Как да направите заваръчна машина Домашни заваръчни машини

Самозалепващ се трансформатор

Много проекти в дома (в гаража на вилата, у дома, и т.н.) е трудно да се изгради без използването на заваряване, особено дъга. Понастоящем на рафтовете на магазините се появи огромен брой електрически заваръчни машини от вносни и руски производства. Отличните машини са скъпи, а по-евтините не винаги осигуряват качеството на заваръчните работи. В тази статия бих искал да споделя някои мисли на главния практичен дизайн за аматьори заварчици (SA), на базата на анализ на вече публикувани материали. Това ще спомогне не само за самопроизводството на аматьорска компания, но и за подбора и закупуването на готови заваръчни машини.

Машините за заваряване са както AC, така и DC. SA DC се използват за заваряване на малки течения от ламарина (покривни стомани, автомобили и др.). Заваръчната дъга на DC е по-стабилна, вероятно се заварява по права и обратна полярност. При постоянен ток е възможно да се заваряват с електроден проводник без покритие и електроди, предназначени за заваряване както на постоянен ток, така и на променлив ток. За да се осигури стабилност на изгарянето на дъгата при ниски токове, е по-добре да има прекомерно напрежение на празен ход Uxx на заваръчната намотка (до 70 - 75 V). За рециклиране на променлив ток се използват прости мостови токоизправители на мощни диоди с охладителни радиатори (фиг.1). За да се изглади пулсацията на напрежението, едно от заключенията на S.A. е свързан към държача на електрода чрез дросел L1, който е намотка от 10-15 превключвания на медна шина с ширина S = 35 mm2, навита на всяко ядро, например от магнитен стартер. За поправка и плавно регулиране на заваръчния ток се използват по-сложни схеми с въвеждането на мощни контролирани тиристори. Едно от възможните верига тип тиристорен T161 (T160), вижте статията A.Chernova ", и на таксата и заварката" (Създаване на модел 1994, № 9). Предимствата на DC регулаторите - в тяхната универсалност. Спектърът на тяхната конфигурация на напрежението е 0.1-0.9 Uxx. което им позволява да се използват не само за плавно регулиране на заваръчния ток, но и за зареждане на батериите, захранване на електрическите части за отопление и други цели.

 Фиг. 1. Мостови токоизправители за заваръчна машина. Свързването на SA е показано. за заваряване на тънък листов метал на "обратен" поляритет - "+" на електрода, ";" на заварена част U2: - изходно напрежение на заваръчната машина

АС заваръчните машини се използват за заваряване с електроди, чийто диаметър е повече от 1.6-2 мм, а дебелината на заварените продукти е повече от 1.5 мм. Същевременно заваръчният ток е голям (10 к ампери), а дъгата свети доста стабилно. Използват се електроди, предназначени за заваряване само с променлив ток. За нормална работа на заваръчната машина, трябва:

1. Осигурете изходно напрежение за надеждно запалване на дъгата. За аматьорски S.A. Uxx = 60 - 65V. Колкото по-високо на изходното напрежение на празен ход не се препоръчва, главно поради работят за безопасност (Uxx индустриална заваръчни устройства - до 70-75 V).

2. Осигурете заваръчно напрежение U s, необходимо за стабилно изгаряне на дъгата. Зависи от диаметъра на електрода - Ucv = 18 - 24v.

3. Осигуряване на номинален ток заваряване ISV = (30 - 40) де, където Isv- стойност на заваръчния ток 30 А - 40 - фактор в зависимост от вида и диаметъра elektroda- де - диаметър електрод, мм.

4. Ограничавайте тока на късо съединение Iкз, чиято стойност не трябва да надвишава номиналния ток на заваряване с повече от 30-35%.

стабилността на дъгата може да бъде в този случай, ако машината заваряване ще притежава инцидент външна характеристика, която определя връзката между тока и напрежението в заваръчната верига (Фиг. 2).

Заваръчен апарат показва, че е необходимо превключване като първичните намотки и вторичен (което е структурно по-трудно поради големия ток, протичащ в тях) за груби (етап) припокриване на заваръчния ток диапазон. В допълнение, за гладка конфигурация на заваръчния ток в границите на избрания спектър се използват механични устройства за преместване на намотките. При отстраняване на заваръчната намотка спрямо мрежата, магнитните потоци на дисперсията се увеличават, което води до намаляване на заваръчния ток. Проектиране на любител SA. Не се опитвайте да затваряте напълно спектъра на заваръчните токове. За предпочитане в първия етап за сглобяване апарат заваряване с електроди с диаметър от 2-4 мм и във втория етап, ако е необходимо работа за малки токове заваряване, да допълнят с отделен токоизправително устройство с непрекъснато променливо заваръчния ток. Любителски заваръчни трябва да отговарят на редица изисквания, основните от които следват: относителната плътност и малка тегл време, достатъчно работа (повече от 5-7 електрод де = 3-4 мм) от мрежата 220V. Тегло и размери на устройството могат да бъдат намалени чрез намаляване на капацитета си, и увеличаване на продължителността на работа - благодарение на използването на стомана с висока магнитна проницаемост и топлоизолация на намотаване на проводника. Тези изисквания могат лесно да бъдат изпълнени, като се знае основата за проектиране на заваръчни машини и се придържа към предложената технология за тяхното производство.

Фиг. 2

 Фиг. 2. попадат извън машина линия заваряване: 1 - семейството на характеристики за различни диапазони svarki- Isv2, Isvz, Isv4 - спектри на заваръчния ток за диаметъра на електрода на Uxx- верига напрежение CA инсулт 2, 3 и 4 mm sootvetstvenno-. Iкз - ток на късо съединение - Ucв - обхват на заваръчните напрежения (18-24 V)

Фиг. 3. Магнитно тип прът: и - плоска форма formy- Т б - U-образна плоча в formy- а - плоча ивици трансформатор stali- S = AxB - областта на сърцевина (ядро) cm2 напречно сечение, г - размера на прозореца, виждам

Фиг. 3

И така, избор на основен тип. За производството на заваръчни машини се използват основно ядрени магнитни ядра, тъй като те са по-технологично напреднали в дизайна. Ядрото се набира от плочи от електрическа стомана с всякаква конфигурация с дебелина 0,35-0,55 mm, завързани с игли, изолирани от сърцевината (Фигура 3). При избора на ядрото трябва да вземе предвид размера на "прозорец", за да постави намотките на устройството за заваряване и сърцевина площ на напречното сечение (ядро) S = AxB, cm2. Както показва практиката, не избирайте минималните стойности S = ​​25 - 35 cm, тъй като машината за заваряване няма да има необходимия резерв на мощност и ще бъде трудно да се получи доброкачествено заваряване. Е, прегряване на машината за заваряване след краткосрочна работа също е неизбежна. Разрезът на сърцевината трябва да бъде S = 45 - 55 cm2. Заваръчната машина ще бъде малко по-тежка, но няма да ви разочарова! Аматьорските заваръчни машини на тороидални ядра стават все по-популярни, имат по-високи електрически характеристики, около 4-5 пъти по-високи от тези в пръчките, а електрическите загуби не са големи. Разходите за труд за тяхното производство са по-значителни и се свързват първо с поставянето на намотки върху торуса и сложността на самата намотка. Но с правилния подход те дават отлични резултати. Ядрите са направени от лентово трансформаторно желязо, валцувано в ролка под формата на торус. Един пример е сърцевината на автотрансформатора "Lattre" 9 А. За да се увеличи вътрешния диаметър на тороид ( "прозорци") на вътрешната част на металната лента е развит и навита върху външната страна на сърцевината. Но, както показва практиката, една "Latra" не е достатъчна за производството на висококачествена SA. (няма достатъчно раздел S). Дори след работа с 1 - 2 електрода с диаметър 3 мм, той прегрява. То може да бъде използването на 2-ил и други ядра съгласно схемата, описана в статия B.Sokolova "заваряване бебе" (самостоятелно, 1993, № 1) или готови първа сърцевина чрез навиване два (фиг. 4).

Фиг. 4

Фиг. 4. Магнитен проводник от тороидален тип: 1.2-ядрен автотрансформатор преди и след пренавиване - 3 дизайн на базата на 2-тороидални serdechnikov- W11W12 - намотка мрежа включени паралелно W2 - заваряване obmotka- S = AxB - сечение на основната cm2, S, d- вътрешни и външни диаметри на тороид, cm 4 - електронна схема С. А. на базата на двуточкови тороидални сърцевини

Amateur SA заслужава специално внимание. направени на базата на статори на асинхронни трифазни електрически двигатели с висока мощност (повече от 10 kW). Избор на сърцевината на статора се определя от площта на статора С. щампован плоча не напълно съответстват на характеристиките на електрическия трансформатор стомана, за намаляване на напречното сечение S-малко от 40 напречно сечение - 45 cm е неподходящо.

Статорът се освобождава от тялото се отстранява от вътрешната статорната намотка слотове, жлебове изсечени длето скок почиства вътрешната повърхност ratfilem или абразивни колело, да се развие остри ръбове на сърцевината и увити го плътно, наслагване памук лепенка. Ядрото е готова за навиване на намотките.

Избор на намотки. За първични (мрежови) намотки, по-добре е да използвате специален проводник за намотаване на мед в hb. (стъклопакет) изолация. Задоволителна топлоустойчивост има също и проводници с изолация от каучук или гума. Не е приложимо за работа при високи температури (и това вече е поставено в дизайна на аматьорската SA) в PVC изолация поради вероятното топене, изтичане от намотките и тяхната късо съединение. Ето защо PVC изолацията от проводниците е необходима или отстранена и увити жици по цялата дължина на hb. изолираща лента или да не се отстранява, но увийте кабела над изолацията. Вероятно и друг доказан метод на намотаване. Но за това по-долу.

Когато се избира напречното сечение на проводниците за намотаване, като се отчита спецификата на работата на S.A. (периодично), можем да приемем плътност на тока от 5 A / mm2. Когато заваръчния ток е 130-160 A (де електрод = 4 mm) на вторичната намотка на размера на мощност ISV Р2 = х 160 = 3.5 х 24-4 кВт енергия на първичната намотка със загубата ще бъде около 5 5.5 кВт, и други подобни предполага най-висок първичен ток може да достигне до 25 А. Поради това, напречното сечение на първичната намотка проводник S1dolzhno да бъде повече от 5 - 6 mm. На практика, по-добре да се използва секцията тел 6-7 mm2 или правоъгълна гума или мед намотка диаметър тел (без изолация) 2,6 - 3 mm. (Изчисляване от известни формула piR2gde S = S - площ на mm2 пи кръг = 3,1428- R -. Радиус кръг mm) Когато липсва част от намотка проводник първият е вероятно в две. При използване на дуралумитен проводник напречното сечение трябва да се увеличи от 1,6 - 1,7 пъти. Възможно ли е да се намали напречното сечение на захранващия кабел? Да, можете. Но тук S.A. ще загуби необходимия резерв на мощност, ще се затопли по-бързо, добре, препоръчителната ядрена секция S = 45 - 55 см в този случай ще бъде неразумно голяма. Броят на завъртанията на първичната намотка W1 се определя от следното равенство: W1 = [(30 - 50): S] х U1gde 30-50 - неизменна koeffitsient- S - сърцевидната част в cm2, W1 = 240 се превръща в смесители 165, 190 и 215 оборота , т.е. на всеки 25 завъртания.

Както показва практиката, по-големият брой ленти от намотката в мрежата е нецелесъобразен. И затова. Чрез намаляване на броя на завъртанията на първичната намотка се увеличава мощността на SA. и Uxx, което води до увеличаване на напрежението при изгаряне на дъгата и влошаване на качеството на заваряване. По този начин, само чрез промяна на броя на завъртанията на първичната намотка, за да се постигне припокриване на спектъра на заваръчните токове без влошаване на заваръчните свойства, не може да бъде постигнато. За тази цел е необходимо да се осигури превключване на завоите на вторичната (заваръчна) намотка W2.

Вторичната намотка W2 трябва да съдържа 65 - 70 оборота от медно-изолирана шина с размери повече от 25 мм (по-добро напречно сечение 35 мм). Гъвкави многожични проводници (например, заваръчни кабели) и трифазен захранващ многожичен кабел също са идеално пригодени. Основното е, че частта от мощността на намотката не трябва да бъде по-малко от необходимото, а изолацията - топлоустойчива и надеждна. С липсващата част на проводника е възможно да се впръскват два или дори три проводника. Когато използвате duralumin проводник, напречното му сечение трябва да се увеличи от 1,6 до 1,7 пъти.

Фиг. 5

 Фиг. 5. Закрепване на намотките на намотките CA: 1 - тяло СА-2 - шайби - 3 - краен болт - 4 - гайка - 5 - меден връх с жица

трудност придобиване превключватели за високи токове, а на практика показват, че повече от просто констатациите на заварката започват ликвидация чрез медни терминали под диаметър терминал винтове 8-10 мм (фигура 5.). Медните върхове са изработени от медни тръби с подходящ диаметър от 25 до 30 мм и са укрепени върху проводниците чрез кримпване и по-добре от пропайка. Особено ние ще спрем на намотките навиване ред. Общи правила:

1. Навиването трябва да се извършва на изолирана сърцевина и винаги в една посока (например по посока на часовниковата стрелка).

2. Всеки слой на намотката е изолиран със слой от hb. изолация (фибростъкло, електрокартон, проследяваща хартия), по-добре с импрегниране с бакелитен лак.

3. Изходи на намотки калай, маркирайте, фиксирайте hb. плитка, на заключенията на мрежата ликвидация допълнително носени hb. тръби.

4. В случай на колебания в качеството на изолацията, намотката може да се извърши с помощта на памучен кабел като два жила (създателят използва памучна нишка за риболов). След навиването на първия слой, намотката с h.b. Нишката е фиксирана с лепило, лак и др. и след изсушаване следващият ред се навива.

Нека разгледаме реда на подреждане на намотките върху магнитна сърцевина от типа пръчка. Мрежовата намотка може да бъде подредена по 2 основни начина. Първият метод ви позволява да получите "твърд" режим на заваряване. Мрежовата намотка в този случай се състои от две идентични намотки W1W2, разположени от различни страни на сърцевината, свързани от своя страна и имащи едно и също напречно сечение на проводниците. За регулиране на изходния ток се извършват завои върху всяка от намотките, които са затворени по двойки (Фиг.6а, с).

Вторият метод включва навиване на първичната (мрежова) намотка от едната страна на сърцевината (фиг.6c, d). В този случай заваръчната машина има стръмно падаща характеристика, придава "мека", дължината на дъгата по-малко влияе върху стойността на заваръчния ток и, както трябва, качеството на заваряването. След навиване на първичната намотка, CA трябва да се провери за къси превключвания и правилността на избрания брой завои. Заваръчният трансформатор е свързан към електрическата мрежа чрез предпазител (4 - 6A). Ако предпазителят изгори или стане много горещ - това е очевиден признак за късо съединение. Както би трябвало, първичната намотка трябва да бъде пренавита, като обърне специално внимание на качеството на изолацията.

Фиг. 6. Методи CA намотка намотки върху сърцевината на стик-тип: и - навиване на мрежа 2-б serdechnika- страни - съответния вторичен (заваряване) намотка включва обратно към паралелно към - навиване на мрежата от едната страна serdechnika- г - съответно го вторичната намотка е включена последователно

Ако машината е много жужене, и консумацията на ток надхвърля с 2 - 3 А, това означава, че броят на първичната намотка се подценява и трябва да podmotat все още на определен брой завъртания. Доброто АС не консумира ток на натоварване по-малко от 1 - 1,5 A, не се нагрява и не буди високо. Вторичната CA-намотка е винаги навита от двете страни на сърцевината. За първия метод на навиване вторична намотка също се състои от две подобни половин-ил включени за увеличаване на стабилността дъга (Фигура 6) В антипаралелен и секцията тел може да се малко по-малко - 15 - 20 mm2.

За метода на втората намотка основната заваръчна намотка W21 се навива на свободната от сърцевината страна на намотките и е 60 до 65% от общия брой намотки на вторичната намотка. Тя служи основно за запалване на дъгата, а по време на заваряването, поради рязкото увеличаване на магнитния поток на дисперсията, напрежението върху него спада с 80-90%. Допълнителната навиваща се намотка W22 надвишава основната. Тъй като е власт, той поддържа в рамките на необходимите граници заваръчното напрежение и, както трябва, заваръчния ток. Напрежението върху него спада в режим на заваряване с 20 - 25% по отношение на напрежението на празен ход. След производството на SA е необходимо да се извърши регулирането и качественият контрол на заваряването с електроди с различни диаметри. Процесът на опцията е следният. За измерване на заваръчния ток и напрежение трябва да закупите два електрически измервателни уреда - амперметър на променлив ток за 180-200 А и волтметър с променлив ток за 70 - 80 V.

Фиг. 7. Методи за навиване на намотките на CA на сърцевина от тороидален тип: 1.2 - еднообразна и намотка на намотките съответно: a - мрежово захранване b - мощност на намотката

 Фиг. 8. Електрическа схема на измервателните уреди

Фиг. 8

Диаграмата на връзката им е показана на фиг. 8. При заваряване с различни електроди, стойностите на заваръчния ток - Icv и заваръчното напрежение Uподвързване който трябва да бъде в рамките на изискваните граници. Ако заваръчния ток е малък, който е, в повечето случаи (електроди пръчки, Arch небалансирано), в този случай, или смяна на първични и вторични намотки е разположен желаните стойности или преразпределяне на броя на завъртанията на вторичната намотка (без растеж) в посока на увеличаване на броя на завъртанията навита по време на мрежата ликвидация. След заваряване, грешката може да се направи или рязане на краищата да бъдат заварени, и веднага става ясно качество заваряване: дълбочина на проникване и дебелината на отложения метал слой. Въз основа на резултатите от измерванията е полезно да се направи таблица.

Въз основа на масата на данни избран рационални условия заваряване за електроди с различен диаметър, като се има предвид, че заваръчни електроди, например, с диаметър 3 mm, електроди диаметър 2 мм могат да бъдат намалени, тъй токът на рязане е по-висок от заваръчния ток с 30 - 25%. Трудността при купуването на препоръчителните измервателни уреди доведе до разработването на измервателна верига (Фигура 9), базирана на по-често срещан милиамперметър на постоянен ток за 1-10 mA. Състои се от измерватели на напрежение и ток, монтирани на мостова схема.

Фигура 9

Фиг. 9. Основна схема на измервателните уреди за напрежение и заваряване на течения и проектиране на токов трансформатор

Измервателят на напрежението е свързан към изходната (заваръчната) намотка. Регулирането се извършва с помощта на всеки тестер, който се контролира от изходното заваръчно напрежение. С помощта на променливо съпротивление R.3, стрелката на инструмента е зададена в края на скалата при максималната стойност на Uxx. Скалата на измервателния уред е по-скоро линейна. За по-голяма точност можете да премахнете две или три контролни точки и да скалирате измервателния уред за измерване на напреженията.

По-трудно е да се настрои текущия измервателен уред, тъй като той е свързан към трансформатора на ток, който е направен самостоятелно. Последният е ядро ​​от тороидален тип с 2 намотки. Размерите на сърцевината (външен диаметър 35-40 мм) нямат значение по принцип, основното е, че намотките съвпадат. Материалът на сърцевината е трансформаторна стомана, пермалоид или ферит. Вторичната намотка се състои от 600 - 700 навивки от медна тел изолирани марка PEL, SEW добре диаметър PELSHO 0.2 - 0.25 mm и се свързва с амперметър. Първичната намотка е захранващ проводник, който тече вътре в пръстена и е свързан с клемния болт (Фигура 9). Настройката на текущия измервател е в следното. Към захранващата (заваряваща) намотка SA. Свържете калибрираното съпротивление от дебелия нихромен проводник за 1 - 2 секунди (много отоплявано) и определете изходното напрежение. Съгласно закона на Ом се определя токът, протичащ в заваръчната намотка. Например, когато свързвате Rn = 0.2m Uout = 30V.

Маркирайте точката на скалата на устройството. 3 - 4 измервания с различен RH са достатъчни за калибриране на текущия измервател. След калибрирането инструментите се монтират върху тялото на SA, като се използват общоприетите съвети. При заваряване на различни критерии (силен или слаб ток мрежа, дълга или къса захранваща линия, крос сред вписванията и т.н.), чрез превключване на намотките е адаптиран SA за най-добрия режим на заваряване и освен това превключвателят може да бъде настроен на неутрално. Няколко думи за заваряване на контактни точки. Към конструкцията на S.A. Този тип специфични изисквания са представени:

1. Мощността, дадена по време на заваряване, трябва да бъде най-голяма, но по-малка от 5-5,5 kW. В този случай токът, който се консумира от мрежата, няма да надвишава 25 A.

2. Режимът на заваряване трябва да е "твърд" и, както трябва, да навива намотките SA. трябва да се извърши в съответствие с първия вариант.

3. Теченията, протичащи в намотката за заваряване, достигат стойности от 1500-2000 А и по-високи. По този начин заваръчното напрежение трябва да бъде по-малко от 2-2.5V, а напрежението на празен ход - 6-10V.

4. Напречното сечение на основните проводници ликвидация повече от 6-7 мм, докато напречното сечение на вторичната намотка секцията 200 mm от него Woo тел намотка метод и намотка 4-6 от следващата паралелна връзка.

5. Не се препоръчва да се правят допълнителни кранове от първичната и вторичната намотка.

6. Броят на намотките на първичната намотка може да се изчисли малко във връзка с кратката продължителност на работа.

7. Не се препоръчва напречното сечение на сърцевината (сърцевината) да бъде най-малко 45-50 см.

8. Съветите за заваряване и подводните кабели към тях трябва да бъдат медни и да преминават през подходящи токове (диаметър на върха 12-14 мм).

Специален клас от аматьори SA. представляват устройства, произведени на базата на промишлено осветление и други трансформатори (2-3 фази) до изходно напрежение от 36 V и мощност повече от 2,5-3 kW. Но преди да вземете изменението, трябва да измерите основната част, която трябва да бъде повече от 25 см, и диаметрите на първичната и вторичната намотка. Веднага ще видите какво може да се очаква от промяната на този трансформатор.

И в заключение няколко технологични съвета.

Включване на машината за заваряване към секцията за мрежов кабел трябва да се извършва чрез автоматично 6-7 мм на ток от 25-50 А, например AP-50. диаметър на електрода зависи от дебелината на метала на заваръчния шев може да бъде избран въз основа на следното равенство: г = (1-1,5) L, където L-дебелина на запоената метал мм. Дължината на дъгата се избира в зависимост от диаметъра на електрода и средната стойност е 0,5-1,1 d3. Препоръчва кратко дъга 2-3 мм, което е равно на напрежението на 18-24 V. дължина Повишаване дъга води до нарушаване на неговото изгаряне стабилност, увеличаване на загуба на запалване и пръски, намаляване на дълбочината на проникване на основния метал. Колкото по-дълга е дъгата, толкова по-високо е заваръчното напрежение. Скоростта на заваряване се избира от заварчика в зависимост от марката и дебелината на метала.

При заваряване на прав полярност, плюсът (анода) е свързан към частта и минус (катода) към електрод. Ако е необходимо най-малко количество топлина да се разпредели на частта, например при заваряване на тънкостенни конструкции се използва заваряване с обратна полярност (фиг.1). В този случай минусът (катодът) е прикрепен към заварената част, а плюс (анода) към електрода. Това не само осигурява най-малкото нагряване на обработвания детайл, но и ускорява процеса на топене на металния електрод поради по-високата температура на анодната зона и по-голямата топлинна мощност. Заваръчните кабели са свързани към CA чрез медни клеми под болтовете от външната страна на корпуса на машината за заваряване. Лошите контактни връзки намаляват свойствата на захранването на SA, повишават качеството на заваряването и могат да причинят прегряване и дори възпламеняване на кабелите. При малка дължина на заваръчните проводници (4-6 м) тяхното напречно сечение трябва да бъде повече от 25 мм. При извършване на заваръчни работи е необходимо да се спазват правилата за пожар и електрическа безопасност при работа с електрически уреди. Заваръчните работи трябва да се извършват в специална маска със защитна чаша от клас С5 (за течения до 150-160 А) и ръкавици без ръкави. Всички СА комутации трябва да се извършват само след като заваръчната машина е изключена от електрическата мрежа.