Zasada działania, zasady i proces pracy spawarki inwertorowej

1. Zasada działania spawarki inwerterowej

Inwersja i prostowanie to dwa przeciwstawne pojęcia. Prostowanie to proces przekształcania prądu przemiennego w prąd stały, natomiast inwerter to proces zamiany prądu stałego na prąd przemienny.Źródłem energii łukowej wykorzystującym technologię inwerterową nazywa się spawarką inwerterową. Proces inwerterowy wymaga wysokoprądowych elektronicznych elementów przełączających, a spawarka inwerterowa wykorzystująca jako element przełączający izolowany tranzystor bipolarny bramkowy IGBT staje się spawarką inwerterową IGBT.

2. Proces pracy spawarki inwerterowej

Prostownik trójfazowego lub jednofazowego prądu przemiennego sieciowego i po filtrowaniu uzyskuje się gładszy prąd stały. Obwód inwertera złożony z IGBT przekształca prąd stały w prąd przemienny o częstotliwości kilkudziesięciu kHz, który jest obniżany przez transformator główny, a następnie prostowany i filtrowany, aby uzyskać stabilny wyjściowy prąd spawania stałego.

Dzięki wysokiej częstotliwości pracy inwertera, pole przekroju rdzenia i liczba zwojów transformatora głównego są znacznie zmniejszone. W związku z tym spawarka inwerterowa może w dużym stopniu oszczędzać materiały metalowe, zmniejszać rozmiary i ciężar, znacznie redukować straty mocy, a co ważniejsze — spawarka inwerterowa może regulować prąd wyjściowy w ciągu mikrosekund, dzięki czemu możliwe jest zrealizowanie idealnego procesu sterowania wymaganego przez proces spawania i uzyskanie satysfakcjonującego efektu spawania.

Chociaż obwód jest zamknięty, to właśnie dlatego cały obwód jest zamknięty i prąd jest taki sam; jednakże oporność w różnych miejscach jest różna, zwłaszcza największa tam, gdzie występuje nierówny kontakt. Ta oporność nazywana jest fizycznie rezystancją stykową. Zgodnie z prawem efektu cieplnego prądu (zwanym też prawem Joule’a), Q=I^2Rt pokazuje, że przy takim samym prądzie większa rezystancja powoduje większe wydzielanie ciepła, a kontakt elektrody podczas spawania również styka się z częścią metalową. Jeśli rezystancja stykowa jest największa w tym miejscu, to energia cieplna wydzielona w tej części będzie naturalnie największa. Elektroda spawalnicza jest stopem o niższej temperaturze topnienia, więc łatwiej ulega stopieniu. Roztopione jądro stopu elektrody przylega do spawanego elementu, a następnie stygnie. Skleja to spawane elementy razem.

Ponieważ spawarka inwerterowa jest typowym zasilaczem impulsowym (charakteryzuje się specyficznymi właściwościami wyjściowymi), ma dużą moc wyjściową, a warunki pracy ulegają znacznym zmianom, dlatego wymagane jest dobrej jakości wykonanie elementów, aby zapewnić stabilną pracę i długą żywotność.