При конструировании, сборке или ремонте чего-либо часто приходится соединять детали. Типы и методы соединений различны. Например, при соединении изделий из металла используют соединение на резьбе (винт или болт с гайкой), клепку, склеивание, спаивание и сварку.
Схема сварочного аппарата.
{reklama1}
И если для первых трех нужны только механические инструменты, то для спаивания необходимы паяльники, а для сварки некоторые умельцы делают самодельные сварочные аппараты постоянного и переменного тока. Многие из этих агрегатов работают без сбоев не один десяток лет.
При сборке, ремонте или конструировании бытовой техники или какого-либо оборудования возникает необходимость сварить несколько деталей вместе. Сварочные аппараты переменного тока стоят дорого, купить их не так просто. Но вполне допустимо сделать их самому. Схемы таких устройств очень разные.
Схема аппарата переменного тока.
Одна из оригинальных конструкций выполнена на основе трансформатора ЛАТР (автотрансформатора лабораторного). Этот аппарат работает от обычной сети, используя в работе переменный ток. Электротехнические характеристики его очень высоки из-за магнитопровода специального исполнения.
Он выполнен из трансформаторного ленточного железа (свит в рулон) и имеет форму кольца или тора, хотя обычный сварочный аппарат переменного тока собран из пластин, похожих на букву «Ш». Характеристики тороидального изделия выше в 4,7 раз, а потери почти минимальны по сравнению с Ш-образным сердечником.
Но такое трансформаторное ленточное железо сейчас в дефиците, поэтому легче достать готовый 9-амперный автотрансформатор лабораторный (ЛАТР) или тороидальный магнитопровод от сгоревшего изделия. Его необходимо перемотать — убрать обмотку вторичную старую или сгоревшую и намотать новую, более толстым проводом. Используя все это, вы соберете аппарат переменного тока 75-155 А примерно за 1-2 часа.
Перемотка ЛАТР
Схема трансформатора с ЛАТРом для уравнивания фазовых напряжения.
Для замены обмоток поступают следующим способом:
Снимают кожух (если он есть).
Удаляют арматуру из немагнитного материала (пластмасса, алюминий) вместе с механической частью.
Избавляются от старых или сгоревших обмоток:
если обмотки не повреждены, то вторичную просто сматывают на специальный челнок для использования в других разработках и конструкциях. Челнок размером 4-5х10-20 см можно вырезать из фанеры;
если обмотки сгорели, то провод удаляют любым методом: срезают, обрывают.
Производят электроизоляцию сердечника от будущей обмотки, обмотав железо лакотканью в два слоя или сделав накладки из специального электрокартона.
Наматывают новые обмотки, изолировав их друг от друга;.
Производят сборку.
На аппараты, выполненные на основе трансформатора ЛАТР, наматывают всего две обмотки.
Если трансформатор сгорел полностью, приходится мотать обе обмотки.
Первичную выполняют 1,2-миллиметровым проводом типа ПЭВ-2. Ориентировочная длина этого куска — 170 м. Для намотки пользуются челноком. Провод наматывают на него полностью.
Схема автотрансформатора с регулированием напряжения.
А затем, закрепив конец, начинают выполнять поступательные движения рукой внутрь тороида, обматывая проводом изолированный сердечник. Намотка производится виток к витку. После намотки первичную обмотку покрывают изоляцией (той же лакотканью).
Для более надежной изоляции и эффективного охлаждения аппарата можно применить метод воздушного зазора между обмотками. В этом случае первичную обмотку можно не изолировать сверху — хватит и ее собственного покрытия.
Метод таков:
изготавливаются два кольца из толстого (3-5 мм) текстолита с внешним калибром на 3-5 мм (с каждой стороны) больше диаметра сердечника с намотанной «первичкой»;
c краев снимается фаска (они скругляются) во избежание порчи изоляции;
кольца закрепляются сверху и снизу сердечника двусторонним скотчем;
наматывается вторичная обмотка.
Вторичную — 45 витков — выполняют несколькими проводами, скрученными вместе, или шиной, которые должны быть в стекловидной или ХБ-изоляции. Сечение рассчитывается в зависимости от необходимого сварочного тока и составляет 5-7 А на 1 кв.мм. На ток 170 А вам понадобится шина или скрутка сечением 35 мм или больше. Обмотку вторичную (для охлаждения) распределяют по тороиду с зазором, стараясь распределять ее равномерно.
Устройство автотрансформатора.
Если у вас имеется рабочий автотрансформатор или вы приобрели новый, то работа сводится только к перемотке одной (вторичной) обмотки, так как первичная уже намотана проводом необходимого сечения и длины.
Он перебирается в такой последовательности:
вначале отвинчивают металлический или пластмассовый кожух (если он есть);
снимают ползунок с графитовым токосъемником;
удаляют арматуру из немагнитного материала (пластмасса, алюминий);
определяют (прозванивают тестером) и маркируют все сетевые выводы;
остальные провода обматывают изоляцией или надевают на них ПВХ-трубки и укладывают на боковой части ЛАТР перпендикулярно обмоткам;
далее монтируется вторичная обмотка; витки, диаметр и марка проводов из меди аналогична варианту, описанному выше (полностью сгоревшему).
Сварочные аппараты, точнее, их трансформаторы, рекомендуется монтировать вдвоем. Первый человек протягивает провод и укладывает его, стараясь не испортить изоляцию и соблюсти дистанцию между витками. Второй придерживает конец провода, не позволяя ему скручиваться.
Если изоляция нарушится и концы хотя бы одного витка соприкоснутся, произойдет межвитковое замыкание, трансформатор перегреется и аппарат выйдет из строя.
Сварочные аппараты с таким трансформатором работают на токах 55-180 А.
Электромонтажная схема
Электромонтажная схема сварочного аппарата.
У любой конструкции, работающей от сети, есть своя схема. Имеет ее и вышеописанный сварочный аппарат.
Перемотанный трансформатор закрывают его старым кожухом (если он подходит), готовят новый или обходятся без ограждения. Это не так опасно. Ведь аппарат имеет потенциал на выходе не более 50 В. Да и охлаждать трансформатор без кожуха намного легче.
Выводы обмоток трансформатора на ваш аппарат подсоединяются так:
Первичная (I) — подсоединяется к 220 В 2-4-миллиметровым медным гибким проводом (ВРП или ШРПС). Обязателен автомат (Q1) — выключатель автоматический наподобие тех, что стоят в домах.
К вторичной (многоамперной) прикрепляют тщательно изолированные, но к тому же гибкие провода ПРГ соответствующего сечения.
Один конец крепится к обрабатываемой детали и заземляется (для электробезопасности). На другом укрепляется резистор балластный (для регулирования выходного тока) и самодельный или стандартный электрододержатель на аппарат.
Регуляторы тока
Схема регулятора тока.
Регулятор представляет свитый спиралью провод 3-миллиметрового калибра из констатановой или нихромовой проволоки длиной примерно около 5 м. Это своеобразный балластник, включенный в цепь электродержателя последовательно.
Спираль укрепляется отдельно на листе асбестоцемента. Ток сварки аппарата можно изменять тремя способами:
Метод подбора. На регулирующем конце укрепляют зажим-крокодил большого размера. Изменение тока производят путем перемещения зажима по спирали. Если укрепить спираль только на концах (или распрямить), то регулировка будет плавной.
Метод переключения. Берут переключатель. Его общий вывод подключают на регулирующий провод. Остальные выводы подключают на витки спирали. Ток регулируют дискретным перемещением ползунка.
Метод замены. Ток изменяют путем подбора электродов (толстые и тонкие, длинные и короткие). Регулирование происходит в небольших пределах. Этот метод почти не применяется.
{reklama2}
Эти аппараты изменяют сварочный ток путем регулировки вторичной обмотки. С нее снимается большой ток, поэтому изменять ток электронным методом нерентабельно. Надо устанавливать мощные детали, огромные радиаторы и соответствующее охлаждение.
Работа и безопасность
Десять правил сварочных работ.
Во время сварки из-за воздействия больших токов покрытие электрода вскипает и разлетается в виде раскаленных брызг. Чтобы ничего не случилось, всегда работайте в рукавицах, головном уборе, спецодежде и с защитным щитком из фибра, в котором должен быть светофильтр типа Э-1 или Э-2.
Не работайте в местах с увеличенным уровнем влажности. Это опасно из-за пробоя трансформатора. Не перегревайте трансформатор. Такой сварочный аппарат использует электроды калибром не более 3 мм. Для эффективности постарайтесь работать в следующем режиме:
при токе 45-180 А используется 10 электродов;
при токе 65-155 А — всего 3.
После использования указанного количества электродов аппарат обязательно отключите для остывания. Ориентировочно на 5-10 минут.
Необходимые материалы
Регулируемые автотрансформаторы ЛАТР.
ЛАТР — автотрансформатор.
Провода медные.
Провода в изоляции.
Текстолит.
Зажим-крокодил.
Переключатель.
Автомат.
Асбестовая пластина.
Электроды до 3 мм.
Инструменты для работы
Плоскогубцы.
Ключи.
Отвертка.
Нож.
Паяльник.
Челнок.
Материалы для сборки свободно закупаются в магазинах. Человек, знающий электротехнику, соберет предложенный аппарат за 2-3 часа.
