Інновації від Kemppi, які визначають майбутнє!

Як створюються інновації? Чи є нові технології результатом праць і досліджень кількох поколінь, таким собі узагальненням вже існуючих знань, ретельно проаналізованих і адаптованих під потреби нинішнього часу? Безсумнівно, це так! Але для інженерів-новаторів з фінської компанії Kemppi OY існує ще один важливий фактор, який дає можливість розширити свій кругозір і вийти за рамки сприйняття буденного. Це - фантазії! Розробка будь-якої інновації починається з мрії. З мрії зварювальника або інженера - не важливо, головне - бажання пізнавати і прагнути відкривати нові горизонти для досягнення намічених цілей.

Подібний підхід до розробки інноваційного продукту дозволяє компанії Kemppi OY займати лідируючі позиції у виробництві новітніх зварювальних рішень. Розвиток зварювальної промисловості впевнено йде вперед і багато кардинальних зміни відбулися вже в останні кілька десятиліть. Еволюцію технологій можна відстежити в простому огляді зварювальних апаратів. Щоб побачити різницю - просто порівняйте перше в світі інверторне джерело живлення Kemppi Hilarc-250, родом з 1970-х років, і новинку 2017 року - X8 MIG Welder від Kemppi!

Kemppi Hilarc - техніка, яка зробила прорив в зварюванні

На сьогоднішній день зварювальний інвертор - буденне обладнання для будь-якого фахівця, який щодня працює зі зварюванням і знає про нього все. Хоча, можливо, не всі повністю усвідомлюють роль інверторних технологій в еволюції зварювального обладнання - адже те, що для нас буденно, не є чимось інноваційним.

Незважаючи на те, що інверторна технологія відома ще з початку ХХ-го століття, знайти спосіб використовувати її в зварювальних джерелах живлення було непросто. Так було до 1970-х років, тільки лише тоді стало можливим впровадження нових технологій, в тому числі, в технологію дугового зварювання. Глобалізація технологічного процесу ставила нові завдання перед інженерами-фізиками компанії Kemppi OY. Для проведення дугового зварювання потрібно було нове обладнання, більш ефективне, універсальне і компактне, яке характеризувалося б екологічністю і здатністю вирішувати зварювальні завдання з меншими енерговитратами.

Дослідження тривали майже все десятиліття. І, нарешті, в 1977 році на міжнародній виставці Schweissen & Schneiden в Ессені (Німеччина) Kemppi OY презентує нове джерело живлення Hilark-250. Його основним елементом були швидкісні потужні тиристори, які перетворювали постійний струм в змінний з частотою близько 3 кГц. Це стало початком розвитку інверторних джерел живлення в зварювальній техніці. Якщо у звичайних зварювальних випрямлячів співставлення зварювального струму до одиниці маси близько 1-1.5 А / кг, то у інверторів на швидкісних тиристорах цей показник дорівнює 4-5 А / кг. Нова технологія дозволила істотно поліпшити зварювальні характеристики обладнання, зробивши можливим знизити енергоспоживання до 80% при ММА зварювання (в порівнянні з традиційними трансформаторними машинами).

Принцип дії зварювального інвертора, його переваги та недоліки

Змінний струм від споживчої мережі, частотою 50 Гц, надходить на випрямляч. Випрямлений струм згладжується фільтром, потім отриманий постійний струм перетвориться інвертором за допомогою спеціальних транзисторів з дуже великою частотою комутацій в змінний, але вже високої частоти 20-50 кГц і більше.

Після, змінна напруга високої частоти знижується до 70-90 В, а сила струму, відповідно, підвищується до необхідних для зварювання 100-200 А.

Висока частота - основне технічне рішення, яке дозволяє добитися колосальних переваг зварювального інвертора, якщо порівнювати з іншими джерелами живлення зварювальної дуги.

У інверторному зварювальному апараті сила зварювального струму потрібної величини досягається шляхом перетворення високочастотних струмів, а не шляхом перетворення ЕРС в котушці індукції, як це відбувається в трансформаторних апаратах. Попередні перетворення електричних струмів дозволяють використовувати трансформатор з дуже малими габаритами.

Наприклад, щоб отримати в інверторі зварювальний струм 160А досить трансформатора, вага якого 250 г, а на звичайних зварювальних апаратах необхідний трансформатор з мідною обмоткою і вагою 18 кг.

Одна з головних переваг інвертора - мінімальна вага. Крім того, можливість застосовувати для зварювання електроди як змінного, так і постійного струму. Що важливо при зварюванні кольорових металів і чавуну.

Також інверторний зварювальний апарат має широкий діапазон регулювання зварювального струму. Це дає можливість для застосування аргоно-дугового зварювання неплавким електродом.

Крім цього в кожному інверторі є функції: «Hot start» (гарячий старт) - для підпалу електрода подається максимальна величина струму, «Anti-Sticking» при короткому замиканні зварювальний струм знижується до мінімуму, що не дозволяє електроду залипати при зіткненні з деталлю, «Arc Force »- для запобігання залипання в момент відриву краплі металу струм зростає до оптимального значення.

З недоліків зварювальних інверторів можна назвати більш високу вартість, ніж у трансформаторних джерел. Як і будь-яка електроніка, інвертори бояться пилу, тому виробники рекомендують хоча б два рази на рік розкривати апарат і видаляти пил. Якщо він працює на будівництві або виробництві - то частіше, у міру забруднення. І як будь-яка електроніка деякі (в основному недорогі) зварювальні інвертори не люблять морозу.

Так, при температурі нижче 150С, експлуатація інвертора можлива не у всіх випадках - в залежності від того, які деталі і технологію у виготовленні використовував виробник. Тому потрібно дивитися на технічні характеристики, заявлені заводом-виробником, а також враховувати технологію у виробництві.

Компанія Kemppi OY враховує ці чинники, тому її інверторні апарати працюють при температурах від -20 ° С до + 40 ° С і практично «не бояться» пилу. Ще ці інверторні джерела живлення, родом з Фінляндії, мають особливий «недолік» - вони рідко виходять з ладу і тому служать довго.

Зварювальні інвертори - якість і зручність зварювальних робіт

Дугове зварювання - відповідальна робота. Для її проведення зварник повинен володіти достатнім практичним досвідом і знаннями теорії. Зварювальні інвертори спростили процес і вирішили багато питання, що виникали.

Перша вирішена проблема - це підпалювання дуги. У колишніх зварювальних трансформаторів вихідна напруга пропорційно залежить від вхідного. Низька напруга, поширена в наших мережах, не дає можливості підпалити дугу, електрод починає «залипати».

При додаванні струму трансформатора, навпаки - метал «перепалюється». Конструкція зварювальних інверторів така, що напруга на виході не залежить від напруги на вході, а встановлений зварювальний струм тримається незмінним незалежно від напруги. Інвертори запобігають «залипанню» електродів і легко створюють стійку дугу.

Під час роботи зі звичайними апаратами можливо «перепалити» або «недопалити» метал. Це обумовлено тим, що вони погано тримають необхідну величину струму зварювання. Адже вона змінюється і залежить від напруги мережі.

Коли метал «перепалений» - зварювальний шов послаблюється, в ньому утворюються отвори і раковини. При «недопалі» також відбувається ослаблення шва. У зварювального інвертора струм встановлюється потенціометром відповідно до шкали зварювального струму і залишається незмінним.

Початківцю зварнику важко навчитися утримувати дугу. Після утворення дуги електроду дається нахил приблизно в 15 градусів і його потрібно переміщати щодо стику деталей. Нахил може бути як у бік руху електрода, так і в протилежному напряму. Поряд з поздовжнім рухом його необхідно переміщати перпендикулярно шву. З цим пов'язана довжина дуги.

Основні види електродів передбачені для роботи короткою дугою. Тому потрібно постійно рухати електрод в перпендикулярному напрямку таким чином, щоб від електрода до деталей, що зварюються, був проміжок приблизно в два його діаметра.

Зварювальні інвертори здатні строго підтримувати обраний струм. і до того ж він постійний. Ці фактори дозволяють не особливо критично ставитися до довжини дуги, що полегшує роботу зварювальника, особливо початківця, причому якість шва в даному випадку з довжиною дуги вже не пов'язана.

Коли немає можливості розташувати деталі горизонтально - потрібно пам'ятати, що розплавлений метал піддається земному тяжінню так само, як і крапля води.

При роботі зі стельовими і вертикальними швами потрібно своєчасно зупинитися і почекати, коли розплавлена ​​крапля всередині шва злегка охолоне - і відразу ж «підпалювати» поруч наступну дугу, рухаючись вище і вище уздовж шва. Таке зварювання називають «прихватками». Застосовуючи зварювальний інвертор, опанувати «прихватки» не складає труднощів навіть новачкові.

Досвід показує - зварювальні інвертори полегшують «підпал», контролюють дугу, усувають «залипання», не вимагають спеціальних навичок для поводження з собою. Все це робить інвертори вигідними для застосування і в сфері промислового виробництва і домашнього використання.

Підводячи підсумок

Успішним інвертор Hilark-250 від Kemppi OY в 1970-х роках, в значній мірі, став завдяки дослідницьким зусиллям Мартті Канервісто. Він очолив робочу групу, метою якої було вивчення різних способів використання технології перетворення частоти в зварювальних джерелах.

Також, одним з членів дослідницької групи, які брали участь в розробках інверторного джерела живлення, був Тапани Мекімаа, який все ще працює в Kemppi OY в науково-дослідному відділі. Від виникнення ідеї по створенню інверторного джерела живлення до презентації його світу був пройдений довгий шлях, що складався з великої кількості випробувань і експериментів. «Розробляючи інноваційне рішення потрібно не тільки вірити в його успішність, а й володіти потрібними знаннями і здатністю прораховувати все до найменших деталей. У майбутньому люди все більше будуть працювати над спрощенням і поліпшенням вже існуючих технологій. Від глобалізації технологічного процесу нікуди не подітися! », - резюмує свій 40-річний період роботи в Kemppi OY Мекімаа.

Для Kemppi OY, як і для всього світу, дата створення першого інвертора дуже важлива. Тому, купуючи зварювальне обладнання від Kemppi в 2017 році, користувачі змогли побачити на його корпусі невеликий тематичний інформативний знак.

40 років зварювальним технологіям, які змінили світ