ИНВЕРТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ - ЭНЕРГО - И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЙ ФАКТОР СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Автор публикации: Р. Краснов, студент 2 курса
ИНВЕРТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ - ЭНЕРГО - И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЙ ФАКТОР СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Краснов Р.В. – студент II курса,
Шишкина Л.Н. –руководитель,
преподаватель дисциплин профессионального цикла
МТК Дон ГТУ
г. Алчевск,
е-mail: itdongtu@yandex.ru
Введение
Основная задача научно-технического прогресса в промышленности заключается в оптимизации энергоресурсов, что подразумевает сокращение расходования электроэнергии предприятиями данной отрасли. Приоритетное направление – углубленное изучение и повышение энергетической эффективности источников питания для дуговой сварки. Это позволит не только существенно снизить энергопотребление на уровне отдельных производственных объектов, но и оказать системный эффект в масштабах всей промышленной отрасли. Современная актуальность обусловлена необходимостью повышения как эффективности процессов сварки, так и качества выпускаемой металлопродукции. Одним из ключевых путей к достижению этих целей служит разработка и внедрение передовых технологий: автоматизированные системы сварочного оборудования, роботизация производственных линий, а также гибкие решения по управлению и настройке.
Основная часть
Сварка как технология занимает центральное место в обеспечении надежного соединения конструкций различной функциональности. Особое внимание заслуживает развитие автоматической аргонодуговой сварки, где применяется неплавящийся электрод для формирования корневого слоя многослойных швов и изделий малой толщины. Этот метод позволяет создавать неразъемные соединения высокого качества при минимальных затратах как в условиях цеха, так и на монтаже, обеспечивая сходство свойств соединяемых материалов по химическому составу, механическим характеристикам и эксплуатационным параметрам. Благодаря мобильности и экономической выгоде данный способ успешно конкурирует с электроннолучевой и лазерной технологиями сварочных работ.
Одно из перспективных направлений совершенствования сварочного оборудования — создание энергосберегающих источников питания со звеном повышенной частоты, или инверторных источников питания постоянным током. У этих источников масса и габариты в разы меньше по сравнению с выпускавшимися ранее. Они имеют более высокий КПД, высокие динамические свойства.
Инверторные источники обеспечивают:
• легкое зажигание и эластичность дуги;
• мелкокапельный и струйный перенос металла;
• минимальное разбрызгивание расплавленного металла;
• понижение напряжения холостого хода до 36 В;
• экономию электроэнергии 30...40 %;
• плавную дистанционную регулировку параметров тока и напряжения.
Классификация инверторных источников питания для сварки определяется по номинальному сварочному току: маломощные (менее 160 А), среднемощные (до 250 A) и высокомощные (более 400А).
Маломощные инверторы, как правило, функционируют на однофазном питании с возможным отсутствием стабилизации напряжения сети. Они ориентированы преимущественно на бытовые и монтажно-ремонтные работы в сварочной отрасли. Эти устройства оптимизированы под использование штучных покрытых электродов диаметром 2—3 мм, обладают упрощённой падающей вольтамперной характеристикой, минималистической системой управления и компактными размерами. Несмотря на ограничения по технологическим возможностям, они отличаются низкой стоимостью и высоким уровнем надёжности (рис .1)
Рисунок1- Сварочный инвертор 160 САИ ТСС
Средне- и высокомощные инверторы (рис.2) требуют обязательного трёхфазного питания с стабилизацией напряжения сети.
Рисунок 2- Сварочный инвертор WESTER ММА250Н
Рисунок 3- Сварочный инвертор HUGONG INVERDELTA 400 III
Различия между ними заключаются в системах управления, определяющих функциональность:
1) Специализированные модели предназначены исключительно для ручной дуговой сварки;
2) Комбинированные устройства обеспечивают выполнение двух основных способов сваривания (обычно — ручная дуговая и неплавящийся электрод в защитном газе);
3) Универсальные инверторы поддерживают все виды сварки плавлением, включая: ручную дуговую, под флюсом, плавящимся электродом в газовой защите (MIG/MAG), неплавящийся вольфрамовый электрод в защитном газе как с присадочной проволокой, так и без неё.
Сварные соединения, выполненные на инверторных источниках питания, характеризуются высоким качеством микро- и макроструктуры: отсутствием дефектов, мелкодисперсной дендритной структурой наплавленного металла и плавным переходом зоны термического влияния к основному материалу без резких границ. Исследования демонстрируют критическое воздействие вида источника питания на качество и безопасность ручной дуговой сварки: от химического состава образующегося аэрозоля до микроструктуры, механических характеристик соединений и санитарно-гигиенической среды рабочей зоны. Основным определяющим фактором выступает величина сварочного тока, напрямую влияющая на состав аэрозолей и интенсивность оптического излучения в процессе работы, что ведет к уменьшению риска токсического воздействия на дыхательные пути персонала.
Выводы:
Анализ полученных данных подтверждает: тип источника питания существенно определяет качество сварного соединения, безопасность условий труда при ручной дуговой сварке. Инверторы - это энергосберегающие источники питания нового поколения, которые обеспечивают оптимальное управление тепловым режимом, что минимизирует потери кремния и марганца в расплавленном металле, повышает ударную прочность соединений даже при низких температурах, и снижает вероятность профессиональных заболеваний дыхательных путей.
Литература:
1. Болотов, С. В. Инверторные источники питания сварочной дуги / С. В. Болотов // Свароч. техника и оборудование. – 2003. – № 9.
2.Смирнов И.В. Оценка энергоэффективности инверторного источника питания для дуговой сварки/ Смирнов И.В. // Энергосберегающие технологии, системы, материалы и приборы. – 2024. – №6.
