Как выбрать сварочный инвертор и полуавтомат: ток, ПВ, питание от 220 В, удлинитель и генератор

Ток и ПВ: как читать паспорт

На шильдике обычно написана связка: ток, ПВ и температура, например «200 А, ПВ 60%, 40 °C». ПВ, продолжительность включения, показывает долю времени из десятиминутного цикла, которую аппарат может работать на заданном токе, не перегреваясь (Duty cycle). ПВ 60% при 40 °C значит около 6 минут сварки и 4 минуты паузы на паспортном токе (ПВ сварочного аппарата). В паспортах встречается и пара значений, например 60% при 20 °C и 35% при 40 °C: аппарат остывает воздухом, и чем воздух горячее, тем меньше время работы (ПВ сварочного аппарата).

На практике ПВ нужно пересчитывать под свой ток. Нагрев силовой части пропорционален квадрату тока, поэтому при меньшем токе допустимое ПВ растёт. Приближённо ток при другом ПВ равен паспортному току, умноженному на корень из отношения ПВ: для аппарата 200 А при ПВ 60% на непрерывной работе (ПВ 100%) получится примерно 200 × √0,6 ≈ 155 А. Это расчёт для оценки, точное значение даёт производитель.

Практики, которые покупали компактные инверторы, советуют смотреть на ПВ и охлаждение, а не на амперы: аппарат «на 180 А» с малым ПВ уходит в защиту на половине электрода, а при повторных срабатываниях защиты может выйти из строя. Для бытовой работы минимумом считают ПВ 50–60%. Хороший признак — два вентилятора, выходной дроссель и сетевые конденсаторы заметной ёмкости.

Какой ток нужен под задачу

Ток подбирают по диаметру электрода или проволоки. Для электрода ориентир 30–50 А на миллиметр диаметра стержня: тройка варится на 90–130 А, четвёрка требует около 150–180 А. В статье про дефекты шва разобрано, что происходит, когда ток выбран неверно, а марки и диаметры электродов описаны в статье про электроды и прокалку. Для полуавтомата ток определяют диаметр проволоки и толщина металла; настройку разбирает статья про полуавтомат для новичка.

Практики сходятся в том, что для дома и гаража инвертора на 160–200 А хватает: тройка, редкая четвёрка и сварка уголков и трубы. Практический предел определяет сеть: ток 200 А на дуге — это уже заметные киловатты из розетки.

Сколько аппарат берёт из сети

Напряжение дуги для ручной сварки по стандартным нагрузкам аппаратов считают как 20 В плюс 0,04 В на каждый ампер, для полуавтомата — 14 В плюс 0,05 В на ампер. Мощность дуги — произведение тока на напряжение, из сети аппарат берёт больше из-за потерь: примем КПД 0,85. Тогда ток из сети 230 В считается просто. Сечение шнура сверено с таблицей допустимых токов переносных проводов с медными жилами из ПУЭ (таблица 1.3.8): для двухжильного шнура 1,5 мм2 это 23 А, 2,5 мм2 — 33 А, 4 мм2 — 43 А, 6 мм2 — 55 А (ПУЭ, глава 1.3).

У полуавтомата при том же токе напряжение дуги ниже, и из сети он берёт примерно на 10–15% меньше, при условии что значение ПВ то же. Таблица не заменяет паспорт: у инверторов без коррекции коэффициента мощности реальный ток из сети бывает выше расчётного, а паспортный максимальный ток, например около 30 А у инвертора на 220 А, показывает предел. Автомат на 16 А рассчитан примерно на 3,5 кВт, поэтому для 140–160 А на дуге он уже мал, а на 100 А работает с небольшим запасом.

Бытовая сеть старого дома добавляет вторую проблему: алюминиевая проводка и общий автомат на квартиру. Практики советуют проверить просадку: включить в соседней розетке нагреватель на 2 кВт и посмотреть напряжение. Если проводка тонкая, лучше сделать отдельную линию медью 2,5–4 мм2 от вводного щита, чем работать на пределе (Выдержит ли проводка).

Удлинитель: сечение и длина

Удлинитель добавляет сопротивление: чем он короче и толще, тем лучше. Падение напряжения считается по длине двух проводов. Примеры для меди (удельное сопротивление 0,0175 Ом·мм2/м, расчёт без запаса на нагрев):

Практики подтверждают эти цифры: на переноске 2,5 мм2 длиной 25 м инвертор работает без проблем при токе до 145 А, а на 4 мм2 длиной 10 м — под инвертор на 190 А (Подключение через удлинитель). Шнур 1,5 мм2 по ПУЭ допускает 23 А и годится только на малые токи; на удлинителе 2×1,5 мм2 длиной 20 м, который собирали для инвертора на 190 А, нагрев и падение напряжения будут заметны. Основные потери и нагрев, по опыту практиков, дают не кабель, а плохие розетки и вилки: нужны усиленные на 16 А и выше, а контакт должен быть плотным.

Переноску разматывают полностью: смотанная в бухту, она хуже охлаждается, и тепло из неё не уходит. Для инверторов падение напряжения менее критично: у многих моделей в паспорте указан широкий допуск по входному напряжению, например 220 В (плюс 10%, минус 30%), то есть работа примерно от 154 до 242 В (Resanta САИ-220). На нижней границе возникают просадки тока и срабатывания защиты, поэтому сеть всё равно нужна хорошая.

Генератор

Для генератора считают две вещи: мощность и качество напряжения. По мощности берут запас относительно потребления в сети. Например, для инвертора, на котором планируют сварку электродом 3 мм на токе около 110–130 А, расчёт даёт 3,3–3,8 кВт из сети, значит, генератор должен быть рассчитан на 5–6 кВт непрерывной мощности. Запас закладывают на пусковой импульс и просадку при зажигании дуги. Практики, которые подключали инвертор на 220 А к бензогенератору 4,8 кВт, получали стабильную сварку электродом 2–2,5 мм, тройка на повышенном токе вызывала срабатывание защиты генератора. Генератор на 8 кВт тянул тройку свободно, а четвёрку на нём брать не советовали (Resanta САИ-220).

Мощность не единственный параметр. Трансформаторные аппараты на бензогенераторе работают тяжело, а инвертору лучше «ровное» напряжение: на практике ему подходит инверторный генератор. У трёхфазного генератора номинальный ток делится по фазам: для станции на 90 А это не более 30 А на фазу, а однофазный сварочный аппарат нагружает одну фазу и ограничен её долей (Контроль тока генератора). Включать аппарат нужно после прогрева генератора, а выключать нагрузку перед остановкой.

MMA-инвертор не полуавтомат

Инвертор для ручной дуговой сварки (MMA) и полуавтомат устроены по-разному. MMA-источник держит постоянный ток при меняющейся длине дуги, и для него важна «падающая» характеристика. Полуавтомат подаёт проволоку механизмом и нуждается в источнике с жёсткой характеристикой, где регулируется напряжение, плюс в газовом тракте или порошковой проволоке. Электродный инвертор нельзя превратить в полуавтомат подключением горелки. Покупая комбинированный аппарат, проверьте, что подающий механизм и режим MIG заявлены производителем. Для тонкого металла, трубы 1,5–2 мм и кузовного ремонта практики советуют полуавтомат, а не электрод (Кедр или Сварог).

Что убивает инвертор

По опыту практиков, инвертор чаще всего выходит из строя по одной из причин:

• Сырость и конденсат. Нельзя включать аппарат, принесённый с мороза в тепло, и хранить в сыром гараже.
• Перегрев. Работа выше ПВ, забитые радиатор и вентилятор; железная пыль от болгарки внутри платы.
• Пониженное или скачущее напряжение сети. Входные ключи отбирают большой ток при низком напряжении, а на слабой сети это постоянная нагрузка.
• Внешние блоки поджига и осцилляторы, не согласованные с аппаратом.
• Включение с замкнутыми проводами и лежащий на детали электрод с держателем.
• Длинная дуга и подстройка тока в процессе: при длинной дуге растёт напряжение и мощность на силовой части.
• Плохие контакты в розетке, вилке и зажиме массы: нагрев и просадка.

Все эти причины перечислены в обсуждении практиков (чего не любит инвертор); к «лёгкому» бытовому инвертору советуют относиться как к аппарату, который выдерживает ровно паспортные условия.

Сервис у продавца

Покупая аппарат, спросите у продавца, кто будет делать пусконаладку и обучать оператора, где лежат запчасти и сколько действует гарантия, и берите у того, кто работает не первый год и ремонтирует сам, а не перепродаёт. Если со временем дойдёт до аппарата лазерной сварки, там это особенно важно: у продавцов с собственным сервисом, вроде Lasercut, пусконаладка и обучение оператора входят в поставку.

Когда задача шире дуговой сварки

Если основная задача — нержавейка 1–2 мм без прогиба и цветов побежалости, вместо дугового аппарата рассматривают ручную лазерную сварку: источник 1–3 кВт, питание от 220 или 380 В, газ азот или аргон. Из того, что встречается в мастерских, — Wattsan G1 и G2 с проваром до 2 мм. Сравнение с TIG и MIG есть в статье ручная лазерная сварка или TIG и MIG, расчёт окупаемости — в статье про окупаемость ручного лазерного аппарата, общий обзор — на странице лазерной сварки.