Ha nem is egykönnyen, de végül elérkeztünk cikksorozatunk befejező részéhez. Talán ez lesz a legnagyobb terjedelmű az összes közül – mai témánk, az inverteres hegesztőgépek minden tekintetben megérdemlik ezt a pluszban ráfordított időt!

Meg kell mondjam, igazán jó minőségben és termelékenységgel csak azóta tudok hegesztőmunkát végezni, mióta hozzánk került a lentebb majd részletesebben is bemutatott Einhell ISG-1000 típusú inverter. Pedig ezelőtt több mint 30 évvel hegesztettem először, suttyó kamaszként egy iskolatársam apukájának barkácsműhelyében, nem sokkal később pedig saját hegesztőtrafóra tettem szert. Azóta valahogy “mindig volt a háznál” valamilyen hegesztőgép, de egyikkel sem voltam elégedett, egyikkel sem lehetett igazán jól dolgozni… Persze, mindegyik a “hagyományos” trafó volt…

Aztán megérkezett ez a kis készülék. Jelképes összegért, merthogy hibásként kaptam meg, megjavíttatásával az előző gazda nem akart foglalkozni. Inkább eladta, kabátgombokért… Nekem félóra munka volt megjavítani, utána még két óra trükközéssel megszüntettem a típushibáit – ez egy korai konstrukciójú, viszonylag olcsó barkácskategóriás eszköz -, és ezek után az összes korábbi hegesztési problémáimat “mintha elvágták volna”..

A javítás, és a csekély átalakítás óta a készülék kifogástalanul működik, pedig rendszeresen volt használva teljes teljesítménnyel (100A) is, nem mindig ideális körülmények között. Tizenöt éve megvan, most is hibátlan, bármikor használatba vehető. Ennyit az ostoba tévhitről, miszerint az inverteres hegesztőgépek megbízhatatlanok…

Időközben beszereztünk egy profi, kisipari “mindentudó” (MMA / AWI / MIG-MAG) gépet is, természetesen ez is inverteres, és természetesen ez is tökéletes. Öröm vele a munka, pedig munka van bőven – egy olyan szervezet, mint a Fénymúzeum, nem nélkülözheti a megbízható szerszámgépeket! Mind a restaurációs tevékenységhez, mind a múzeumi munkát alapvetően kiszolgáló egyéb eszközökhez, berendezésekhez egyaránt szükséges a vasmunka, szerkezeti lakatos-munka. A követelmények magasak, az idő pénz, és a hatékonyság szempontjából szintén nagyon nem mindegy, hogy X munkadarabot félóra alatt elkészítek-e, vagy két-három óra szenvedés után sem lett elvárható minőségű a termék?

Az inverteres technológia megléte, hozzáférhetősége nekünk már evidens. De mi volt régen? Miért is fejlesztették ki a kicsi, könnyű, női ridikül méretű hordozható hegesztőgépeket?

Nos, ha jobban belegondolunk, még a közelmúltban is gyakran kimondottan sanyarú volt a hegesztő szakember sorsa.. A gyárakban, telephelyeken annyira nagy gond nem volt, a telepített dinamók és trafók különösebb feltűnés nélkül jól kiszolgálták az ipart, bár a hatásfokkal itt is voltak bajok. (de az nem érdekelt senkit, míg olcsó volt az áram, a veszteségeket pedig az állam dotálta..) Az elavult technológia igazi vesztesei a javítószolgálatok munkatársai, meg az építkezések helyszíni szerelői, valamint egyes kisiparosok voltak.

U.is nekik kellett az átlagosan 30 és 80 kilogramm közötti tömegű nagy dög trafókat, és a szintén tekintélyesen nehéz munkakábeleket eljuttatni olykor megdöbbentően nehéz terepen a munkaterületre. Még nagyobb “élvezet” lehetett magasban végzett munkához hegesztőtrafót telepíteni úgy, hogy a munkakábelekkel elérjék a hegesztési helyet, legyen megfelelő áramellátás is (a hegesztőtrafók nem jól tűrik a hosszabbítózást!), mindezt balesetmentesen. A szerző korábban már került efféle helyzetbe, antennaépítésnél. A 40 kilós Hetra felvonszolása a tetőre – persze egyedül, mert nem volt kéznél segédmunkás -, őszintén megvallva nem volt éppen felemelő érzés.. (de fel kellett emelni, mert bárhogy könyörögtem, magától nem ment fel a nyomorult..)

Ahol pedig extrém varratminőség iránt lépett fel igény, ott a trafós hegesztést nyugodtan el is felejthették. Más megoldás híján, lehetett a helyszínre kivinni benzinmotoros hegesztőgenerátort (ez egyenáramú ívet ad, és súlya általában egy mázsánál kezdődik), vagy választható volt még a klasszikus módszer: Lánghegesztő apparát. Ez utóbbi megint csak Norbi Update mentes kategória, a dissouspalack 80kg, az oxigénpalack 65kg, plusz a tömlők, plusz a kézikocsi, plusz a kötelező 6kg-os poroltó. Üzemeltetése drága, nehéz mint a dög, csak szakképzett lánghegesztő szaki kezelheti, mozgatásához jó ha kéznél van legalább két segédmunkás.

Ennyi probléma felismerése után őszintén örülhetünk, hogy a múltban egyáltalán készültek különféle vasszerkezetek hegesztéssel, nem örülhetünk azonban a sok különféle balesetnek, meg a túlsúlyos gépek hurcibálásától megrokkant melósok egészségi állapotának…

Jó, eljutottunk odáig hogy az inverter szép is, meg könnyű is, meg a használata konkrétan öröm és boldogság – de még mindig alig tudunk valamit a létrejöttének előzményeiről!

Rendben, mielőtt szétszedve is bemutatnám a kis Einhellt, ismerkedjünk kicsit az elektronikával! Ígérem, nem fog fájni, mindemellett közérthető lesz.. 🙂

Az inverteres hegesztőgép tulajdonképpen egy nagyra nőtt kapcsolóüzemű tápegység, ez utóbbi angol rövidítése SMPS. (Switched Mode Power Supply) Jegyezzük meg ezt a négybetűst, még hivatkozok majd rá többször is.. De minek ez az egész SMPS-cirkusz, meg hát ez is honnan indult vajon?

Terjedelmi okok miatt nem tudok minden részletre kitérni, ezért kérem a kedves (és remélem, még lelkes) Olvasót, érje be a leegyszerűsített magyarázattal. A hatvanas-hetvenes években még nem olyan számítógépek voltak, mint a maiak, hanem jórészt az úgynevezett TTL (Transistor-Transistor-Logic) integrált áramkörök sokaságából összeheftelt, iszonyatosan bonyolult kártyákból álló nagyberendezések. TTL IC volt beépítve műszerekbe, ipari vezérlőkbe, úgy általában mindenféle korabeli digitális elektronikába. A TTL áramkörök mai szemmel nézve is viszonylag gyorsak, megbízhatóak, csakhogy a tápfeszültségük kereken 5V. Öt volt – nem több, és nem is kevesebb, mert pár tizednyi eltérést meghaladva vagy bedöglik az egész hóbelevanc, vagy az elvárt logikus működés helyett marhaságokat csinál…

Kis fejszámolás: Egy ilyen TTL logikás berendezés teljesítményfelvétele legyen mondjuk 500 watt, ez nem sok, és nem is kevés. Az 500W-ot ahogy megbeszéltük, 5 volt tápfeszültségen kell szolgáltatni. Akárhogy is számolom, ez 100 ampert jelent. Ugye tudjuk, hogy száz amperrel hegeszteni szoktak..?

Ha a klasszikus trafó-egyenirányító-pufferkondenzátor-stabilizátor tápegységet építjük meg ehhez az igényhez, akkor végeredményként egy ócska hegesztőtrafó súlyú, még annál is rosszabb hatásfokú (rettenetesen melegedő) berendezést kapunk, ami méretében nagyobb is lehet, mint a megtáplált számítógép vagy műszer!

Hol marad a megoldás? Szerencsére volt megoldás – a teljesítmény-félvezetők fejlődése miatt az elektronikai fejlesztők kerülőutat is választhattak. Az új elv előnyei, hogy nagyon jó a hatásfoka, könnyen szabályozható és stabilizálható az így készült tápegység összes paramétere. Kicsi és könnyű. Cserébe drágább, bonyolultabb, és igényesen kell legyártani… már ha végeredményként jót akarunk…

Az elv bevált, és a mai PC-k tápegysége is ezen az elven működik – AT és ATX tépegységek – , meg a modernebb dugasztápok, akkutöltők, millió más hétköznapi eszköz is az SMPS technológiának köszönhetően lett kicsi, könnyű, és mégis erőteljes! Logikus, hogy ezt a módszert előbb vagy utóbb be kellett vezetni az amúgy eléggé konzervatív hegesztéstechnikai iparágba is. Megtörtént, teljes sikerrel!

Ahogy már említettem, az inverteres hegesztőgép is egy túlméretes SMPS tápegység, melynek vezérlését úgy állítják be különféle elektronikus áramkörökkel, hogy az eszköz kimenetén kiadott elektromos energia a hegesztéshez elvárt tulajdonságokat – feszültség/áramviszonyok, jelleggörbe, stb.. – mutassa.

Mi van egy egyszerűbb fajta MMA inverterben? Ha csak gondolatban is, kövessük végig a szisztémát, nézzük mi történik ha bekapcsoljuk!

A bekapcsolás után a hálózati feszültség (230V) zavarszűrő egység után egy nagy diódahídra (Graetz-híd) kerül, ami ezt egyenirányítja, és a még kissé hullámos egyenfeszültség a pufferkondenzátoron összegeződik. Itt már kb. 320V-os egyenfeszültség található, ezt egy teljesítményfokozat többnyire FET vagy IGBT félvezetők használatával 20-30kHz-es frekvenciával rákapcsolgatja a porvasmagos teljesítménytrafó primer tekercselésére. A szekunder tekercsen 60V körüli nagyfrekvenciás feszültség keletkezik, amit egy újabb Graetz-híd – ez már “gyors” diódákból áll – egyenirányít, némi szűrés és egy kis fojtótekercs következik, és ennyi. Tulajdonképpen ide csatlakozunk a munkakábellel.
A vezérlőegység kézben tartja a történéseket, a beállított paramétereket igyekszik tartani, akadályozza az elektróda letapadását (egyszerű MMA inverterről van most szó), és még rengeteg más hasznos dolgot is csinál.

• 

• 

• 

A középső fotón a számozott fődarabok az alábbiak: 1.- a porvasmagos kapcsolóüzemű trafó, 2.- utólag beépített segédtápegység +12V, mert az eredeti nem volt megbízható, 3.- a fekete hűtőborda alatt a nagy bemeneti Graetz-híd lapul, 4.- kimeneti egyenirányító (“gyors” diódák a fényes hűtőbordán), 5.- kimeneti fojtótekercs, áramsimító eszköz (jó vastag huzalból, 100A-t el kell viselnie), 6.- a teljesítménykapcsoló félvezetők – FET, vagy IGBT – hűtőfelülete, 7.- utólagosan beépített hűtőventillátorok (eredetileg egy sem volt benne!), 8.- lágyindító előtétellenállások, 9.- vezérlőelektronika, 10.- a lágyindító reléje.

És most joggal kérdezi a kedves Olvasó, mégis mi a buli ebben a bonyolult izében? Miért jó nekünk ez az egész?

Csak semmi ijedezés, közel a megoldás!

Ezzel a bonyolult miskulanciával kapásból megszüntettünk több (szó szerint is) súlyos hátráltató tényezőt, amelyek miatt korábban annyit de annyit panaszkodtunk! A kapott végeredmény pedig fenomenális!

• A 100 amperes hegesztőgéphez szükséges trafó sacc/kb. 40kg súlyú. Ebből 30kg a lemezelt vasmag, jó 10 kiló a primer-szekunder réztekercselés. Az európai villanyhálózat periódusszáma(frekvenciája) 50 hertz, mese pedig nincs, a fizika az fizika. Ennél könnyebb trafót 50Hz-es táplálásra nemigen lehet készíteni, ha ekkora a teljesítményigény.. ami egyébként 4-5kW.
  DE MIVEL – vigyázat, most csalok!! – az SMPS hegesztőgépben porvasmagos trafó van, és 20-30 ezer(!) hertzes négyszögimpulzusokkal tápláljuk, EZÉRT ez a félkilós papírbacsomagolt sertészsír fele-méretű(!) és kb. ugyanilyen(!) súlyú porvasmagos trafó simán kezeli az elvárt 4-5kW-os teljesítmény átvitelét! Tekercselése: Rengeteg vékony rézdrótból marha vastag pár menetes hurkok – szemben mondjuk a hagyományos vasmagos trafók kb. 1000 menetes primerjével..
  Ugye milyen jó ez? Nem kell negyven kilós transzformátort beépíteni, elég a kis félkilós játékszer, egy nem túl bonyolult elektronikával – és ugyanazt tudja! Igen, bármily meglepő is, tudja! Ez a kis bigyó gond nélkül helyettesíti a negyvenkilós trafót!
• Az inverter egyenáramot szolgáltat a kimenetén. Ezzel sokkal jobb hegeszteni mint váltóárammal, és nem kell a 42V-os váltófeszültség-maximum előírást alkalmazni. Helyette 60-70V a kimeneti egyenfeszültség, ezzel könnyű az ív meggyújtása és fenntartása. Mindenféle elektróda használható, nem csak a rutilos.
• A teljesítmény (amper) szabályozása nem kézikerékkel, hanem “hangerőpotméterrel” történik. Villámgyorsan. Könnyen. A vezérlőelektronika a teljesítménykapcsoló eszközöket szabályozza az általunk beállított értéknek megfelelően, méghozzá kb. veszteségmentesen. Ezt a hagyományos trafón átkapcsolással, söntmozgatással sohasem lehetett volna megoldani! Szükség esetén a távvezérlés is könnyen kialakítható – csak pár méter drót, és egy potméter. De akár rádiós távirányítás is lehetséges, ha valakit zavar az a néhány kis vezeték….
• És mindezt egy női ridikül méretében, 4-5 kg önsúllyal. Hordszíjon vállra vehető a gép, fel lehet vele mászni bárhová, és akár egy kisgyerek is elbírja. A 40 kilós Hetrát még egy nagydarab melós sem szívesen mozgatja.. és ez a kis készülék többre képes, mint bármelyik trafó!
• Élet és vagyonbiztonság. A kis porvasmagos trafón könnyebb tökéletesen elválasztani a primer-szekunder tekercselést, így esélytelen a hálózati feszültség átjutása a munkakábelbe. A hegesztőkábelek pólusait ha valahogy mégis sikerül megérinteni, a 65V körüli egyenfeszültség viszonylag ártalmatlan. Mivel nincs komoly súlya a készüléknek, így a gépmozgatással kapcsolatos balesetek is megszűnnek.
• Kiváló hatásfok. Egy bekapcsolt átlagos barkács trafó, ha éppen nem is hegesztünk vele, simán felvesz óránként 400W teljesítményt, amit persze majd ki kell fizetni a villanyszámlában is – a nagy büdös semmire. Inverternél ez talán a tizede sincs, 30-40W üresjárati teljesítményfelvétel a jellemző. A sokkal jobb hatásfok, és a többnyire nagyon jó teljesítménytényező miatt az inverterekkel van esélyünk tisztességes munkát végezni extrém hosszú hosszabbítóról, vagy silány áramvételezési lehetőségről. (régi 10A-es kismegszakító például..)
• Mindezek mellett, ma már nem is drága. Új trafó – sajnos!!! – még kapható, főleg barkácsmultiknál. Nem tartom gusztusos eljárásnak hogy még forgalmaznak ilyet, ráadásul nem is olcsón. Jelenleg 15 és 30 ezer Ft közötti árszínvonalon égetheti el a pénzét a tájékozatlan vagy éppen a minden újtól betegesen rettegő vásárló, ugyanakkor kezdőnek is alkalmas kínai inverterek 20 ezernél kezdődnek. Egy “Gorilla” sem sokkal drágább, és az már egy magasabb kategória.. Nem akarok senkit megsérteni, de aki ezek ismeretében mégis hegesztőtrafót vásárol, az sürgősen vizsgáltassa ki magát egy jó szakorvossal…

Ennyi hozsannázás után a tisztelt Olvasó már bizonyára keresi, hol itt az átverés, vagy netán valami sanda gyanúja támad, miszerint a Fénymúzeum valójában egy hegesztőinvertereket forgalmazó sufnicég.. Mert amit ennyire dicsérnek, az zsigerből gyanús.. hát ennek a technikának nincsenek is hátrányai?

De, vannak hátrányok, és ezekről is beszélni kell. Inverteres hegesztőgép nem való tudatlan, tuloktermészetű gazdának. Aki nem tud vigyázni a gépeire, az ne vegyen invertert – ezt nem lehet, és nem is szabad kint hagyni az esőben, párában, nem szabad hagyni hogy a fémforgács meg a flexelés pora belejusson. Nem célszerű nyáron a tűző napon ottfelejteni, vízzel-sörrel-akármivel leönteni. A bunkó bánásmód sajnos Magyarországon a szerszámokkal (is), főleg “céges” tulajdonúakkal – eléggé elterjedt. A 40 éves Hetrát kint lehetett hagyni az udvaron napokig “csak a főnök meg ne lássa” alapon, lehetett ütni-vágni barbár módon – legfeljebb pár ezer forintért kipucolta és helyreigazította valami környékbeli műszerész.

Inverternél azonban ez nem játszik. Fejlett elektronika van bennük, a készülékek tudják amire tervezték őket, maguktól ritkán hibásodnak meg. Tartósak, megbízhatóak – rendeltetésszerű használat esetén! Nálunk soha nem volt probléma, pedig három különböző inverteres gépünk van, rendszeresen dolgozunk is velük, nem szobadísznek tartjuk őket. Csakhogy nálunk az összes munkatárs szakképzett, mindemellett felelősségtudatos is. Vigyázunk arra, amink van.. és sok kisebb-nagyobb cégnél sajnos pont ez az, ami nemigen teljesül…

Mindennek ékes bizonyítéka az alábbi sztori, ami egyébként önmagáért beszél.. A korábban jól működő, de már nem garanciális “Gorillát” Z. vállalkozó nem túl tehetséges munkavállalói sikeresen megnyuvasztották. A jobb sorsra érdemes jószág javítását villamosmérnök ismerősöm elvállalta, szakszerűen elvégezte, majd tesztelés céljából telephelyünkre behozta. Itt mindketten hegesztettünk az inverterrel, hibátlannak bizonyult. Visszaadta a tulajnak. Rövidesen megint hívják, hogy ismét rossz a gép, talán nem sikerült a javítás, hozza helyre, stb.. Rendben, hazaviszi, átnézi. Semmi probléma. De azért gyanakodik.. felkeres minket.. kipróbáljuk a gépet, a legnagyobb teljesítményen vastag elektródával hosszadalmas próbahegesztés során is minden a legnagyobb rendben, a készülék kiválóan működik. Végül az inverter úgy kerül vissza a gazdájához, hogy a mérnök felhívja a tulaj figyelmét pár apróságra, köztük arra is, hogy 1. Használat előtt a táphálózat megfelelőségét ellenőrizzék, 2. Kicsit gyakrabban nézzen az embereire a drága főnökúr, mert ezek valahogy nagyon nem ügyesek, és ebből még nagyobb kár is származhat.. Mit ad Isten, az inverterre azóta sincs panasz!

Nem áll szándékomban megtéveszteni az Olvasót, aki – őszintén remélem! – bízik bennem, és a szakmai tudásomban. Van még egy hátránya az invertereknek, nevezetesen az, hogy a gyártók többnyire telerakják őket (ha kell, ha nem) az ú.n. SMD alkatrészekkel. (SMD = Surface Mounted Devices, felületszerelt alkatrészek) Ezáltal bonyolultabb áramkörök kis helyen, viszonylag olcsón, automata berendezésekkel szerelve, könnyen előállíthatók. Ezzel nincs semmi baj például egy számítógép esetén, vagy egyéb hasonló gyengeáramú és híradástechnikai felhasználásoknál. Azonban a szerző magánvéleménye szerint, az SMD technika gyakran indokolatlanul nagy hangsúlyt kap teljesítményelektronikát is tartalmazó berendezéseknél, és – ismét a szerző magánvéleménye!!! – “nagy amperek közé” az SMD nem való! Nem részletezem, miért, a szakember úgyis érti, a laikust meg mit szekáljam számára érthetetlen magyarázatokkal? Álláspontom szerint ilyen esetekben vagy az SMD-t tartalmazó vezérlőegység kerüljön egy külön panelra vagy cserélhető modulra, a normál tokozású teljesítményfélvezetők pedig a főpanelra. Még valami. Ha a vezérlőben hiba keletkezik, automatikusan “üljön le” az egész, és könyörgöm ne vigyen zárlatba több tízezer forint értékű IGBT-t!
Mondanom sem kell, a fogyasztói szemlélet nevében erre magasról tesznek a készülékek gyártói, ahol pedig nem, ott az árkategória is már-már luxusszintű…

A felsorolt hátrányok ellenére is fenntartom, hogy sok-sok évre visszamenőlegesen az inverteres hegesztőgép a lehető legjobb választás mind otthoni, mind pedig ipari célokra. A közönséges MMA eszközök mellett már egész olcsón kaphatók “mindentudó”, tehát MMA-MIG/MAG-AWI hegesztésre is képes jószágok – némi utánjárással, pénztárcánk lehetőségeit sem elhanyagolva, bátran válasszunk közülük! Egy alsó kategóriás barkács-inverter is csodákat tesz, főleg vidéken, ahol a ház körül mindig van valami építő-javító tennivaló. Aki pedig komolyabb vasszerkezeteket építene, netán szakiparos, a kínálatból biztosan talál az igényeinek megfelelő többfunkciós gépet, és jó eséllyel boldog is lesz vele!

Befejezésül kívánok Önnek, Önöknek minél több sikeres hegesztést, szép és jó varratokat, és őszintén remélem, írásommal sikerült hozzájárulnom egy rendkívül jól bevált technológia népszerűsítéséhez!

Horváth Péter