Сварочные - на выбор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Силами своего конструкторского кружка в школе мы еще семь лет назад изготовили и испытали несколько сварочных трансформаторов (СТ). Работают они так, что никаких нареканий ни у кого не вызывают. А потому хочется предложить варианты их расчета и изготовления всем, для кого сварочный трансформатор не прихоть, а жизненная необходимость. Тем более что достать готовый СТ зачастую - проблема из проблем. Да и габариты у них значительные (как, впрочем, и стоимость).

Рис. 1. Простейший сварочный аппарат с использованием стержневого магнитопровода (нажмите для увеличения)

Как известно, электросварка производится при напряжении 40-60В и током от 50 А до 300 А - в зависимости от применяемых электродов и толщины свариваемых металлов. Исходя из этого можно определить и мощность Р (в ваттах) трансформатора: P=IU, где I - сила тока в амперах, a U - напряжение в вольтах. В зависимости от мощности Р подбирается и площадь сечения S ( в см2) магнитопровода. Делается это по формуле:

S=P^0,5.

А уже по величине S определяется число витков w на 1В напряжения:

w=50/S

Зная требуемые напряжения U1 и U2, легко рассчитать число витков первичной w1 и вторичном w2 обмоток:

w1=wU1, w2=wU2.

После чего определяется сечение проводов обмоток. При этом необходимо учитывать, что плотность тока в обмотке сварочного трансформатора, выполненной из меди, при нормальном охлаждении должна быть не более 5 А/мм2.

Рис. 2. Варианты намотки сварочного трансформатора на "пакете железа" сгоревшего статора электродвигателя: а) классическое расположение обмоток. б) частичное перекрытие обмоток. в) вторичная обмотка располагается полностью поверх первичной. Толщина набора во всех случаях 100 мм

На основании этих расчетов и экспериментальных данных мы пришли к следующим выводам. Для того чтобы трансформатор развивал необходимую мощность, сечение его магнитопровода целесообразно выбрать 50 см2 (дальнейшее увеличение S грозит ростом габаритов и массы). При этом первичная обмотка должна содержать 260 витков медного провода или шины сечением 7-10 мм. В такой обмотке делаются отводы от 140, 160, 180, 200, 220, 240 витков. Подключая к ним сеть, можно производить регулировку тока в широких пределах (от 50 А до 250 А).

Вторичная же обмотка должна содержать 40-50 витков медной шины сечением не менее 25 мм. Но если предполагается "жесткая" эксплуатация (с большими токами), то сечение здесь необходимо увеличить на 5-10 мм2. Причем для повышения КПД трансформатора лучше первые 10-15 витков здесь намотать поверх первичной обмотки, а остальные - на вторую половину сердечника. Для более широких возможностей регулировки тока можно во вторичной обмотке сделать отвод примерно от 30-го витка.

Оригинальный и компактный сварочный трансформатор с высоким КПД получается, если в качестве магнитопровода используется пакет железа (набор) от ... статора сгоревшего электродвигателя. Для этого у вышедшего из строя электродвигателя с подходящими размерами разбивают корпус, снимают обмотку. Оставляют только пакет железа, хорошо сгладив острые углы. Обмотав железо киперной лентой, наматывают обмотки, исходя из тех же расчетов и данных числа витков, которые были приведены нами выше. То есть первичная обмотка должна содержать 260 витков. Причем отводы у нее делают, начиная со 140-го витка, через каждые 20 витков. У вторичной обмотки 40-50 витков.

Могут быть три варианта намотки такого трансформатора. Первичная обмотка выполняется с помощью челнока, а вторичная - с учетом жесткости шины. В случае, когда обмотка II распределена по магнитопроводу равномерно, КПД максимальный, а ток можно довести до 350 А.

При подготовив тороидального сердечника лучше всего, если есть возможность, расточить пазы, где лежали обмотки двигателя, на токарном станке. И еще ряд советов.

При изготовлении аппарата необходимо тщательно изолировать обмотки друг от друга и между слоями киперной лентой с последующей пропиткой всего этого битумным лаком. В первичной цепи следует учесть предохранитель и переключатель числа витков. Простейший вариант последнего изображен на иллюстрации.

Необходимо помнить, что в первичной цепи ток колеблется от 8 А (на режиме 260 витков) до 25 А (на режиме 140 витков). Поэтому подключение аппарата к сети должно производиться проводом сечением не менее 7-10 мм2. Кабель вторичной сети присоединяют через переходную колодку с помощью оконцевателей (см. рис. ), которые легко изготовить из медной трубки. А из стальной трубки выполняется самодельщиками электродержатель.

Начинающему сварщику обычно нелегко бывает освоить работу со сварочным аппаратом: не та получается дуга. Отчаиваться, однако, не стоит. Первым и наиболее простым способом возбуждения дуги является скользящее прикосновение электрода к свариваемому металлу. Напоминает это процесс зажигания спички. Возбудив дугу, электрод плавно отводится от металла на расстояние 2-5 мм. И производится сварка.

Рис. 3. Изготовление переключателя (а) и переходной колодки (б): 1 - пластина-основание (8-мм текстолит), 2 - контактные болты (М6 и М8 соответственно) с гайками (медь), 3 - контактная пластина (отрезок 6-мм медного листа), 4 - ручка переключателя (текстолит). Размеры - согласно габаритам самого трансформатора

Рис. 4. Оконцеватель: 1 - контактная ламель (расплющенная и просверленная часть медной трубки, 2 - запрессованная жила кабеля, 3 - изоляционная оплетка кабеля

Рис. 5. Электрододержатель: 1 - вилка-контакт (из расплющенного конца стальной трубки), 2 - гильза с запрессованной в нее жилой кабеля, 3 - изоляционная оплетка кабеля

По себе знаем: сложно удержать электрод на минимальном расстоянии. Но этого следует добиваться, так как при высоком положении электрода, когда дугу проще удержать, качество сварочного шва значительно хуже. Да и сама околошовная зона забрызгивается расплавленным металлом и шлаком.

Второй способ возбуждения сварочной дуги более сложен. Электрод здесь почти вертикально подносят к месту сварки и после легкого прикосновения сразу же отводят вверх.

Для получения ровного сварочного шва необходимо совмещать одновременно три движения электрода. Первое - непрерывное и равномерное перемещение его вниз по мере сгорания. Суть второго - в передвижении электрода по на-

правлению сварки. Причем электрод должен быть наклонен в сторону движения, на угол 15-30° к оси, перпендикулярной плоскости сварки. Нормальной скоростью передвижения электрода считают такую, при которой образуется валик шва. Ширина последнего примерно 1,5 диаметра электрода.

Третье - колебательное движение электрода поперек шва ("зигзагом" или "спиралью"). Позволяет получать более широкий валик и добиваться лучшего расплавления кромок. Причем ширина валика порой здесь доходит до двух-трех диаметров электрода.

Более подробно изучить технологию сварки можно по специальной литературе. Читайте, постигайте, тренируйтесь - и сварочная дуга будет вам послушна.

В заключение нелишне, думается, напомнить о необходимости соблюдения техники безопасности. Перед включением^ сварочного аппарата его надо осмотреть и очистить от пыли и грязи. Не забывать также, что включение в сеть без заземления недопустимо. А все изменения режима работы выполнять на холостом ходу либо вообще при отключенном аппарате. Ни в коем разе не производить электросварку в сырых, не вентилируемых помещениях, при атмосферных осадках.

Следует строго соблюдать меры противопожарной безопасности. Присутствие горюче-смазочных материалов категорически запрещается.

Естественно, нельзя допускать повреждения аппарата. Все неисправности в нем надо немедленно устранять. Помнить также, что если производится сварка транспортного средства, то и его необходимо заземлить.

Работать нужно в спецодежде, на месте, оборудованном вентиляцией, которую включают за 5-10 минут до начала работы. Следить, чтобы сварочный кабель не был бы слишком длинным. А его сечение должно соответствовать силе тока. Светофильтры надо также подбирать по силе тока. Причем, если последняя составляет 15-30 А, пользуются светофильтрами типа С3. С4 применяют при 30-60 А. При токе дуги 60-150 А незаменимыми оказываются светофильтры С5. А С6 и С7 используют соответственно при 150-275 А и 275-350 А.

Наконец, еще одно правило. Категорически запрещается сварка сосудов, находящихся под давлением.

Рекомендуем для обмазки электродов применять пасту со следующей рецептурой: жидкое стекло - 1 л, мел - 0,5 кг, зола древесная - 1 кг. Толщина обмазки должна составлять 0,15-0,25 мм. Сушат ее 12-20 часов.

Авторы: В.Мишиев, Н.Иванов, г.Ессентуки

Тем, кто в изготовлении обычных "стержневых" сварочных трансформаторов не новичок, настоятельно рекомендую переходить к другому, более сложному (зато интересному и перспективному) типу с использованием ленточного магнитопровода. Ведь преимущества последнего очевидны.

Рис. 1. Ленточный тороидальный сердечник

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема выпрямителя для сварки постоянным током

Во-первых, это абсолютная бесшумность в работе (отсутствует какое-либо гудение). Во-вторых, налицо экономичность, высокий КПД. Так как намагничивающая сила в ленточных магнитопроводах в 4-5 раз больше, чем в обычных (наборных), то за счет уменьшения поперечного сечения ((D-d)*b/2) магнитопровода удается значительно снизить массу самого трансформатора. Например, мои 25-килограммовый СТ позволяет свободно варить сталь "пятеркой".

Материал для ленточных магнитопроводов я брал из выбракованных трансформаторов тока (ТТ=35 кВ). Они устанавливаются на MB = 35 кВ. Намоточные данные для СТ в таком случае будут:

• первичная обмотка - медный провод сечением S=6 мм2, 140 витков;
• вторичная - медный многожильный шнур в ПХВ-изоляции, S=35 мм2 - до заполнения "окна".

Сварку с этим трансформатором рекомендую вести на постоянном токе. Но нужен хотя бы простейший "мостовой" выпрямитель на ВД-200. Причем "плюсовой" вывод здесь желательно подсоединять к держателю электрода через дроссель (см. рисунок). Наматывается последний на магнитопроводе от магнитного пускателя II - III величины медной шиной S=35 мм2 до заполнения "окна" (10-15 витков). Это позволит легче зажигать и поддерживать дугу.

Литература

1. Жеребцов И. П.- Электротехника для радистов.- М.: ДОСААФ, 1964.
2. Никулин Н. В.- Справочник молодого электрика по электротехническим материалам и изделиям.- М.: Высшая школа, 1982.
3. Тихомиров П. М.- Расчет трансформаторов.- М.: Энергоатомиздат, 1986.
4. Глаз А. И.- Справочник молодого электротехника.- .М.: Высшая школа, 1967.

Автор: С.Бабичев, г.Балаклея

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива HDD объемом 10 ТБ не за горами 14.10.2012 По сообщению источника, компания TDK поделилась на выставке CEATEC Japan достижениями в области повышения плотности магнитной записи. Используя технологию записи с локальным подогревом носителя, удалось достичь поверхностной плотности записи 1,5 Тбит/кв.дюйм. По словам разработчиков, этот результат не только превосходит прежнее достижение TDK, но и является новым отраслевым рекордом. Если перевести удельный показатель плотности магнитной записи в представляющие больший практический интерес абсолютные значения, соответствующие объему накопителей, получается, что на одной пластине накопителя типоразмера 2,5 дюйма поместится 1 ТБ информации. Емкость одной пластины накопителя типоразмера 3,5 дюйма будет равна 2 ТБ. Учитывая, что в современных накопителях бывает до пяти пластин, несложно подсчитать, что достижение TDK сулит увеличение объема с нынешних 4 ТБ до 10 ТБ. От выпускаемых сейчас накопителей образец, показанный TDK, отличается головкой и магнитным носителем. В создании носителя принимала участие компания Showa Denko K.K. В серийное производство разработка пойдет в 2014 году, уверены в TDK. Кто из производителей HDD первым внедрит ее в своей продукции, пока неизвестно.

Другие интересные новости:

▪ Энергоэффективный процессор с GPS для носимой электроники от Broadcom

▪ Вечные аккумуляторы на базе наноалмазов и радиоактивных отходов

▪ Электростанция на воздушном змее

▪ Выражение кошачьей морды

▪ SONY выпустит телевизор с зумом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Каждый солдат носит в своем ранце маршальский жезл. Крылатое выражение

▪ статья Культура, искусство, мода. Большая энциклопедия для детей и взрослых

▪ статья Сестра-хозяйка. Должностная инструкция

▪ статья Сборка кубика Рубика. Справочник

▪ статья Трехполосный УМЗЧ на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025