Jak działa spawarka – budowa spawarki transformatorowej i inwertorowej

Spawarka – budowa

Spawarki są sprzętem, z którym z pewnością spotkał się każdy, przynajmniej raz w życiu. Ich praca jest niezastąpiona. Za pomocą tego rodzaju sprzętu naprawimy uszkodzone części urządzeń, sprzętów lub stworzymy nowe poprzez łączenie elementów. Najczęściej stosowane są w budownictwie, ale coraz częściej używane są do zastosowań domowych. Nowoczesne rozwiązania, niewielkie rozmiary oraz prosta obsługa zachęcają do zakupów domowych majsterkowiczów. Urządzeń spawalniczych jest wiele, w związku z czym przed zakupem warto wiedzieć jak są zbudowane i w jakim zastosowaniu sprawdzą się najlepiej.

Podział spawarek ze względu na technikę spawania

Główny podział spawarek opiera się na technikach wykorzystanych do spawania. Z uwagi na to wyróżniamy spawarki:

• MIG/MAG – potocznie nazywane migomatami. Są to jedne z najprostszych i najchętniej kupowanych spawarek. Ich praca opiera się na wykorzystaniu osłony gazu. Są one zdolne do łączenia materiałów różnych rodzajów. Sprzęt stosowany jest między innymi do łączenia grubych materiałów z aluminium. Spoina zostaje stworzona z drutu, który jest elektrodą topliwą oraz stopionego materiału. Spawanie odbywa się bez problemów, obsługa sprzętu jest prosta, łatwa do opanowania przez każdego użytkownika.
• MMA – sprzęt bardziej zaawansowany technicznie niż poprzednik. Zawiera elektrodę otuloną, która podczas pracy spala się i łączy się z materiałem. Z uwagi na bieżące zużywani elektrody, należy ją często wymieniać, a podczas spawania powstaje żużel, który należy wyczyścić po każdym użyciu. Są one wykorzystywane do pracy w trudno dostępnych miejscach. 
• TIG – uznawane są profesjonalne i używane głównie w dużych zakładach spawalniczych. Technologia opiera się na wykorzystywaniu elektrody nietopliwej w formie wolframu. Spawarki mają możliwość przejścia w tryb pracy MMA i zastosowania w miejscach, do których trudno dotrzeć. Sprzęt jest stosowany do uzyskania gładkich, estetycznych spoin oraz spawania cienkich materiałów (np. blachy).

Wszystkie przedstawione rodzaje spawania są wykorzystywane w różnych typach sprzętów, zarówno inwertorowych, jak i transformatorowych. Czym są i czym różnią się oba rodzaje sprzętów? Sprawdźmy.

Czym jest spawarka inwertorowa?

Jest to innowacyjny sprzęt wyprodukowany w oparciu o nowoczesne technologię, a dzięki prostocie użytkowania wykorzystywany na szeroką skalę. Spawarka inwertorowa to rodzaj sprzętu, który został wyposażony w elektroniczny system regulacji napięcia spawania a technologię opracowano na bazie krzemu. Praca polega na zamienia prądu zmiennego na stały. Spawarka przekształca prąd zmienny pobierany z sieci w stały, zwiększając jego częstotliwość i ponownie zamienia go w zmienny. Do konwersji mocy wykorzystano wiele elementów elektronicznych, które potrafią bardzo szybko włączyć i wyłączyć zasilenie. Dzięki nim, inwerter zwiększa częstotliwość zasilania z 50 Hz do nawet 100 000 Hz. Spawarki inwertorowe odznaczają się wysoką sprawnością, wynoszącą nawet 90%. Sprawność to stosunek czasu spawania do czasu niezbędnego na chłodzenie spawarki. Dla przykładu: jeżeli sprawność wynosi 60% to oznacza, że spawarka jest w stanie pracować przez 6 minut a kolejne 4 minuty potrzebuje na chłodzenie. Wysoka sprawność pozwala na to, żeby źródłem prądu dla sprzętu był agregat prądotwórczy, dzięki czemu możemy korzystać z niego w terenie. Spawarki inwertorowe są zazwyczaj dopasowane do użycia wszystkich technik: mig/mag, mma, tig, co czyni je sprzętem uniwersalnym o szerokim zastosowaniu.

Jak działa spawarka transformatorowa?

Spawarki transformatorowe różnią się od inwertorowej przede wszystkim budową, co przekłada się na różnice w zasadzie działania. Z biegiem czasu ten rodzaj spawarki zostaje zastąpiony inwertorową, która jest bardziej efektywna i sprawniejsza. Opcje transformatorowe, jak sama nazwa mówi, wykorzystują transformator, który jest duży i ciężki. Zbudowany jest ze stalowego rdzenia i uzwojenia pierwotnego oraz wtórnego w postaci dwóch cewek. Po podłączeniu napięcia, prąd dopływający do uzwojenia pierwotnego wytwarza pole magnetyczne, które przepływając przez rdzeń transformatora, pod wpływem indukcji elektromagnetycznej wytwarza napięcie na uzwojeniu wtórnym. Na tej zasadzie następuje zamiana energii w łuk elektryczny, służący do spajania różnych materiałów. Zaletą sprzętu jest stosunkowy niski koszt zakupu oraz eksploatacji, a także prosta konstrukcja. Wadami są natomiast: możliwość korzystania z jednej, maksymalnie dwóch technik łączenia metalu, duże gabaryty i spora waga, brak mobilności, długie chłodzenie sprzętu. Ponadto spawarka odznacza się stosunkowi niską sprawności, wynoszącą ok. 50-60%.

Jak zbudowana jest spawarka?

Wyposażenie spawarek bez względu na rodzaj i wykorzystaną technikę jest zbliżona. Najważniejszymi elementami budowy jest w przypadku spawarek inwertorowych – inwerter, a w spawarkach transformatorowych – transformator. Są to elementy od których zależy praca sprzętu, bowiem to one przekształcają energię, wykorzystywany do łączenia materiałów. Poza tym każdy sprzęt wyposażona jest w źródło prądu połączone z układem sterowania. Różnicą w budowie jest podajnik drutu, który może być automatyczny lub ręczny. Jeżeli do czynienia mamy ze spawarką wykorzystująca gaz osłonowy, w budowie wyróżnia się przewód z uchwytem. Za jego pomocą dostarczany jest prąd spawania i gaz osłonowy, służy także do chłodzenia sprzętu. Gaz osłonowy znajduje się w butli, która jest dodatkowym wyposażeniem sprzętów tego typu. Wszystkie modele wyposażone są w uchwyty spawalnicze, a niektóre posiadają również chłodnice.

Jak zbudowana jest spawarka inwertorowa?

Spawarki inwertorowe są bardziej skomplikowane, z tego względu przyjrzyjmy się ich budowie bliżej. Elementami budowy są m.in. prostownik napięcia, prostownik wtórny podwyższonej częstotliwości, filtr pojemnościowy, dławik filtrujący, falownik tranzystorowy, inwerter, transformator. Jak już wspomniano wcześniej inwerter zwiększa częstotliwość prądu i zamienia prąd stały w zmienny. Transformator natomiast obniża napięcie, aby mogło dojść do zajarzenia łuku elektrycznego, jego inną funkcją jest oddzielenie sieci zasilającej od obwodu spawania. Poza tym spawarki inwertorowe wyposażone są w mikrokontroler. Ten element stanowi połączenie układu sterowania z elektroniką, które daje możliwość zmiany charakterystyki elektrycznej mocy z dokładności do 1A. Przekłada się to na wysoką precyzję i dokładność spawu.

Jaką spawarkę wybrać?

Spawarka inwertorowa jest zdecydowanie bardziej nowoczesnym sprzętem, dostosowanym do większości prac. Małe spawarki mogą być z łatwością przenoszone, dzięki czemu można je wykorzystać w każdym miejscu. Ponadto mogą być podłączone w tradycyjnym gniazdku elektrycznym, nie wymagają specjalnej instalacji. Są przeznaczone do łączenia różnych rodzajów materiałów. Dzięki wykorzystaniu wszystkich technik pracy, spawacz sam decyduje z której skorzysta. Producenci wychodząc naprzeciw klientom rozwijają sprzęty i dostosowują je do różnego zastosowania. Przed zakupem zawsze warto przeczytać zalecenia producenta, w których jest ściśle określone do czego najlepiej wykorzystać dany sprzęt. Dla amatorów polecamy sprzęt typu mig – mag. Są one najbardziej uniwersalne, poradzą sobie z większością materiałów. Są najchętniej wybierane do prac domowych. Wykorzystuję je również spawalnicy w warsztatach, niewielkich zakładach. Spawarki typu mma i tig również nadają się do użytku domowego, jednak zakres ich prac jest szerszy, przez co sprzęt jest droższy. Jeżeli jednak myślisz o zastosowaniu sprzętu również w pracy, te wybory będą dla ciebie dobrym rozwiązaniem. Profesjonalne tigi poradzą sobie z materiałami bardziej wymagającymi, grubszymi. W związku z tym są mocniejsze niż migomaty. Otrzymane spoiwa są zdecydowanie bardziej trwałe, a przede wszystkim bardziej estetyczne. Z tego względy spawarki tig wykorzystywane są w przemyśle chemicznym, profesjonalnej branży spawalniczej przy produkcji konstrukcji metalowych, stalowych elementów. W tym momencie warto wspomnieć o tym, że bez względu na wybór sprzęty zawsze musimy pamiętać o ochronie indywidualnej i wybierać zestawy wyposażone w dobre przyłbice spawalnicze. Jeżeli natomiast nie są dołączone do zestawu zdecydowanie warto zainwestować w ich zakup.