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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Переработка пластика в графен с выделением чистого водорода 13.09.2023 Проблема загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами продолжает требовать новых решений, мотивируя ученых по всему миру искать инновационные способы борьбы с этой экологической угрозой. Однако, что если пластик можно сделать ценным ресурсом, а не просто мусором? Этот вопрос пока остается открытым, но ученые из Университета Райса в США предлагают уникальное решение, которое может изменить пластиковую индустрию и сделать ее более экологически устойчивой. Группа ученых из факультета материаловедения и наноинженерии Университета Райса разработала технологию превращения пластиковых отходов в ценный графен, при этом процесс сопровождается выделением чистого водорода. Водород считается одним из потенциальных топлив будущего, так как его сжигание способно обеспечить высокий уровень энергии и породить только обычную воду в качестве побочного продукта. Это делает водород более экологически чистым по сравнению с нефтепереработкой и более удобным как автомобильное топливо по сравнению с электрическими батареями, требующими длительной зарядки. Необходимо отметить, что водород уже используется в промышленности, однако существующие методы его производства связаны с выбросами углекислого газа, и на каждую тонну водорода производится от 10 до 12 тонн углекислого газа. Новый метод, разработанный учеными, включает в себя технологию, известную как "импульсный джоулевый нагрев". Путем пропуска короткого электрического импульса через пластик, который моментально разогревается до 2,5 тысяч градусов по Цельсию благодаря сопротивлению току, атомы углерода связываются в структуру графена, а атомы водорода высвобождаются в виде чистого газа. Несмотря на потребность в дальнейшем удешевлении производства, этот метод имеет потенциал изменить игру, позволяя более эффективно перерабатывать пластиковые отходы, производить экологически чистый водород и создавать графен, стоимость которого на рынке достигает от 60 до 200 тысяч долларов за тонну. Кевин Вис, один из авторов и химик, подчеркнул: "Наш метод позволяет снизить выбросы CO2 и парниковых газов при производстве водорода на 84% по сравнению с существующими промышленными методами паровой конверсии метана". Этот подход может стать ключом к более чистой и устойчивой будущей энергетике и управлению пластиковыми отходами.

Другие интересные новости:

▪ Часы, растворяющиеся в воде

▪ От глобального потепления первой пострадает Азия

▪ Компьютеры Apple iMac

▪ Способности к математике передаются генетически

▪ Инсектицид из гинкго

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Философия науки и техники. Конспект лекций

▪ статья Кто был Конфуций? Подробный ответ

▪ статья Растопка костра. Советы туристу

▪ статья Дробный квантовый эффект Холла. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Полупроводниковые ограничители напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026