Zasada działania i proces pracy spawarki inwerterowej

1. Zasada działania spawarki inwertorowej

Inwersja i prostowanie to dwa przeciwstawne pojęcia. Prostowanie to proces przekształcania prądu przemiennego na prąd stały, natomiast inwerter to proces zmiany prądu stałego na prąd przemienny. Źródło zasilania do spawania łukowego wykorzystujące technologię inwertorową nazywa się spawarką inwertorową. Proces inwertorowy wymaga wysokoprądowych elektronicznych urządzeń przełączających, a spawarka inwertorowa wykorzystująca tranzystor bipolarny z izolowaną bramką IGBT jako element przełączający staje się spawarką inwertorową IGBT.

2. Proces pracy spawarki inwertorowej

Prostowanie trójfazowego lub jednofazowego prądu przemiennego o częstotliwości sieciowej i uzyskanie po filtracji gładszego prądu stałego. Obwód inwertora złożony z tranzystorów IGBT przekształca prąd stały w prąd przemienny o częstotliwości kilkudziesięciu kHz, który jest obniżany przez główny transformator, a następnie prostowany i filtrowany, aby uzyskać stabilny prąd spawania o napięciu stałym.

Z powodu wysokiej częstotliwości pracy inwertora, przekrój poprzeczny rdzenia i liczba zwojów głównego transformatora są znacznie zmniejszone. Dlatego spawarka inwertorowa może w dużym stopniu oszczędzać materiały metalowe, zmniejszać rozmiar i wagę, znacznie redukować straty mocy, a co ważniejsze, spawarka inwertorowa może regulować prąd wyjściowy w ciągu mikrosekund, dzięki czemu możliwe jest realizowanie idealnego procesu sterowania wymaganego przez proces spawania i uzyskanie zadowalającego efektu spawania.

Chociaż obwód jest zamknięty, to właśnie dlatego, że jest zamknięty, cały obwód jest równy prądowi; jednak opór w różnych miejscach jest różny, zwłaszcza tam, gdzie opór jest największy – na niezabezpieczonym styku. Ten opór nazywa się fizycznie oporem stykowym. Zgodnie z prawem efektu cieplnego prądu (zwanym też prawem Joule'a), Q=I kwadrat Rt pokazuje, że przy równym prądzie większy opór powoduje większe nagrzewanie, a styki elektrody podczas spawania są również połączone z metalową częścią. Jeśli opór stykowy jest największy, to ciepło elektryczne generowane w tym miejscu jest naturalnie największe. Pręt spawalniczy jest stopem o niższej temperaturze topnienia, który łatwo się topi. Roztopione jądro stopu elektrody przylega do spawanego przedmiotu, a następnie stygnie, łącząc spawane elementy.

Ponieważ spawarka inwertorowa jest typowym zasilaczem impulsowym (charakteryzuje się specyficznymi właściwościami wyjściowymi), ma dużą moc wyjściową, a warunki pracy znacznie się zmieniają, dlatego jakość komponentów musi być wysoka, aby zapewnić stabilną pracę i długą żywotność.