Электродуга сварит прочно - самодельная сварка

16 января 2017 - Администратор

Для хорошего зажигания электродуги сварочный трансформатор должен быть с напряжением холостого хода порядка 60 В (ограничения здесь связаны в основном с обеспечением безопасности работы).

А вот для устойчивого ее горения (в зависимости от диаметра электрода) он должен давать под нагрузкой всего лишь 21-27 В. Избыточное же напряжение обычно гасят при помощи индуктивного сопротивления, включаемого в цепь сварочной дуги. Причем чаще всего используют дроссель или трансдуктор (дроссель с подмагничиванием, обеспечивающим плавную регулировку индуктивности). Иногда ставят активное сопротивление – «балластник». Но применение последнего ведет к значительным потерям активной составляющей тона.

Хлопот, однако, существенно поубавится, если воспользоваться предлагаемой конструкцией сварочного трансформатора, в котором некоторые вышеописанные недостатки устранены. Подключается он к бытовой электросети. И благодаря ряду примененных технических решений позволяет выполнять разнообразные сварочные работы качественными электродами диаметром 3-2,5 мм.

 

Сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор (без обмоток и коммутационной пластины):

1 – магнитопровод сечением 50x60 мм, 2 – накладка стяжная (120-мм отрезок стального уголка 35x35 мм, 4 шт.), 3 – щечка сетевой катушки (3-мм текстолит 120x125 мм с внутренним окном 56x66 мм, 2 шт.), 4 – основание сетевой катушки (склеено из 3-мм текстолита шириной 75 мм и внутренним окном 50x60 мм), 5 – болт М8 стяжной (4 шт.), 6 – щечка круглой катушки (3-мм текстолит 145 мм с внутренним окном 86 мм, 2 шт.), 7 – основание круглой катушки (склеивается с помощью БФ2 из прессшпана шириной 74 мм на болванке 80 мм до толщины стенки 3 мм), 8 – полосы дополнительной набивки сегментов (из пластин трансформаторной стали длиной 75 мм, со все уменьшающейся по мере заполнения сегмента шириной, 4 комплекта)

 

Магнитопровод (сердечник) трансформатора – стержневой замкнутый. Выполняется из полос электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Набирают их так, чтобы поперечное сечение магнитопровода в зоне первичной обмотки составляло 30 см2.

Сетевая (первичная) обмотка наматывается на сборном каркасе из листового текстолита, острые кромки ребер которого закругляются. Содержит она 280 витков провода ПЭВ-2 2-2,3 мм. Межслойная изоляция выполняется из двух слоев конденсаторной бумаги или кальки.

Вторичная обмотка (точнее, ее основа) состоит из 4 частей. Наматывают ее проводом ПЭВ-2 2,3-2,5 мм. Причем делают это так, чтобы каждая часть содержала по 56 витков, намотанных в два слоя. Межслойная изоляция такая же, как и у первичной катушки. Выводы обмоток пропускаются через отверстия диаметром 3 мм, просверленные в щечках.

Напряжение холостого хода при сварке в режиме переменного тока при данном числе витков основной, вторичной обмотки, вообще говоря, недостаточно для надежного зажигания дуги. Поэтому поверх первичной катушки наматывается дополнительная вторичная обмотка гибким изолированным проводом (сечением не менее 18 мм2), содержащая 15-20 витков. Дополнительная обмотка соединяется последовательно с основной, получаемой путем параллельного соединения четырех обмоток.

 

Схема соединения обмоток сварочника

Схема соединения обмоток сварочника

 

Набивка магнитопровода производится прямоугольными пластинами размером 135x59,5 мм, образующими квадратный контур. Производится она «вперекрышку». Стяжка набора осуществляется уголком 35x35x4 мм, с помощью болтов, ввинчиваемых в его резьбовые отверстия. Причем для достижения максимальной плотности набивки в зоне катушек необходимо в процессе набора производить промежуточную обтяжку; делается это с помощью дополнительного стального уголка (на иллюстрации не показано).

После предварительной сборки набора верхний пояс стяжных уголков снимается. Расположенная сверху замыкающая часть магнитопровода временно удаляется. Затем заполняются свободные сегменты цилиндрической части каркаса у вторичной катушки пластинами, вырезаемыми по месту. Эта-то «привнесенная» часть магнитопровода как раз и обеспечивает дополнительное рассеяние магнитного поля, чтобы катушка вторичной обмотки выполняла впоследствии функции и своеобразного дросселя.

После заполнения сегментов вновь устанавливаются пластины, замыкающие магнитопровод, и стальные уголки. К верхнему стяжному поясу крепится коммутационная пластина из текстолита толщиной 8-10 мм. В ней – просверленные отверстия для установки клеммных болтов 6 мм для первичной и 8-10 мм для вторичной обмоток. Крепеж желательно использовать латунный. Выводы обмоток зачищаются, облуживаются, и на них делаются петли, заводимые под головки клеммных болтов. Здесь же, на коммутационной пластине, устанавливается стандартный патрон для плавкого предохранителя, рассчитанного на силу тока 15 А и подсоединяемого последовательно к сетевой цепи первичной обмотки.

Для проведения электрических испытаний желательно иметь амперметр переменного тока, включаемый последовательно в сетевую цепь. Помнить, что ток холостого тока у исправного трансформатора не должен превышать 1 А, а напряжение холостого хода на выводах вторичной обмотки – составлять порядка 55 В.

 

Принципиальная электрическая схема сварочного агрегата

Принципиальная электрическая схема сварочного агрегата

 

При проведении электрических испытаний следует установить плавкий предохранитель, рассчитанный на максимальную силу тока 5-6 А, и проверить все цепи на предмет отсутствия случайного короткого замыкания. Лишь после этого можно включать трансформатор в сеть.

Если предохранитель перегорает или обмотки сильно нагреваются – это свидетельствует о наличии короткозамкнутого витка в какой-либо из катушек. Когда же все в порядке – трансформатор почти не греется и гудит несильно. Значит, можно приступать к испытаниям под нагрузкой (сварка).

Здесь следует, видимо, отметить, что вторичная обмотка рассчитана на относительную продолжительность работы 20%: то есть оптимально, если время работы нашего сварочника составит 20%, а продолжительность паузы – 80% от цикла нагрузки.

Достоинством рассматриваемой конструкции является возможность ее модернизации. Так, для обеспечения возможно более надежной сварки электродами диаметром 3 мм есть смысл попытаться ввести трансформатор в режим резонанса токов. Например, путем подключения конденсатора постоянной емкости порядка 150 мкФ на напряжение не менее 400 В, – параллельно первичной обмотке. Несложно также превратить данный трансформатор в сварочный агрегат постоянного тока. Скажем, если на выходе каждой из обмоток основной вторичной катушки установить выпрямительный мост, а однополярные выводы мостов запараллелить (см. принципиальную электрическую схему).

Как показывает практика, лучше всего использовать здесь выпрямительные мосты В5Г-1 (у них есть радиаторы), применяемые в автомобильных генераторах переменного тока. Можно рекомендовать также широко распространенные диоды типа Д242 и т.п., рассчитанные на 10 А. Имеющийся у этих вентилей некоторый запас по допустимому току и их относительная дешевизна (в сочетании с достаточной надежностью выпрямителя) гарантируют успех.

Диоды VD1-VD8 нужно разместить на общей радиаторной панели, а остальные устанавливать на радиаторах, изолированных друг от друга. Для уменьшения вероятности пробоя диодов в режиме короткого замыкания следует предусмотреть балластные резисторы R1-R8. Изготавливаются они из кусков нихромовой проволоки диаметром 1,5 мм и длиной 150 мм и включаются в цепь катодов VD9-VD16.

В таком варианте дополнительная обмотка не используется.

Для данного сварочника держатель электродов типа «вилка» (см. Моделист Конструктор №3 1994) малопригоден по причине недостаточной жесткости тонких электродов. Лучшим вариантом, думается, будет изготовление держателя из латунного прутка. В его диаметральное отверстие вставляется контактный конец электрода и жестко фиксируется (с торца прутка держателя) винтом с рифленой головкой.

Соединительные провода должны быть с двойной изоляцией. Более того – иметь надежные кабельные наконечники, насаженные и закрепленные (для надежного электрического контакта) с помощью клеммных болтов сварочного трансформатора. При, подсоединении провода, идущего к свариваемой детали, необходимо пользоваться струбциной. А ее несложно изготовить и самому из отрезка швеллера или стальных (сваренных соответствующим образом) трех уголков. Снизу в этой конструкции выполняется резьбовое отверстие М8, в которое затем заворачивается зажимной винт.

При отсутствии сварочных электродов заводского изготовления можно их сделать самому, обмазав куски стальной малоуглеродистой проволоки мелковой обмазкой, представляющей смесь толченого мела (зубного порошка) и жидкого стекла (силикатного канцелярского клея). Неплохие сварочные качества показали электроды из стержней сожженных бенгальских огней (правда, сварочный шов быстро окисляется).

Защитный щиток или маска должны быть снабжены светофильтром по ГОСТ 12.4.080-79 типа Э1. Причем последний с наружной стороны защищен простым стеклом. В экипировку сварщика, кроме того, входит плотная одежда, защитные рукавицы из брезента, кожаная обувь. И молоток, служащий для уплотнения швов в процессе сварки и отбивания корки флюса.

При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать все меры предосторожности, рекомендуемые при работе с электроприборами.

Рейтинг: 0 Голосов: 0 84 просмотра
Комментарии (0)

Разделы статей