорошая функция, как антизалипание. Если электрод прилип к поверхности, будет крайне полезным автоматическое отключение аппарата от сети.

Также помогает в работе «горячий старт». Он позволяет быстро зажечь дугу. А наличие дисплея поможет не путать режимы работы и предоставит полезную информацию. Есть универсальные инверторы, в которых переход на аргонодуговую сварку осуществляется в одно касание.

Видео покажет, по каким критериям выбрать сварочный аппарат, мощность потребления электроэнергии которого позволит сэкономить:

Устройство инверторного аппарата

Ознакомление с устройством и механизмом действия инвертора не только упростит эксплуатацию, но и поможет предупредить возникновение поломок и сбоев. Итак, первым делом напряжение 220В с частотой 50 Гц из переменного превращается в постоянное, а после – опять в переменное, но уже высокочастотное. Далее это напряжение опять переходит в постоянное и передается на рабочую дугу. Качественные характеристики дуги контролируются автоматически. За это отвечает специальный микропроцессор, встроенный в блок управления. В инверторах практически не возникает залипания дуги, и это его весомое преимущество перед моделями трансформаторного типа.

При возникновении короткого замыкания, которое длится не более 0,5 секунды, электроника генерирует мощные импульсы. За счет этого перемычки из расплавленного металла разрушаются, что позволяет избежать залипания. Если короткое замыкание длится дольше, оборудование и вовсе отключается. Электрод не прилипает к заготовке, цепь аппарата не перегревается. Это принципиальное отличие устройств инверторного типа от агрегатов, которые работают на трансформаторах. Характерные особенности сварочных аппаратов, изготовленных с применением инверторной технологии:

• повышенные показатели производительности – до 95%;
• нет индуктивных потерь в ходе сваривания;
• устойчивость к перепадам напряжения и коротким замыканиям;
• возможность точной регулировки рабочих параметров;
• в качестве расходных материалов можно использовать электроды разного размера, изготовленные из различного сырья;
• безопасность эксплуатации, в устройстве предусмотрены высокоэффективные защитные механизмы;
• моментальный розжиг электрической дуги;
• компактные габариты;
• небольшой вес.

Ещё одна важная особенность инверторных аппаратов – потребление электроэнергии. Вне зависимости от потребляемой мощности вся энергия расходуется только на рабочий процесс. КПД инверторов – 85-95%. Это довольно высокие показатели.

Заключительные выводы

Для непрофессионального применения вполне пригодны сварочные полуавтоматы средней мощности и небольшой стоимости. Выбрать и купить аппарат для выполнения качественной работы несложно. Для гаража, для гаражной работы бытового уровня лучше применять сварочные полуавтоматы инверторного типа. При соотношении цены и качества с ними проще добиться качественной сварки.

Полуавтоматы трансформаторного типа в стационарном режиме гаража должны бы лучше подходить, но, не обладая достаточными функциями автоматического регулирования, они менее предпочтительны. Качественный ремонт автомобиля можно произвести только с инверторным вариантом.

Изучаем технические характеристики

Чтобы выбрать подходящий инверторный аппарат, следует обязательно изучить технические характеристики рассматриваемых моделей, почитать о них отзывы. Потребляемая мощность оборудования 220В рассчитывается с учётом таких параметров:

• входное напряжение (минимум и максимум);
• диапазон силы тока;
• напряжение рабочей дуги;
• КПД рассматриваемой модели сварочного оборудования;
• ПВ или время непрерывного включения;
• максимальная мощность.

Эти параметры указаны в руководстве по эксплуатации. Перед тем как купить сварочное оборудование, ознакомьтесь, что значит каждый из них, как он влияет на потребляемую мощность.

Итог

В данной статье описано, какими параметрами режима работы инвертора определяется мощность, показано, что на нее влияет напряжение сварочной дуги, сила тока, продолжительность включения и т.д.

Кроме того рассмотрены различные классы сварочных аппаратов, а также их особенности и отличия. Данный материал, однозначно, будет полезен начинающим сварщикам, которые еще только думают над приобретением сварочного аппарата.

Напряжение

Начнем с первой характеристики – диапазон напряжений. Этот показатель нужен, чтобы определить, сможет ли работать устройство в той сети, к которой вы планируете его подключать. Если покупаете модель для бытового применения, выбирайте из однофазных моделей, если для промышленного – из трехфазных.

Важно, чтобы оборудование могло работать и на более низком напряжении, ведь в бытовых сетях 220В встречается редко. В большинстве случаев напряжение не превышает 200В. Отличные показатели мощности демонстрируют сварочные аппараты, которые исправно функционируют в сети с напряжением от 150-170В до 220-250В.

Полуавтомат

Такой распространённый тип оборудования, как сварочный полуавтомат позволяет работать в широком диапазоне токов и выполнять непростые операции по сварке листовых заготовок и цветных металлов.

С помощью сварочного полуавтоматического оборудования удаётся сплавлять сложные в обработке изделия из тонколистового материала, с которыми обычно работают в авторемонтных мастерских.

Читать также: Точилка для пильных цепей

Эта разновидность сварных аппаратов позволяет варить в защитной среде аргона или углекислого газа, что повышает эффективность и качество сварки за счёт блокирования содержащегося в воздухе кислорода.

Иногда в этих целях используется специальная порошковая проволока, выполняющая функцию присадочного материала и также улучшающая качество сварного шва.

Рабочая мощность полуавтомата выбирается с учётом всех уже рассмотренных ранее факторов, к которым следует добавить особенность этого устройства.

Дело в том, что в момент включения полуавтоматического устройства наблюдается импульсный скачок потребляемого тока, что обязательно должно учитываться при оценке приобретаемой техники.

Важно сориентироваться и по стоимости выбираемого сварочного аппарата, которая напрямую связана с показателем его мощности. Однако в случае, когда необходимо работать с тонколистовыми заготовками и цветными металлами с дополнительными издержками при приобретении полуавтомата вполне можно смириться.

При оценке параметра потребляемого агрегатом тока (независимо от модели и класса) специалистами учитывается и такой мало знакомый любителям параметр, как коэффициент мощности сварочного инвертора или любого другого сварочного устройства. Эта величина учитывает реактивный характер нагрузки на сеть при подключении к ней того или иного сварочного аппарата.

Для некоторых из них (инвертора, в частности) преобладают емкостные показатели реактивных потерь, а для трансформаторных схем заметнее проявляются индуктивные составляющие.

В итоге еще раз надо стоит отметить, что мощность любого сварочного агрегата является важнейшим показателем эффективности его работы в различных режимах эксплуатации. Именно поэтому выбору этого параметра должно уделяться повышенное внимание.

Потребляемая мощность сварочного инвертора довольно просто вычислить по нехитрой формуле. Для понимания всех нюансов, связанных с работой сварочника, и аспектов вычисления его мощности нужно прояснить несколько моментов, которые необходимо знать всем, кто занимается сваркой. И неважно где вы проводите сварочные работы, у себя дома, в гараже, на даче или в профессиональном коллективе большого цеха или завода.

Работа без перерыва

ПВ или продолжительность включения – это время, в течение которого сварочный аппарат способен варить детали без перерыва, определяется в процентах. Работу оборудования принято делить на циклы по 10 минут каждый. Но не все 10 минут можно сваривать без перерыва. Если ПВ равно 70%, значит, 7 из 10 минут можно работать непрерывно, затем следует сделать остановку. Как правило, производители обозначают разную ПВ для работы на разных сварочных токах.

Если игнорировать необходимость регулярно делать перерывы, пострадает само сварочное оборудование. При продолжительной работе без перерыва внутренние механизмы перегреваются, срабатывает автоматическое реле, агрегат отключается. Частая работа в таком режиме отрицательно сказывается на состоянии и функционировании важных комплектующих сварочного инвертора.

Рейтинговый обзор + (Видео)

Рейтинг лучших полуавтоматов открывает AuroraPRO Overman 2000. Аппарат предназначен только для сварки с помощью проволоки. Нижний порог напряжения, при котором аппарат устойчиво работает – 140 В. Устройство обеспечивает хорошую плавную регулировку по току и напряжению. Из недостатков имеется только один – подача проволоки имеет несколько жесткий режим. Но соотношение качества и цены в этом аппарате наилучшее.

Аппарат для полуавтоматической сварки Elitech ИС 220 П может нормально работать при понижении напряжения в сети до 160 В. Максимальное потребление электроэнергии не превышает 5,4 кВт. При максимальном сварочном токе 180 А продолжительность включения составляет 80 %. Хорошая эргономика прибора позволяет использовать его в разных размещениях по уровню.

Ресанта САИПА-200 широко распространена. Максимальный заявленный в описании сварочный ток аппарата достигает 200 ампер. На практике это не всегда подтверждается, но такая величина не всегда интересна для пользователя. Зато продолжительность включения достигает 70 %. Применяется проволока до 1 мм, при которой не наблюдается перегрева или перегрузки.

Расчет по формуле

Теперь рассмотрим, как вычислить коэффициент мощности. Для этой цели используется формула: ПВ в минутах разделяем на сумму времени работы до и после остановки. Полученное число умножаем на 100. Допустим, устройство исправно сваривало металл в течение 6-ти минут без перерыва. Затем активировался защитный механизм, он остановил рабочий процесс, в течение 4-х минут аппарат «отдыхал», после чего опять начал работать. Вычисляем коэффициент по формуле:

6/(4+6) х 100 = 60%

Коэффициент мощности для инверторных аппаратов любительского и полупрофессионального классов не превышает 70%. Как правило, этот показатель находится в диапазоне 60-70%. Данные, которые могут потребоваться для вычисления потребляемой инверторным аппаратом мощности, есть в технической документации. Размещена нужная информация на сайте компании-изготовителя, в руководстве по эксплуатации или непосредственно на странице интернет-магазина, где вы собираетесь покупать инструмент, в разделе Характеристики.

Рассмотрим, как вычислить мощность на примере агрегата с такими техническими параметрами:

• напряжение MIN – 160В;
• напряжение MAX – 220В;
• сила тока – 160А;
• напряжение дуги – 23В;
• КПД – 0,89%;
• ПВ – 60%.

Для начала определим максимальную мощность. Нужно умножить силу сварочного тока на напряжение рабочей дуги. Полученное значение разделяем на КПД. Вот что получилось:

160А х 23В / 0,89 = 4135 Ватт

Это показатель мощности, необходимой для питания агрегата непосредственно в процессе сваривания. Чтобы вычислить среднее значение, необходимо максимальную мощность умножить на ПВ и разделить на 100%.

4135 х 60 / 100 = 2481 Вт.

Получилось номинальное значение потребляемой мощности. Почему берется для расчетов номинальная мощность? Сварочный инвертор не будет все время работать на максимальном токе. Он останавливается, сваривает на более низком токе, поэтому нецелесообразно покупать модель с мощностью, которая практически в два раза превышает нужный показатель.

Кстати, самостоятельно потребляемую мощность можно не вычислять, производитель уже сделал это за вас. Эта характеристика указывается в технической документации наряду с другими показателями.

Защитный газ

Полуавтоматическая сварка требует использования защитного газа. Это может быть активный или инертный газ, что дало название методу — MIG/MAG. Газ поступает в горелку из баллона или образуется путем сгорания флюсового порошка, находящегося непосредственно в проволоке. Газ необходим для защиты жидкого металла в момент сваривания от воздушной среды.

Вот самые частые варианты защитного газа для полуавтоматов (в случае сваривания при помощи баллона):

• Углекислый газ. Обладает минимальной стоимостью и может поставляться в баллонах. Лучше всего подходит для сваривания черного металла, преимущественно, тонких пластин (толщиной до 1.2 мм) и соединений.
• Аргон, смешанный с углекислым газом (4 к 1). Подобные смеси называются MIX и имеют стоимость больше, чем у чистого углекислого газа. Они способны обеспечивать мягкую дугу, уменьшают количество брызг металла и дают шов с мелкими чешуйками. Смесь подходит для углеродистой и нержавеющей стали.

• Аргон. Используется для сваривания легированной стали, алюминия, титана и меди. Для работы с цветными металлами нужна соответствующая проволока.

В работе с полуавтоматом можно обойтись и без баллона. Для этого применяется специальная проволока с флюсовым наполнением, которое плавится во время сваривания и выделяет защитный газ.

Выбор электродов для сварочного инвертора

От мощности и силы тока зависит также то, какие электроды можно совместно с агрегатом использовать. Ассортимент расходных материалов очень широкий. Установка неподходящего электрода приводит не только к ухудшению качества сваривания, но и к поломке инверторного аппарата. Мы составили таблицу, которая поможет подобрать электроды.

Плавящиеся электроды, которые применяются для инверторной сварки, должны соответствовать требованиям ГОСТ 9467-75. Только такие расходники могут считаться безопасными в эксплуатации, они обеспечивают высокое качество сварочного процесса, оставляют после себя аккуратные, ровные швы. Электроды классифицируют на те, что используются для сварки обычных (АНО) и ответственных (УОНИ) конструкций.

ОЗС-12 – популярные электроды, которые позволяют работать на низких токах. Использовать их можно для работы с низкоуглеродистыми и углеродистыми сталями. АНО-36 также применяются часто, их поверхность обработана рутил-целлюлозным покрытием. Они легко зажигаются, их рекомендуют выбирать тем, кто ещё не имеет достаточного опыта в использовании сварочных аппаратов. Такие электроды подходят для сваривания деталей из нержавеющей и высоколегированной стали. В продаже доступны расходные материалы для сваривания алюминиевых полотен, чугуна и других металлов. От правильности выбора электрода зависит скорость и эффективность сварки, а также качество шва.

Механизм подачи проволоки

Есть три популярных варианта подачи проволоки:

• Толкающий.
• Тянущий.
• Комбинированный.

Толкающий

В корпусе сварочного полуавтомата расположены ролики, которые заталкивают проволоку в сварочный рукав. Это накладывает ограничения на максимальную длину (до 5 м), так как выталкиваемый расходник может застрять в изгибе канала.

Тянущий

Механизм, который отвечает за подачу проволоки, расположен непосредственно в горелке. Это позволяет более эффективно протягивать проволоку и работать с более длинным шлангом. Есть и небольшой недостаток — увеличенный вес горелки. Ее может быть неудобно удерживать на высоте или в труднодоступных местах.

Комбинированный

Такой вариант предусматривает наличие обоих вышеописанных механизмов. Длина рукава может достигать 10 метров. Это очень удобно при работе с габаритными конструкциями, так как позволяет быстро перемещаться вдоль них, не передвигая сам аппарат.