Нагрев - контактом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Для напайки твердосплавных пластин на державки токарных резцов, локальной закалки инструмента, пайки твердыми припоями мелких деталей используют нагрев токами высокой частоты или пламенем газовой горелки. Однако аппаратура ТВЧ громоздка и дорого стоит, она не для домашней мастерской или школьного кружка. Применить же газовую горелку по всем правилам может только сварщик высокой квалификации.

Но есть и еще один, почти забытый в наше время способ нагрева - на контактных машинах. Он наиболее приемлем в домашней, школьной, колхозной или совхозной мастерской, в техническом кружке.

Суть его в тепловом воздействии электрического тока на проводник. Выделяемое при этом количество тепла зависит от величины тока, времени его действия на проводник и электрического сопротивления последнего.

С учетом этой зависимости мы разработали аппарат, представляющий собой понижающий трансформатор, первичная обмотка которого рассчитана на-220 В, вторичная - на 2 В. Площадь поперечного сечения магнитопровода около 50 см². Трансформатор закреплен на основании, а контактные шины вторичной обмотки - на прокладке-изоляторе.

Основание аппарата изготовлено из листовой стали толщиной 5 мм. Снизу в него ввернуты ножки. В основании прорезаны два окна: меньшее - для вентиляции, большее - для выхода болтов крепления контактных шин на текстолитовом изоляторе толщиной 10 мм. Отверстия по краям изолятора служат для его крепления к основанию.

Концы вторичной обмотки трансформатора заведены в отверстия зажимов и зафиксированы болтами (пазы зажимов позволяют деформировать их при затяжке и обеспечивать тем самым надежный электрический контакт).

Трансформатор укрыт защитным кожухом и прикреплен к основанию уголками 25X25 мм. К одному из верхних уголков привинчена изоляционная колодка - для соединения проводов первичной обмотки с питающим шнуром и включателем аппарата.

Так как конструкторы-любители не часто имеют все необходимое для повторения описанной самоделки, рекомендуем начать изготовление аппарата с подбора пакета пластин трансформаторного железа (лучше Ш-образной формы), а уж затем заняться расчетом обмоток.

Предположим, что площадь поперечного сечения вашего магнитопровода (Q = аХв) равна 36,8 см². Тогда мощность вторичной обмотки трансформатора Р₂ = 36,8X36,8 = 1354,2 Вт, а первичной Р, = 1354,2/0,95 = 1425 Вт.

Сила тока I₁ = 1425 Вт/220 В = 6, 48 А; I₂=1354,2 Вт/2 В = 677,6А. Находим площадь поперечного сечения первичной обмотки:

S₁= (6,48 А) / (2 А/мм²⁾ = 3,24 м².

Диаметр провода отсюда d₁= (4X3,24) / 3,14 = 2 мм.

Площадь поперечного сечения вторичной обмотки S₂ = (677,6 А) / (2 А/мм²) = 338,8 мм², а диаметр провода

d₂ = (4x338,8) / 3,14 =20,77 мм.

Соответственно определяем число витков:

n₁ = 220000 / (222X36,8) = 270 витков,

n₂ = (270X2) / 220 =2,5 витка.

Эффективность и экономичность работы аппарата во многом зависят от величины плоскости соприкосновения тела резца с контактными шинами. Количество тепла, выделяемое при прохождении электрического тока, зависит от сопротивления проводника в местах контакта. При большой плоскости соприкосновения выделяется мало тепла при значительном расходе электроэнергии. И наоборот, при малой плоскости выделяется много тепла, что приводит к мгновенному нагреву контактирующего слоя. Чтобы избежать оплавления металла и нарушения контакта, площадь соприкосновения подбирается опытным путем.

Рис. 1 (нажмите для увеличения) Аппарат термонагрева: 1 - защитный кожух, 2 - включатель, 3 - шнур электропитания, 4 - основание, 5 - изолятор, 6 - контактные шины, 7 - зажимы, 8 - болты зажимов, 9 - ножка (4 шт.)

При расположении тела резца на шинах, как показано на рисунке 3, очаг возникновения тепла будет располагаться в зоне А; в зоне Б визуально наблюдаемого очага тепла не возникает из-за большой поверхности соприкосновения.

Рис. 2 (нажмите для увеличения). Прижимной рычаг (устанавливается в дополнительно просверливаемое в изоляторе отверстие с резьбой М6): 1 - стойка, 2 - рычаг, 3 - прижим

Перед пайкой (в том числе твердосплавных пластин к державкам резцов) необходимо выполнить ряд подготовительных операций, чтобы обеспечить хорошую растекаемость припоя и смачиваемость им соединяемых деталей. Опорную поверхность пластин шлифуют и обезжиривают. Так же готовят поверхность под пластину на теле резца: она должна быть прямолинейной, без уступов и завалов по краям. Защита поверхностей деталей от окисления при пайке осуществляется флюсом (бурой).

Рис. 3. Контактный участок аппарата: 1 - контактные шины (красная медь),2 - прижимной рычаг, 3 - твердосплавная пластина, 4 - припой, 5 - державка резца, 6 - изолятор основания; А и Б - зоны прогрева

Напайка происходит в такой последовательности. Державку резца располагают на шинах аппарата. Между соединяемыми поверхностями помещают пинцетом припой (обрезок листовой латуни). Для более надежного прижима нагреваемых деталей друг к другу и и контактным шинам служит рычаг, установленный на пластине-изоляторе. В паз рычага вставлен упор, которым и осуществляется прижим твердосплавных пластин к державкам резцов.

При включении аппарата зона контакта быстро нагревается, металл плавится, контакт нарушается и процесс прерывается. Избежать этого можно двумя способами: работая в прерывистом режиме и плавно подавая напряжение на обмотки. В первом случае аппарат включается на 1,5-2 с, затем выключается. В момент отключения тепло передается от места контакта по телу резца, не оплавляя металл.

Плавную подачу напряжения можно обеспечить ЛАТРом. Увеличивая напряжение, добиваются того же результата, что и в первом случае: тепло волнами распространяется по державке от места контакта, обеспечивая нагрев до температуры плавления припоя. Контроль за процессом пайки осуществляется визуально.

Такие режимы дают скорость нагрева державки в пределах 80-100 град/с. Это уменьшает внутренние напряжения и предотвращает появление трещин в твердосплавных пластинах. Чтобы избежать появления трещин в паяном шве, необходимо медленное охлаждение.

Качественный паяный шов должен быть не толще 0,1 мм. Протяженность непропаянных мест не должна превышать 10%.

При отсутствии твердых сплавов в качестве режущих пластин можно использовать обломки фрез, сверл и других инструментов. Обломкам придается необходимая форма на заточном станке, или они нагреваются и отковываются до получения стержня прямоугольного сечения, который при повторном нагреве разрубается зубилом на отдельные пластины.

Наш аппарат многоцелевого назначения. Кроме изготовления резцов, его можно использовать и для локальной закалки инструмента (кернов, зубил, отверток и так далее). Достаточно прикоснуться к контактным шинам той частью инструмента, которую необходимо закалить, и подержать так несколько секунд. Температуру нагрева контролируют визуально, по цвету металла. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности: работать в рукавицах и защитных очках на заземленном аппарате.

Авторы: А.Бобровников, В.Зинюк, г.Мурманск

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Магнитная терапия против хронической депрессии 09.04.2020 Стимуляция ключевых частей мозга с помощью пульсации магнитного поля может сотворить чудеса с теми, кто страдает от хронической депрессии. Исследователи из Стэнфордского университета и Университета Пало-Альто в США провели работу с участием 21 добровольца. Ее результаты свидетельствуют о том, что ежедневные сеансы магнитотерапии не только безопасны для здоровья, но также могут облегчить жизнь пациентов. Основа этой неинвазивной терапии, которую на Западе сокращенно называют iTBS, ранее была одобрена Американской ассоциацией по контролю за продуктами и лекарствами. Терапия строится вокруг сотен интенсивным магнитных импульсов, направленных в определенную часть мозга. Регулярные сеансы длительностью по несколько минут помогают мозгу эффективнее противостоять приступам плохого настроения. Это возможно благодаря стимуляции нейронов, которые в итоге строят более прочные связи друг с другом. Хоть это и не панацея, новая терапия оказалась достаточно успешной, чтобы существенно облегчить жизнь от 10% до 30% пациентов, которым не помогают прочие методы. В 2018 году была опубликована работа, посвященная данной методике - она показала улучшение у третьи участников эксперимента. В новом исследовании результаты еще лучше: 19 из 21 пациентов добились ремиссии. Впрочем, медики не исключают эффект вовлечения - ведь испытуемые знали, что это за терапия, а потому могли подсознательно в той или иной мере убедить себя в ее успехе. Впрочем, даже в этом случае наличие разных подходов играет лишь на руку тем, кто страдает от хронических расстройств психики.

Другие интересные новости:

▪ Приемники GNSS Sony CXD5600GF и CXD5601GG

▪ Парацетамол во время беременности влияет на детское поведение

▪ Влияние шума и загрязнения воздуха на фертильность человека

▪ Внимание на нос

▪ Новые импульсные стабилизаторы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Томмазо Кампанелла. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему мы не падаем с велосипеда? Подробный ответ

▪ статья Оператор call-центра. Должностная инструкция

▪ статья Светоакустические установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадочные платки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025