Invertersvets

Den som tänkt köpa ny svets kan få fundera över om det ska bli en invertersvets eller ej. Det framställs som en modern energieffektiv teknik vilket det också är.

Att svetsmaskinerna blivit mindre har nog de flesta kunnat konstatera. Nu har invertertekniken formligen expoderat och mängder av svetsmaskiner av olika fabrikat och modell har denna teknik.

Omvandling av spänning och ström med inverterteknik finns för alla vanliga metoder med MIG/MAG, TIG, MMA och plasmaskärare.

Före år 2000 var i princip alla svetsar tunga och stora eftersom man då nästan alltid använde 50 Hertz transformatorer. För att kunna svetsa till exempel med MIG-svets behöver vi omvandla spänningen från exempelvis 230 volt växelspänning till en mer lämplig nivå på kanske 16 volt likspänning. 50 Hertz transformator och likriktare är den ursprungliga tekniken att lösa detta på men dessa transformatorer är tunga och stora och med dagens mått inte så effektiva.

Svetsar för hobbybruk är maskiner som ofta får korta drifttider. Man ska därför inte stirra sig blind på energieffektivitet och effektförluster men man slås lätt av att svetsmaskiner med inverterteknik presterar mer svetsström per inmatad amper från vägguttaget. De är dessutom mindre, lättare och är ibland försedda med fler svetsfunktioner och det kan kännas intressant.

Inverter är ett annat sätt att styra en transformator att arbeta på högre frekvens. Den utgår egentligen ifrån en likspänning som "råvara". Det gör att en inversvets först omvandlar växelspänning till likspänning. 230 volt växelspänning blir strax över 300 volt vilket då är den råspänning som en invertersvets egentligen omvandlar till nivåer kring 12-20 volt under svetsning.

Inverter - spänningsomvandling med små magnetiska förluster

Just att vi använder högre frekvens än vägguttagets 50 Hertz gör att effektiviteten ökar. En invertersvets arbetar istället kring 100 Khz i sin transformatordel vilket gör spänningsomvandlingen betydligt mer effektiv. Detta ger även en stor besparing på vikt eftersom transformatorkärnan kan göras mindre och mängden koppar därför också minskar. En viktbesparing på 80% är inte ovanlig.

Lite allmänt kallas detta för switchad effektelektronik eller switchad spänningsomvandlare. Det är elektroniska kretsar och komponenter som styr omvandlingen. Till en början användes transistorer i svetsar av typen MOS-fet och senare även typen IBGT-transistor. De används som elektronisk brytare när strömpulser i varierad längd reglerar efter ström eller spänning. En IBGT kan leda i båda riktningarna och med mycket lågt spänningsfall. Det gör att det bildas mindre värme i komponenten.

IBGT är en tydligt marknadsförd teknik som finns i invertersvetsar. Både IBGT och MOS-fet är tekniker som gör svetsmaskiner lätta, mindre och billigare men IBGT anses vara mest energieffektiv. Den egentliga viktbesparingen består av den mindre och effektivare transformatorn som med sin ringkärna och lindning också bidrar till en svalare lösning.

Om tillverkaren dessutom har gjort ett bra jobb kan svetsen också få mer förfinade funktioner eftersom strömmen är möjlig att designa för att optimera svetsprocesser. Strömdesignen till en svets kan lagras genom en programvara i ett digitalt minne så användaren på ett enklare sätt kan välja vilken typ av metall, tjocklek på gods och tillsatsmaterial man ska svetsa i.

Strömdesignen kan också förändras av den som använder svetsmaskinen för att optimera ett resultat. Inställningarna kan sedan lagras ner på programplatser för att sedan tas fram vid ett senare tillfälle då liknande svetsarbeten görs.

De moderna svetsmaskinerna har därmed gått från att vara en relativt stor och tung med 50 hertz transformator och likriktare till att vara en datorstyrd switchad spänningsomvandlare med algoritmer och strömdesign som gör svetsningen lättare och bättre.

När man köper en invertersvets är det mer en elektronikapparat än en "maskin" man får med sig. Möjligheten med smarta egenskaper är positivt men man får ta hänsyn till att elektronik gör den mer känslig för fukt och damm. Felaktigheter kan även dölja sig i programvaran i svetsmaskinen. Vid nyköp gäller att alltid testa och använda svetsmaskinens funktioner med uppmärksamhet innan garantitiden gått ut.

Invertersvetsar blir lättare att använda när invertersvetsen programmerats för synergiska parametrar. Detta gäller särskilt MIG/MAG-svetsar. En ständig utmaning för en ovan svetsare är att ställa in rätt trådmatning i förhållande till svetsspänning som i sin tur är beroende av godstjocklek och typ av metall.

Om svetsen har synergiskt användargränssnitt, är det enklare att ställa in svetsen rätt.
Exempel:

1. Välj typen av metall - t.ex. du väljer stål men har också alternativ för aluminium, rostfritt och koppar/kisel
2. Välj godstjocklek - t.ex. du har ett material med 3 mm. gods som ska svetsas i.
3. Grovleken på svetstråden - t.ex. du har satt i 0,8 mm. svetstråd.

Med dessa tre uppgifter kan svetsningen startas upp och troligtvis är då svetsen 95% rätt inställd utan större ansträngning. Därtill kan läggas att svetsen kan ta in ytterligare uppgifter om karaktär som önskat utseende på svetsfog o.s.v. Svetsen kan härigenom kompenserar för metallers olika egenskaper vilket annars skulle kräva mer ingående kännedom och erfarenhet.

Synergisk svetsmaskin - "Synergic Welder"

När svetsar har just denna egenskap så kan det också kallas för synergisvets, eller som det kan stå i en förklarande text, "synergic welder".

Det finns olika nivåer av synergiskt anpassade gränssnitt men ordet "syn" syftar på synergi . Poängen är att den som svetsar ska få så få (ibland bara en) rattar att vrida på och att svetsen själv ska klara balansen mellan svetsspänning/ strömbegränsning och trådmatning.

Med att "bara vrida på en ratt" menar vi här behovet att få svetsen att bränna djupare eller ytligare i förhållande till godsets tjocklek. Att balansera svetsspänning och trådmatning med enklare svetsmaskiner tar tid att lära sig.

Fullt synergiska svetsar har ofta även visning av godstjocklek. Istället för att enbart förhålla sig till en viss trådmatning kan man samtidigt se vilken godstjocklek som inställningen passar för. Svetsar man t.ex. i plåt 1 mm. och vill ha lite mer genombränning ökar man exempelvis från 1 mm. till 1,1 eller 1,2 mm. på svetsens display. Man kan helt enkelt tänka i materialtjocklek vilket är mer logiskt för den som svetsar mer sällan.

Svetsar för yrkesbruk och/eller hobby

Att svetsar liksom bilar blivit mer komplexa i sin konstruktion framgår tydligt men blir av det enklare att ställa in och använda. För att klara en verkstadsmiljö behöver elektroniken i en svets vara skyddad vilket inte alltid är fallet. För dig som tänkt köpa ny svets gäller alltså att räkna med lite mer omsorg om svetsmaskinen i sig.

Hur man ska tänka beroende på i vilken miljö du tänkt arbeta och hur svetsen förvaras då du inte använder den? Sinnebilden för svetsverkstad kan variera men traditionellt kan en verkstad ha varierande temperatur, fuktnivå och luftkvalité.

En parameter som är tydlig är IP- klassningen för svetsen. Många svetsar uppnår IP21 som betyder torra utrymmen inomhus. Vissa svetsar är lite mer påkostade och blir klassade som IP23 och tål då att användas utomhus även med risk för lite regnstänk. IP23 är i stort sett alltid svetsmaskiner för yrkesbruk och kostar därmed mer.

Slipdamm i fläktkylda svetsar

Invertersvetsar är i stor sett alltid fläktkylda. Det gör att man kan ta ut mer ström ur elektroniken. Med fläktkylningen kommer risken att innanmätet samlar på sig damm inuti svetsmaskinen. Lägg så till lite varierande fuktighet så blir det lite att fundera över.

• Då sliparbete görs tillförs luften slipfragment och damm som kommer in då svetsens kylfläktar är aktiva.
• Om temperaturen tillåts variera kan fuktigheten öka och kondens riskerar bildas på elektroniken.
• Om svetsen transporteras och används på fältet kommer mekanisk påkänning att bli tärande på konstruktionen.

Om du vill ha en invertersvets bör du se svetsen som vilken annan elektronikprodukt som helst. Detta gäller i synnerhet om svetsen är av hobbykaraktär, det vill säga lågpris. Du kan förlänga hållbarheten om du:

• Förvarar den i tempererad och torr miljö.
• Med viss regelbundenhet vart/vartannat år blåsa rent från damm och metallpartiklar så inte överslag kan ske på kretskort och liknande.
• Hantera svetsen "mekaniskt varsamt" när den transporteras.
• Dra ur svetsen ur vägguttaget sommartid för åska.

Vilken svetsmaskin passar dina behov?

För svetsmaskiner som är gjorda för att vara mer robusta i en yrkesmiljö blir av det skälet betydligt dyrare. Vi pratar då om svetsmaskiner som både ska prestera maximalt men även tåla damm, fukt och transport. Väl på plats ska de kunna användas med varierande längd på kablage, klara att svetsa under långa sessioner mm. Räkna därför med en prislapp 4-7 ggr högre för en yrkessvets mot en hobbysvets.

Eftersom svetsar med traditionell transformator fortfarande säljs är valet av svets fortfarande ett val mellan invertersvets eller traditionell svets med 50 Hz transformator.

Du kan kalkylera med att 35 amper eller mer per millimeter svetsgods behövs i medeltal för stål och aluminium. Det gör att en svets som presterar 200 amper kan skapa resultat i 5-6 mm. svetsgods. Räkna med att en svets alltid behöver vilotid när max strömkapacitet tas ut. Detta är ofta en kvalitetsparameter. Om svetsen har låga värden för så kallad intermittens är svetsen förmodligen av hobbytyp. Intermittens beskrivs som ett procenttal där 40% betyder 4 minuter körtid efterföljt av 6 minuter vila.

• Yrkessvetsar kan ha intermittensfaktor på 60% (klarar 6 minuter plus 4 minuter vila) vid max uttag.
• Hobbysvetsar kan ha så låga värden som 10-15% intermittens (d.v.s. 1 minut svetsning och 9 minuter vila) på full effekt.
• En bra hobbysvets klarar kontinuerlig svetsning på halva maxströmmen och har en intermittens med 25% eller bättre på full effekt.

I regel har invertersvetsar bättre intermittensfaktor och ger mer ström i svetshandtaget per inmatad amper från vägguttaget. Det beror på att switchade spänningsomvandlare är effektivare. De kan helt enkelt omvandla till de spänningar vi vill ha med mindre värmeförluster.

Välja svets med inverter eller transformator?

Resonemanget att välja bland inverter eller 50 Hz-teknik kan sammanfattas med följande:

Transformatornätdel 50 Hz - ger en mer robust svets men kostar då något mer per amper. Om svetsen är av 3-fastyp brukar funktionen anses vara stabilare än för motsvarande 1-fassvetsar. Du ska i så fall välja en 3-fassvets med eventuellt lite mer kapacitet än det som är ditt basbehov. Vanliga kapaciteter för mindre 3-fassvetsar är 190-250 amper.

1. Du uppskattar teknik som är enkel snarare än en massa finesser och vill av det skälet ha så lite elektronik i dina grejer. Att ansluta till 3-fasuttag är inget problem ifall valet skulle falla på en trefassvets.
2. Du ser inget problem i att svetsen blir större, tyngre och svårare att transportera, den kanske inte ska transporteras.
3. Du tycker det är bra om svetsen också har plats för en gastub baktill så allt blir till en enhet flyttbar på hjul eftersom 3-fassvetsar i regel redan står på hjul med plats för tub bak.
4. Om du är inställd på en enfassvets med 50 Hz transformator är du också nöjd med en maxkapacitet som toppar på 160 amper.

Svets med inverterteknik är mer energieffektiv. På enfas 230 volt får man ut upp mot 200 amper över 16 amper säkring. Ofta finns någon mer funktion i svetsen som MMA- eller TIG-svetsfunktion.

1. Du uppskattar att svetsen är liten och stark eftersom garaget redan är fullt.
2. Du gillar att kunna förfina inställningarna för att sedan laga dessa på programplatser.
3. Du tycker det är suveränt att den därmed blir lätt att transportera.
4. Du har bara enfasuttag i dina utrymmen och att leja en elektriker kostar nästan mer än svetsen.
5. Du gillar tekniska finesser inte minst att man kan lagra svetsens inställningar så du lätt hittar rätt inställning nästa gång.
6. Du förstår att mer elektronik i sig kan göra svetsen mer känslig men vill inte byta ut de smarta egenskaperna.

I det som beskrivits ovan finns givetvis svetsar som utgör undantag. Till exempel finns 3-fas invertersvetsar som gjorts lika fysiskt stora som de med 50 Hz transformator. Det finns också varianter på 50 Hz transformatorteknik i svetsar som gjorts mer intelligent med datormodul och programmerad logik vad gäller inställningsmöjligheter, lagringsplatser m.m.

De moderna invertersvetsarna med fler funktioner ska också ses i skenet av att kombisvetsar ofta har en primär svetsfunktion. Om svetsen är en så kallad 3-i en, d.v.s den har till exempel MIG, TIG och MMA i samma maskin så kan en av dessa vara den primära funktionen. De andra två är därför sekundära och kan sakna vissa funktionell kvalité. Det betyder till exempel att man inte alltid kan förvänta sig ett perfekt uppförande av en sekundär MMA-funktion ifall svetsen är en MIG-svets primärt.

När du ska köpa en svets utgå gärna från beskrivningarna ovan men läs gärna igenom punkterna nedan också.

1. Om du köper en begagnad svets, se till att få prova den före köpet. Kolla om det fortfarande finns slitdelar att köpa till den. Om delar inte går att få tag på ska det vägas mot priset.
2. Vid nyköp, var försiktig med att direkt välja den billigaste svetsmaskinen du hittat utan att beakta specifikationen och garantin. Jämför specifikation och pris med andra fabrikat eftersom ibland har svetsar lågt pris och bra funktioner/prestanda. Svetsar i de absolut lägsta prisklasserna är ofta en besvikelse men det beror på hur man jämför.
3. Se om du hittar recensioner på produkten.
4. Räkna med att fler andra verktyg och tillbehör behövs för att kapa och slipa rent där du ska svetsa. Likaså svetshjälm, skyddskläder, svetshandskar, brandsläckare, brandfilt m.m.
5. Om din svets behöver skyddsgas vilket gäller MIG/MAG- svetsning och TIG-svetsning så bör du överväga gasleverantör. Välj AGA Mison skyddsgas så får du en av de bästa gasprodukter som finns. Mison-gasserien är specifikt framtagen för att skydda svetsaren från skadligt ozon. Mison-gasserien passar därför bra för alla som inte har utsug där man svetsar.
6. Är målet att svetsa med MMA, d.v.s. du ska svetsa med belagda elektroder så bör du veta om att dessa åldras/ tar åt sig fukt och får försämrade egenskaper av det. De ska därför lagras så torrt som möjligt. Öppna inte en paket elektroder i onödan eftersom den då tar åt sig fukt.

God lycka med ditt inklöp!