Главная


Сварочный аппарат своими руками




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 173
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131


скачать книгу Сварочный аппарат своими руками




форматора нельзя, так как в момент зажигания дуги напряжение на ней падает более чем в два раза, а в момент короткого замыкания поч­ти до нуля. Поэтому сварочный трансформатор потребует несложной доработки — придется домотать дополнительную обмотку с выходом на 40 В. Для этого подойдет любой провод диаметром не менее 0,35 мм. На выводы 3 и 4 поступает напряжение с основной, вторич­ной сварочной катушки, ток в цепи которой и будет регулироваться.
...
Как только напряжение на конденсаторе С1 увеличится до поро­гового уровня, он разрядится через один из динисторов и управляю­щий переход одного из тиристоров, в зависимости от полярности по­лупериода. При этом тиристор откроется и будет пропускать ток к сварочной дуге до смены полярности на следующем полупериоде. Таким образом, тиристоры на каждом полупериоде по очереди будут открываться и закрываться. Открываться они будут с постоянной за­держкой во времени относительно начала полупериода, что задается сопротивлением 112.
...
В пороговом устройстве пару динисторов \Т)5, \Т)6 при необхо­димости можно заменить одним подстроенным резистором с сопро­тивлением несколько сот Ом и отрегулировать порог срабатывания вручную.
...
|' В сварочном оборудовании можно также комбинировать регуля­торы или ограничители тока разных типов. Так, например, можно ис­пользовать переключение витков первичной обмотки в комбинации с подключением добавочного сопротивления или по-другому.
...
При тонкой настройке режимов электросварки контроль значе­ния силы тока имеет важное значение. Хотя обычно сварочные аппа­раты как промышленного, а тем более кустарного изготовления не оборудуются какими-либо средствами измерения и отображения си­лы тока. В лучшем случае аппарат оснащается отградуированной шкалой на переключателе или регуляторе мощности, значения кото­рой обычно весьма приблизительны. Поэтому при выборе опреде­ленного режима сварки приходится экспериментально подбирать ток, оставаясь в неведении о его реальном числовом значении, оцен­ку приходится делать лишь «на глаз», что не всегда приемлемо.
...
Для измерения больших токов, в данном случае до 200 А, требу­ются приборы, которые обладают своей спецификой и в быту мало-распространены. Одним из наиболее простых решений будет вос-; пользоваться токоизмерительными клещами. Специфика измерения этим прибором; состоит в том, что для измерения не требуется под­ключаться в электрическую цепь и для этого прибора не требуется ■никакое электрическое подключение, у него может даже отсутство­вать собственный источник питания. Сила тока измеряется на рас-
...
стоянии от провода без прикосновения к нему. На приборе находить­ся специальный разводящийся контур, отчего и название — «кле­щи», которым охватывается провод с током. Электромагнитное поле протекающего в охваченном проводе тока наводит ток в замкнутом контуре, который и отображается на специально отградуированном стрелочном, а у более совершенных моделей цифровом индикаторе. Как видим, конструкция токоизмерительных клещей весьма проста, но вот стоят они немало. На корпусе «клещей» находится переклю­чатель пределов измерения тока, максимальные значения которого обычно достигают от 100 А до 500 А для разных моделей приборов. Токоизмерительными клещами можно оперативно воспользоваться практически в любой ситуации, не оказывая никакого влияния на электрическую цепь. Ясно, что измерять можно лишь переменный ток, который создает переменное электромагнитное поле, для посто­янного тока этот инструмент бесполезен. Класс точности в данном случае весьма невысок, поэтому можно судить, скорее, только о при­близительных значениях. Прибор нельзя включить для измерений в непрерывном режиме, его постоянно нужно держать в руках, по­этому всегда требуется два человека: один «держит» дугу, а второй держит «клещи» и меряет ток.
...
Другой способ измерять ток сварки: вмонтировать в конструкцию изготавливаемого сварочного аппарата или дорабатываемый про­мышленный аппарат амперметр, рассчитанный на большие значения тока, а то и просто включать его на время в разрыв цепи сварочных проводов. В этом случае можно будет постоянно контролировать зна­чения тока при сварке, выставляя строго определенные значения.
...
Включение амперметра в сварочную цепь также отмечается неко­торой спецификой. Дело в том, что последовательно в цепь включает­ся не сам прибор (стрелочный указатель), а его шунт (резистор), стре­лочный же индикатор подключается к шунту параллельно (рис. 3.6). Шунт обладает собственным сопротивлением: предположительно со­тые доли Ома (так как измерить его обычным омметром не удается), на вид это кусок металла в несколько сантиметров в длину прямоуголь­ного сечения с мощными контактными площад­ками с обеих сторон. От точности сопротивле-Рис.
...
ра. Для каждой модели амперметра предусмотрен шунт своего сопротивления, и они должны продаваться вместе. И уж чего ни в ко­ем случае не нужно делать, так это пробовать включить стрелочный прибор в цепь вообще без шунта. Если у вас где-то в загашниках зава­лялся стрелочный прибор, на шкале которого значатся сотни ампер, то это вовсе не значит, что он сам их измеряет. Проверьте его: и сам по себе прибор окажется всего-то микро- или миллиамперметром. Иногда попадаются стрелочные приборы, у которых шунт вмонтиро­ван внутри корпуса и к нему дополнительно ничего больше подклю­чать не нужно. Как правило, такие отличаются огромными размерами ^.невысоким классом точности. Немалое значение имеет также спо­собность стрелочного указателя измерительного прибора быстро ус­танавливаться на текущее значение, преодолевая колебательные пе­реходные процессы при изменении тока, иначе стрелка будет судо­рожно плясать по шкале уже при незначительных изменениях тока, которые неизбежны при горении сварочной дуги.
...
'; Надежность сварочного аппарата зависит от ряда факторов как конструктивного характера, так и от режима и условий эксплуатации. Иадежные, тщательно изготовленные трансформаторы работают многие годы, без проблем выдерживая непродолжительные перегруз­ки и изъяны в эксплуатации. Легкие переносные конструкции, с про­водами в лаке, да еще и развивающие непомерную для себя мощность, как правило, долго не живут. Они постепенно изнашиваются, так же, как, например, со временем изнашивается одежда или обувь. Хотя, учитывая значительные объемы выполненных работ и невысокие за­траты на их изготовление, это вполне оправдывает их существование.
...
Г Злейшими врагами сварочных трансформаторов являются пере­грев и проникновение влаги. Самым действенным средством против перегрева являются надежные обмоточные провода с плотностью то­ка не более 5.. .7 А/мм2. Чтобы провод быстро охлаждался, он должен иметь хороший контакт с воздухом. Для этого в обмотках делаются Щели (рис. 3.7). Сначала мотается первый слой и с внешних сторон вставляются деревянные или гетенаксовые планки толщиной
...
5... 10 мм, потом планки вставляются через каждые два слоя провода: так каждый слой имеет контакт с воздухом с одной стороны. Если трансформатор устанавливается без обдува, то щели должны ориен­тироваться вертикально. Тогда через них постоянно будет циркулиро­вать воздух: теплый поднимается вверх, а снизу засасывается холод­ный. Еще лучше, если трансформатор постоянно обдувается вентиля­тором. Вообще-то принудительный обдув мало влияет на скорость нагрева трансформатора, зато заметно ускоряет его охлаждение. Бы­стрее всего греются и хуже всего охлаждаются тороидальные транс­форматоры. У сильно греющегося сварочного трансформатора с за­крытыми обмотками даже мощный обдув не решит этой проблемы, и здесь придется удерживать температуру обмоток разве что очень уме­ренным режимом работы. Также на охлаждаемость трансформатора влияет количество витков обмоток: чем меньше витков, а значит и меньшая плотность намотки, тем она лучше.
...
Кроме объективных и вполне понятных причин выхода свароч­ных трансформаторов из строя, в основном связанных с несовершен­ством конструкции, я, на основании своего опыта, хочу отметить еще один, вроде бы неявный, но, тем не менее, весьма распространенный способ угробить сварочный трансформатор. Причиной в этом слу­чае, как ни странно, является падение напряжения в электросети... Сварка перестает нормально варить, если сетевое напряжение сильно
...
падает или же если линия электропередачи имеет значительное соб­ственное сопротивление — порядка нескольких Ом. К сожалению и первое, и второе распространено у нас повсеместно. Если при упав­шем напряжении можно хоть точно выяснить причину, взяв вольт­метр и измеряв напряжение, то во втором случае дело обстоит слож­нее. Высокоомный вольтметр не чувствует сопротивления линии в несколько Ом и показывает нормальное значение напряжения, зато эти несколько Ом могут запросто наполовину погасить мощность сварочного трансформатора, собственное сопротивление которого в дуговом режиме весьма незначительно. Но при чем же здесь падение мощности и «сгорание» сварочных трансформаторов?.. А дело вот в чем. Когда владелец сварки, порядком намучившись с неработаю­щим якобы от сети 220 В аппаратом, понимает, что ничего изменить он здесь не в силах, а работать ой как надо: пропадает заработок или идет строительство, стынет раствор, то в таких случаях очень часто Иппарат включается в сеть на 380 В. Дело в том, что вся разводка обычно делается от трехфазной линии: «ноль» и три «фазы». Если подключаться к «нолю» и одной «фазе» — фазное напряжение, то это и есть привычные нам 220 В. Если же подключиться к «фазе» и «фазе» — линейное напряжение, то с двух проводов будут уже сни­маться 380 В. А именно так делают нерадивые сварщики с однофаз­ными аппаратами, рассчитанными на 220 В. При этом сварка начина­ет отлично работать, правда, очень часто весьма недолго. «Палят» так как слабые самодельные конструкции, так и надежные промыш­ленные аппараты. А все ведь очень просто: если напряжение в общей ■лектросети падает, скажем, на 50 В и от 170 В аппарат не хочет ва­рить, то между «фазами» при этом тем не менее остается 330 В, что ^убийственно для любого трансформатора...
...
р Часто владельцы сварочных аппаратов просто ленятся лишний раз переносить свои сварки: ведь вес-то немалый, и те остаются на улице, мокнут под дождем, их засыпает снегом... После такого отно­шения межвитковое замыкание дело вполне обычное, обмотки трансформатора «сгорают», и вся конструкция выходит из строя... Также следует опасаться сырых подвалов и вообще мест с повышен­ной влажностью. Постепенно обмотки впитывают в себя влагу, кото­рая, попадая в мельчайшие щели и трещины изоляции, долго не вы­сыхает, становясь хорошим проводником тока.
...
По все же основным врагом трансформаторов является перегрев. Мало какой сварочный трансформатор способен работать в непре­рывном дуговом режиме при максимальной своей мощности, если такие и есть, то это огромные промышленные аппараты с мощной системой охлаждения и катушками, погруженными в масло, их вес измеряется сотнями килограммов. Как известно, работа переносных конструкций происходит в чередующихся дуговом и режиме холо­стого хода, что уменьшает степень их нагрева. Такой режим работы характеризуется коэффициентом продолжительности работы (ПР) или продолжительностью включения (ПВ), что в принципе то же са­мое. Эти коэффициенты определяют, какое время трансформатор мо­жет работать в дуговом режиме, а какое должен оставаться в режиме холостого хода. Обе эти величины выражаются в процентах и опре­деляются выражением:
...
Для расчета ПР обычно берется время цикла сварки гц= ісв + іхх = = 5 мин. ПР рассчитывается таким образом, чтобы при работе темпе­ратура сварочного трансформатора не поднималась выше предельно допустимого значения для конкретной конструкции. В паспорте каж­дого сварочного трансформатора промышленного изготовления ука­зывается величина номинального сварочного тока (7Н) и для этого то­ка номинальное значение продолжительности работы ПРН. Таким об­разом, значение ПР обычно дается только для одного режима сварки — на номинальном токе. Однако понятно, что трансформатор можно эксплуатировать и на максимальном значении тока, впрочем, как и на токах меньше номинального паспортного значения. Вместе с изменением рабочего тока будет меняться и величина ПР: при уве­личении тока — уменьшаться, при уменьшении — увеличиваться вплоть до 100%, когда трансформатор можно уже будет даже экс­плуатировать в непрерывном дуговом режиме. Здесь хорошо бы бы­ло уметь рассчитывать допустимые значения ПР и сварочного тока, когда они уходят за пределы оговоренных паспортных значений. Я думаю, приведенные ниже формулы и примеры не будут лишними для владельцев фабричных аппаратов с оговоренными параметрами,
...
ПРД — это то значение продолжительности работы, которое мы вы­бираем и для которого рассчитывается допустимое значение свароч­ного тока (7д). Мы можем принимать ПРД как большим, так и мень­шим ПРН.
...
Однако на практике чаще требуется решать обратную задачу. Ко­гда известен ток, на котором предполагается проводить работы, он не равняется номинальному значению, и именно для этого тока тре­буется определить допустимое значение продолжительности работы ПРД. Тогда расчетная формула примет следующий вид:
...
\ Например, для сварочного аппарата, рассчитанного на номиналь­ный ток 1Н = 160А при ПРН = 40%, требуется рассчитать допустимое (значение ПРД при токе /д
...
Сразу налицо значительное падение коэффициента продолжи­тельности работы. Ведь при увеличении рабочего тока всего лишь на 25% допустимое значение ПРД упало на 36%. Таким образом видно, что при увеличении тока резко возрастает разогрев трансформатора, а значит, падает степень его надежности, что особенно актуально для самодельных конструкций.
...
I Можно решить задачу и для обратного случая. Допустим, что для того же трансформатора, номинальный сварочный ток которого по паспорту 160 А при ПРН = 40%, мы хотим определить допустимый
...
Из этого примера видно, что, казалось бы, при грандиозном уве­личении ПР на все 100% допустимый рабочий ток, наоборот, умень­шился не столь существенно — на 29%, и его вполне должно хватать для работы трехмиллиметровым электродом. Отсюда следует про­стая истина: всегда по возможности ограничивать рабочие токи хи­лых сварочных трансформаторов, что впоследствии, естественно, са­мым наилучшим образом отразится на их долговечности.
...
Ну а если предстоит варить много и быстро, а ваш сварочный трансформатор намотан не ахти какими проводами и катастрофиче­ски быстро греется и т. д., здесь можно применить одно кардиналь­ное средство борьбы с перегревом. Перегрева можно не так бояться, если весь трансформатор полностью погрузить в трансформаторное масло. Обладая значительной теплопроводностью, масло не только отводит тепло из обмоток, но и является дополнительным изолято­ром. В простейшем виде это просто ведро с маслом с утопленным в нем трансформатором, откуда выходят только четыре провода — та­кое «чудо» иногда можно увидеть на дворах в сельской местности. Немного трансформаторного масла можно слить, например, с ста­рых холодильных агрегатов — «горшков». Хотя в народе говорят, что в случае крайней необходимости подойдут и другие типы, вплоть до подсолнечного... Насчет подсолнечного не знаю, сам не проверял...
...
Немаловажным элементом конструкции сварочного аппарата яв­ляется внешний корпус. Часто при самодельном изготовлении руки до этого не доходят. Хотя единственным, практически всегда при­сутствующим атрибутом из этой части является все же прикреплен­ная к трансформатору рукоятка, а то и две. Оно и верно: ведь пару десятков килограмм просто так с собой в руках не поносишь.
...
В качестве корпусов для самодельных сварочных аппаратов чаще всего используются уже готовые или переделанные корпуса от ста­рых, пришедших в негодность приборов, которые подходят по габа­ритам и грузоподъемности. Хотя, если ничего подходящего под руки не попадается, корпус можно изготовить самостоятельно полностью или же прикрыть трансформатор хотя бы частично в наиболее уязви­
...
При установке сварочного трансформатора в корпус особое вни­мание надо уделять его материалу и возможности протока воздуха для охлаждения, притом чтобы верх был закрыт, предохраняя транс­форматор от возможного дождя. Корпуса или хотя бы некоторые их части лучше делать из не магнитных материалов: латунь, дюраль, ге-тенакс, пластмассы... В режиме сварки трансформатор создает мощ­ное магнитное поле, что притягивает к нему стальные элементы. Ес­ли корпус сделан из жести или напротив оси первичной обмотки привинчены стальные панели, то при работе вся эта конструкция бу­дет втягиваться внутрь и вибрировать. Звук при этом иногда бывает такой, что его можно сравнить разве что с работой пилы — мощной «циркулярки». Поэтому устанавливать сварочный трансформатор можно либо в цельновыгнутый жесткий стальной корпус, который не так поддается вибрациям, или делать панели напротив хотя бы пер­вичной обмотки из немагнитных материалов.
...
',. Вибрируют не только стальные корпуса сварочных аппаратов, но :и вообще все детали, соединенные с трансформатором и находящие­ся внутри магнитопровода. Особенно подвержены вибрациям под­вижные части регулирующих устройств мощности, если таковые имеются. К подвижным элементам (большей частью промышленных аппаратов) могут относиться: сердечники, магнитные шунты, под­вижные обмотки, т. е. элементы, с помощью передвижения которых изменяется рабочий ток трансформатора и которые невозможно за­крепить совершенно жестко. Эти части связаны с неподвижными элементами трансформатора посредством винтов, направляющих и других элементов, деформирующихся под действием переменных сил. Вибрациям подвержены и закрепленные жестко элементы кон­струкции, особенно это актуально для таких жизненно важных час­тей трансформатора, как катушки. На них действуют электромагнит­ные силы, изменяющиеся от нуля до максимума с удвоенной часто-
...
той питающей сети. Амплитуды и действие вибрации зависят от множества конструктивных факторов, которыми во многом и опре­деляется надежность сварочного трансформатора. ■ Нередки случаи, когда из-за недоработки конструкции или нека­чественной сборки вследствие вибрации быстро выходят со строя да­же трансформаторы промышленного изготовления. Для самодель­ных конструкций эта проблема стоит еще более остро, особенно ко­гда используются обмоточные провода в тонкой лаковой изоляции. От постоянной вибрации и трения друг о друга витков лак на некото­рых участках может разрушаться, что неизбежно приведет к межвит-ковому^замыканию. Поэтому изоляция между слоями провода здесь обязательна. Также необходимо предусмотреть, чтобы под действи­ем вибрации не произошло разрушение или продавливание на углах каркаса обмоток или (в тех конструкциях, где его вообще нет) слоя изоляции между катушками и железом магнитопровода. Можно без всякого,преувеличения сказать, что вибрация наравне с перегревом является одной из основных причин преждевременного выхода со строя сварочных трансформаторов.
...
Для практически всех существующих конструкций сварочных трансформаторов характерны очень сильные магнитные поля рассеи­вания вблизи обмоток. Эти поля вызывают не только сильные вибра­ции магнитных материалов, но и заметные потери энергии в кожухах и других конструктивных элементах трансформаторов. Например, исследования, проведенные в институте электросварки им. Патона показали, что в трансформаторе ТС-500, рассчитанном на номиналь­ный ток 500 А, потери в одном кожухе составляют 500 Вт или около 3% полезной мощности. Аналогичные результаты получены и для других конструкций сварочных трансформаторов.
...
Потери энергии обусловлены возбуждением в кожухах вихревых токов. Присутствие вихревых токов, а следовательно, и потери энер­гии, будут тем меньшими, чем больше расстояние от обмоток транс­форматора к стенкам металлического корпуса. На добавочные .поте­ри энергии мало влияют магнитные свойства металлов. Если корпус сделать из немагнитных металлов — латунь, алюминий и т. д., то это мало повлияет на генерацию вихревых токов, ведь здесь важна.токо-проводимость материала, которая у металлов всегда высокая, отрад­но, что в этом случае хоть удастся избавиться от вибраций из-за маг-
...
нитных полей трансформатора. Исследования показали, что несколь­ко уменьшить потери в корпусе можно, сделав на нем продольные I
...
1 С другой стороны, потери такого рода вообще могут быть сведе­ны на нет, если корпус выполнить из изоляционного материала, тем более что в этом случае сразу удастся избежать и вибраций, вызван­ных переменными магнитными полями. Однако корпус из диэлек­трических материалов сложнее сделать или же подобрать уже гото­вый, также он имеет худшие показатели прочности. Конечно, про­блемы с корпусом, его вибрациями, вихревыми токами и потерями энергии можно вообще избежать, отказавшись от цельного корпуса, как это и принято, наверное, у большинства самодельных сварок. Од­нако отсутствие корпуса добавит массу других, не менее важных проблем, а также отразится на безопасности и надежности в эксплуа-; тации сварочного аппарата. Тем более что потери на уровне несколь­ких процентов практически неразличимы на фоне флуктуации напря­жения в сети, а также присутствия некоторого сопротивления в лини­ях
...
Г В корпус сварочного аппарата можно установить вентилятор или сделать его герметичным и залить трансформаторным маслом. Туда Все можно впихнуть еще много чего... Тут уж — кто на что горазд...
...
Известной проблемой ручной электросварки является зажигание электрической дуги. Особенно плохо дуга зажигается в начальный период, когда электрод и изделие еще холодные. В обычных услови­ях поджег осуществляется путем кратковременного контакта элек­трода и изделия и последующего их разведения. Ток, проходящий через микровыступы электрода в момент контакта, разогревает их до температуры кипения, а поле, возникающее при разведении электро-
...
дов, обеспечивает эмиссию, достаточную для возбуждения дуги, — так, по крайней мере, описывает этот ответственный и непростой процесс теория. На практике же это выглядит известным образом: иногда приходится подолгу «тюкать» концом электрода об металл изделия, высекая отдельные искры, а то и «клея» электродом, пока электрическая дуга наконец-то не начнет устойчиво гореть.
...
Самодельные и бытовые сварочные аппараты обычно имеют не­высокий уровень напряжения холостого хода на выходе со вторич­ной обмотки, близкий к 50 В. С одной стороны, такое напряжение повышает безопасность эксплуатации электросварки, уменьшается вес трансформатора, экономятся материалы при изготовлении, ино­гда больше витков невозможно втиснуть в узкий магнитопровод. Но если смотреть на это иначе, то далеко не "все
...
Ситуация тем более усугубляется, если нужно варить ответствен­ные, изящные детали. Ведь дугу приходится зажигать через маску, почти вслепую попадая кончиком электрода в заранее выбранную точку. При низком напряжении приходится подолгу чиркать элек­тродом, пока удастся зажечь дугу, при этом неизбежно теряется на­чальная установка, шов уходит в сторону, изделие либо теряет внеш­ний вид, либо портится вообще. Здесь важно максимально улучшить процесс зажигания дуги.
...
Чем выше напряжение на держателе электрода, тем легче зажечь дугу. Максимальным согласно ГОСТ напряжением для сварочных ап­паратов является 80 В — для переменного тока; 90 В — для постоян­ного. При этом предписывается соблюдать предосторожности,-такие как рукавицы, обувь на непроводящей подошве, резиновые коврики. По понятным причинам переоборудование сварочного трансформа­тора на другое напряжение путем увеличения витков вторичной об­мотки связано с определенными трудностями, не всегда это целесооб­разно и конструктивно возможно. Но оказывается, в некоторой степе-
...
ни проблему можно решить гораздо проще, без разборки тяжелого сварочного трансформатора. Надо понимать, что повышенное напря­жение играет роль только вначале, при зажигании дуги, в дальней­шем — при ее горении напряжение любого трансформатора падает до ■0.. .25 В, независимо от уровня холостого хода трансформатора.
...
Для того чтобы повысить напряжение на электроде, не обязатель­но повышать выходное напряжение с силовой обмотки сварочного трансформатора. Способ годится только для аппаратов, работающих 'на постоянном токе, то есть оборудованных диодными мостами. Сто­ит ли говорить, что для качественной работы предпочтителен имен­но постоянный ток, уже только из-за этого дуга у большинства элек­тродов зажигается и горит лучше. Суть же моего способа заключает­ся в том, что если мы не можем увеличить напряжение на силовом выходе сварочного трансформатора, то нам ничего не мешает под­ключить последовательно или параллельно с ним другой слаботоч­ный источник напряжения и, таким образом, повысить уровень на­пряжения на электроде. Этот источник будет добавлять уровень при зажигании дуги, но не будет участвовать в дальнейшем процессе [сварки. Требование в применении только постоянного тока обуслов­лено тем, что высокое напряжение на электроде следует отделить от ■ разряда на более низковольтную катушку сварочного трансформато­ра, что и может обеспечить диодный мост, не пропуская ток в обрат­ную сторону, на силовую катушку.
...
Дополнительный источник напряжения — это вторичная катуш­ка отдельного небольшого трансформатора напряжением 15...30 В при последовательном включении или же на полное напряжение, при подключении сразу параллельно с выходом. Дополнительную ка­тушку можно домотать тонким проводом (0,5.. .0,8 мм) и на магнито­провод сварочного трансформатора, если к нему есть доступ.
...
Схемы устройств показаны на рисунках. Если дополнительная катушка доматывается на магнитопровод сварочного трансформато­ра (рис. 3.8), что проще всего, то нам понадобится лишь кусок любо-■Р
...
ная обмотка (3), рассчитанная на 15...30 В, в зависимости от пара­метров трансформатора, и их напряжения суммируются. Следует лишь следить, чтобы катушки не были включены в противофазе, иначе суммарное напряжение упадет. Выход с соединенных катушек (2—3) 60...70 В через диодный мост ^/D2
...
конденсаторе величина напряжения повысится примерно в 1,4 раза относительно просто выпрямленного мостом напряжения без кон­денсатора, если последнее измерять обычным вольтметром постоян­ного тока. Резистор Я2 нужен для ограничения тока со слаботочной катушки до уровня 1.. .2 А, можно и меньше, его номинал подбирает­ся исходя из этого, обычно 50... 100 Ом. Резистор Ш сопротивлени­ем 1...2 Ома и мощностью не меньше 5 Вт необходим для ограниче­ния тока конденсатора, от которого происходит зажигание дуги. Ес­ли резистора Ю не будет, то при зажигании дуги — касании кончика электрода об массу С1 мгновенно разрядится с сильным хлопком и вспышкой. Это не только действует на нервы, но и самым отрица­тельным образом сказывается на процессе зажигания, приводя к раз­рушению кончика электрода, его залипанию, так как хоть и сильный, но мгновенный всплеск тока не способен стимулировать нормальное образование электрической дуги.
...
В том случае, если к сварочному трансформатору нет доступа или предвидятся трудности с его разборкой, в качестве дополнитель­ного источника напряжения можно применять отдельный сетевой трансформатор мощностью 100...300 Вт. В первом случае (рис. 3.9) вторичная катушка дополнительного трансформатора (Т2) с напря­жением 15...30 В подключается последовательно с выходной катуш­кой сварочного. Здесь следует следить за фазировкой. Их суммарное напряжение, как и в предыдущем случае, через диодный мост VD2
...
Наибольшее значение повышенное напряжение имеет при зажига­нии дуги. После зажигания, в установившемся дуговом режиме, напря­жение на дуге падает примерно до уровня 23 В при любом выходном . напряжении источника. Но напряжение на электроде быстро повыша-
...
ется при разрыве или большем удлинении дуги, что сильно облегчает ее повторное зажигание и улучшает ощущения от работы в целом. При­менение данных схем на практике показало хорошие результаты, элек­троды всех типов поджигать стало гораздо легче, в целом работать ста­ло удобнее. Как мне показалось, даже дуга с подпиткой стала гореть стабильнее и обращение с ней оказалось приятнее, хотя, возможно, по­следнее—лишь мое субъективное личное впечатление.
...
Используя повышенное напряжение при сварке, следует помнить, что его уровень может представлять угрозу для здоровья. Напряжение в 90 В уже ошутимо «кусается» через участки тела с тонкой кожей, в отличие^от обычных 50 В, которые большинством людей обычно не воспринимаются. Здесь технике безопасности следует уделять боль­шее внимание, используя перчатки и обувь на непроводящей подош­ве. Применять повышенное напряжение имеет смысл при работе с от­ветственными, изящными изделиями или особыми типами электро­дов. Если сварочный аппарат часто применяется для разных целей, то целесообразно установить на вспомогательную обмотку или транс­форматор выключатель, чтобы повышенное напряжение можно было легко убрать при обычном режиме, обезопасив условия работы.
...
Промышленностью выпускаются специальные высоковольтные устройства, предназначенные для поджигания и поддержания дуги бесконтактным способом, называемые осцилляторами. Осциллятор представляет собой генератор высокого напряжения (2...6 кВ) высо­кой частоты (100...3000 кГц) с небольшой мощностью 100. ..250 Вт. Высокое напряжение осциллятора накладывается на сварочную цепь промышленной частоты (50 Гц) с обычным уровнем напряжения (40...80 В). При этом напряжение осциллятора величиной в несколь­ко киловольт, при небольшой мощности сигнала, способно проби­вать воздушный промежуток между электродом и изделием с рас­стояния в несколько миллиметров, вызывая бесконтактное зажига­ние основной сварочной дуги нормального тока либо стимулируя горение сварочной дуги с пониженным током. Через катушку сва­рочного трансформатора напряжение осциллятора не разряжается по той причине, что для высокочастотного сигнала ее реактивное сопро­тивление становится слишком большим, гораздо больше сопротивле­ния воздушного промежутка в несколько миллиметров, — это фокус от применения высокой частоты осциллятора.
...
Таким образом, резко повышается точность и производитель­ность работ: ведь теперь не нужно постукивать электродом об изде-| лие; достаточно лишь приблизить его к детали, точно установив кон-[ чик напротив места зажигания дуги, приблизить на расстояние ис-; крового пробоя. Благодаря высокой частоте высокое напряжение, даваемое осциллятором, не опасно. Поражение током высокой часто-\ ты выражается лишь в форме острых болевых ощущений и легких [ ожогов кожи, так как высокочастотный ток вытесняется в поверхно-I
...
Осцилляторы выпускаются промышленностью и их можно ис­пользовать в связке с обычными сварочными трансформаторами и аппаратами при работе на переменном токе. Осцилляторы могут ' быть параллельного и последовательного включения. Осциллятор * параллельного включения (рис. 3.11) состоит из повышающего трансформатора ПТ и колебательного контура. Трансформатор ТП повышает напряжение с 220 В до 3...6 кВ. Колебательный контур, > состоящий из высокочастотного трансформатора ВЧТ, конденсатора [ Ск и разрядника Р, вырабатывает высокочастотный ток. При возрас-| тании синусоидального напряжения на вторичной обмотке ПТ.кон-■ денсатор Ск заряжается. При достижении определенной величины [ напряжения Ск происходит пробой воздушного промежутка разряд­ника Р. Конденсатор Ск разряжается на индуктивность Ьк, являю-' щуюся первичной обмоткой высокочастотного трансформатора ВЧТ.
...
В колебательном контуре Ск-Ьк-Р возникают высокочастотные зату­хающие колебания, которые через вторичную обмотку ВЧТ выводят­ся на дуговой промежуток сварочной цепи. Процесс повторяется на каждом полупериоде синусоидального напряжения 50 Гц. Частота поступающих на выход колебаний зависит от значений емкости и ин­дуктивности Ск и Ьк.
...
Блокировочный конденсатор Сб препятствует прохождению тока высокого напряжения и низкой частоты в сварочную цепь и служит для защиты сварщика в случае пробоя конденсатора Ск. Схема может содержать два конденсатора Сб с обеих выходов вторичной обмотки ВЧТ. Иногда
...
Кроме параллельного включения, используются осцилляторы по­следовательного включения, включаемые последовательно дуговому промежутку сварочной цепи. Кроме того, существуют генераторы иного типа, подающие лишь кратковременные импульсы менее вы­сокого напряжения с частотой 100 Гц (200.. .300 В) в те моменты, ко­гда синусоидальное напряжение в сварочной цепи переходит через нулевое значение. Такие генераторы более надежны в работе, так как не содержат высоковольтных элементов, и более экономичны, чем осцилляторы.
...
Осцилляторы параллельного (ОСПЗ-2М) и последовательного включения (М-3, ОС-1) выпускаются промышленностью и могут ис­пользоваться для усовершенствования электросварочных систем, по­строенных на основе промышленных и бытовых источников питания и самодельных сварочных трансформаторов. Ввиду наличия специ-
...
фических высоковольтных элементов в конструкции осцилляторов, эти приборы сложны для самостоятельного изготовления. Кроме то­го, требуется тщательный расчет емкости Ск и индуктивности пер­вичной обмотки высокочастотного трансформатора Ьк для получе­ния выходного сигнала требуемой частоты.
...
Сварочный трансформатор можно использовать не только по сво­ему прямому назначению—для сваривания металлов, но, с небольши­ми переделками, использовать его еще для ряда целей. Одной из рас­пространенных дополнительных функций такого трансформатора, ко-' торой иногда оборудуются даже промышленные аппараты, является ■ его совмещение с зарядным устройством для заряда автомобильных аккумуляторов. Однако сварочный аппарат превращается в еще более универсальное и полезное для автомобилиста устройство, если он так­же является пусковым устройством для запуска стартера автомобиль­ного двигателя. Дооборудование самодельных, впрочем, как и про­мышленных сварочных трансформаторов функцией пускового уст­ройства является весьма рациональным и распространенным случаем.
...
После длительного простоя в гараже, особенно в холодное время, автомобиль бывает трудно запустить от штатного аккумулятора. Де­ло в том, что, как известно, при работе двигателя аккумулятор посто­янно подзаряжается, если же двигатель долго не работал, то и акку­мулятор не подзаряжался и его емкости может не хватать для запуска не ахти какого мотора, в любом случае он сильно садится. В таких , случаях и используют специально изготовленные или переоборудо­ванные устройства, состоящие из мощного понижающего трансфор­матора и выпрямителя в виде диодного моста. Пусковое устройство включается в электросеть в гараже и от него заводится двигатель. Та­ким образом экономится ресурс аккумулятора, а иногда это является вообще единственным способом быстро завести машину.
...
Для разгона стартера легкового автомобиля требуется устройство с выходным напряжением 13,5— 14 В (х.х.), способное развивать ток 180 А. В случае его использования совместно с еще сохраняющим за-
...
Сварочный аппарат в роли пускового и зарядного устройства
...
ряд бортовым аккумулятором развиваемый ток может быть несколь­ко меньше. Именно такими параметрами и может обладать свароч­ный трансформатор с предусмотренной функцией пускового устрой­ства. Для этого во вторичной катушке трансформатора просто делается отвод на соответствующее напряжение и устанавливается мощный диодный мост, например, собранный из четырех диодов В-200 (вентили), или нескольких готовых импортных диодных мос­тиков, но в последнем случае со значительным запасом мощности. Свойства самого сварочного трансформатора, дооборудованного та­ким образом, значительно повышаются уже в качестве электросвар­ки, ведьт-еперь вы получаете аппарат, способный работать как на пе­ременном, так и более качественном постоянном токе. Для переклю­чения режимов сварка/запуск достаточно установить переключаемую перемычку на выходных клеммах трансформатора: Эффективность пускового устройства возрастет, если его напряжение будет сглажен­ным, т. е,
...
Сварочный аппарат превратится в еще более универсальное уст­ройство, если он будет также обладать функцией зарядного устрой­ства. Для уже переоборудованного под пусковое устройство транс­форматора такая доработка не является значительной проблемой. Достаточно добавить в электрическую цепь пускового устройства амперметр со шкалой не менее 10 А, и это уже будет простейшее за­рядное устройство, которым можно подзарядить аккумулятор в том случае, если он берет нормальный ток и не требует регулировки. Од­нако особо полагаться на последнее условие не стоит, так как рано или поздно выставлять ток все же придется, да и для аккумулятора лучше отрегулировать наиболее оптимальный режим заряда, если устройство обладает такой возможностью, что, естественно, отразит­ся на долговечности аккумуляторной батареи. Наиболее рациональ­ным способом будет выполнить первичную катушку с отводами и установить мощный переключатель на несколько положений таким образом, чтобы напряжение (х.х.) на выходе зарядного/пускового
...
устройства изменялось в пределах 12... 16 В (рис. 3.12). Такой регу­лятор как нельзя лучше подойдет и для процесса электросварки, по­зволяя быстро подстраивать мощность на дуге. В цепи измерения то­ка необходимо обязательно предусмотреть возможность отключения амперметра, ведь в режиме запуска сила тока будет на порядок, а то и на два больше значения зарядного тока, на который и рассчитан из­мерительный прибор. Сделать это, опять же, проще всего с помощью переустанавливающейся перемычки амперметра.
...
Если в процессе самостоятельного изготовления сварочного трансформатора возможность его использования в режиме запуска и заряда предусматривается конструктивно, то в этом случае пробле­мы с его наладкой сводятся к минимуму. Однако иногда под пуско­вое устройство переоборудуются уже готовые, чаще всего промыш­ленного изготовления сварочные трансформаторы. В этом случае сделать отвод со вторичной обмотки бывает сложно, а то и вообще невозможно. Тогда напряжение для запуска или заряда лучше полу­чить путем установки дополнительной низковольтной обмотки на магнитопроводе трансформатора.
...
При конструировании и расчете мощных трансформаторов пред­полагается, что они работают от источника питания с определенным напряжением, без какого-либо дополнительного, заметного сопротив­ления в цепи питания. Для сварочных трансформаторов это условие особенно актуально, так как в процессе зажигания и горения дуги их реактивное сопротивление резко изменяется, в трансформаторе про­исходят сложные процессы, сильно зависимые от внешних условий.
...
К сожалению, стабильность источника питания сварочного транс­форматора, в данном случае электросети с предполагаемым напряже­нием 220 В, в большинстве случаев по независимым от нашего жела­ния причинам, соблюдается далеко не всегда. Причиной тому плохое, а то и просто ужасное качество линий электропередач. Качество это имеет выраженное свойство ухудшаться с отдалением за черту круп­ных городов и от трансформаторных подстанций, также оно может зависеть от времени суток, времени года и даже от погодных условий. Для мощных потребителей электроэнергии, коим и является свароч­ный аппарат, некачественная электросеть особенно вредна. За поте­рей мощности электрической дуги наступает такой момент, когда электроды начинают безнадежно «липнуть» к металлу, а на дуге мер­цают лишь слабенькие искры и она упорно не желает загораться даже при применении тонких электродов. В таких случаях для электро­сварки наступает полный коллапс, хотя само оборудование находит­ся в полном порядке. Виной тому падение напряжения на входе сва­рочного трансформатора.
...
Да кто только не сталкивался с этой проблемой? Тащишь свой сварочный аппарат за пару десятков километров, с трудом вывозишь его за город, с горем пополам тянешь кучу проводов, и тут на тебе все это дело виснет на шее мертвым грузом. При попытке зажечь ду­гу «сварка» клеит электроды, трансформатор гудит в режиме корот­кого замыкания, а у соседей при всем этом начинает блекнуть свет на лампочках, а то и экран включенного телевизора берется полосами. Налицо резкое падение напряжения в местной сети при включении мощной нагрузки. Почему так происходит и как с этим можно бо­роться, задавали мучительный вопрос себе многие. Вот с чем по-на­стоящему следует разобраться.
...
Как известно, электрический ток протекает по проводам, которые могут иметь разное сечение и разную длину. К тому же на пути пото­ка электричества внутри самого провода встречается масса препятст­вий, мешающих его нормальному движению. Отправной точкой в этой системе служит трансформаторная подстанция, которая сама яв­ляется элементом обширной сети еще более сложной системы. Но что же это за такие нехорошие препятствия на пути протекания электри­ческого тока, которые так сильно портят положение дел конечного потребителя? Начнем с того, что любой проводник обладает свойст-
...
венным его материалу удельным сопротивлением. Удельное сопро­тивление материала выливается в количественное значение сопро­тивления линии: чем меньше сечение проводов и чем больше их дли­на, тем более высокое значение сопротивления Я будет иметь линия 'электропередачи. В данном случае К определяется из выражения:
...
Таким образом, обладая расчетной формулой, можно рассчитать [значение сопротивления провода, которым, например, вы собирае­тесь внутри двора удлинить линию для подключения «сварки». Чем тоньше провод, тем больше будет его сопротивление электрическому току. Так, для линии длиной 50 м (100 метров двух жил провода), со­стоящей из дешевого алюминиевого провода распространенного се­чения 2,5 мм2, величина сопротивления будет равняться И
...
Но теоретическое сопротивление провода это еще далеко не все в общем вкладе нежелательных факторов в полное сопротивление линии и сети в целом. В линии обязательно присутствуют соедине­ния на клеммах с разнородными металлами, которые к тому же могут
...
быть уже порядком окислены. Сюда надо добавить тепловые элемен­ты автоматических выключателей, которые обладают собственным сопротивлением; никуда не денешься и от кое-как, на быструю руку состряпанных «скруток», примотанных изолентой и запрятанных где-то внутри щитовых, а то и просто мокнущих под дождем на на­ружных соединениях; ну и плюс другие возможные дефекты монта­жа и провода. Все эти маленькие «радости» вносят каждая свой не­приметный на первый взгляд вклад в общее сопротивление всей ли­нии, что в сумме выливается в вполне заметные величины. Понятно, что все эти паразитные сопротивления включены в цепи последова­тельно, и чем их больше, тем больше проблем будет в конкретной электросети.
...
На процесс транспортировки электроэнергии также, безусловно, влияют сопротивления подключенных нагрузок конкретных потре­бителей, во множестве разбросанных на разных иерархических уров­нях электрической сети. Таким образом, имеем сложную электриче­скую цепь: паразитные сопротивления линии включены последова­тельно, сопротивления включенных потребителей стоят параллельно, через те же паразитные сопротивления участков линии.
...
Чтобы упростить задачу, в дальнейших расчетах будем прини­мать все сопротивления активными и неизменными по величине. Та­ким образом, напряжения на нагрузке в любой ситуации можно бу­дет рассчитать, лишь пользуясь всем известным законом Ома. Перед тем как достичь любой полезной нагрузки, ток проходит по линии через паразитные сопротивления провода и помех. На каждом из них происходит падение напряжения, равное £/п= Ип
...
Для начала рассмотрим самый простой случай (рис. 3.13). Допус­тим, вы подключены к подстанции и кроме вас больше не включен | никто. В цепи присутствуют паразитные сопротивления, для приме­та Кг,и
...
Хорошо видно, что реальное напряжение уменьшится относи­тельно выходного напряжения на подстанции (£/)• Следующий шаг: усложним условия (рис. 3.14), теперь будем считать, что перед нами включен сосед потребитель с сопротивлением нагрузки ^?п. Как же теперь изменится напряжение на нашей собственной нагрузке (Ян). Результат более сложного расчета теперь получиться следующим:
...
Сразу видно, что теперь в знаменателе присутствует сумма из пяти произведений, при сравнении с суммой трех сопротивлений в предыдущей формуле. Это значит, что включившийся перед нами сосед, как и все остальные соседи впереди, уменьшат наше напряже­ние на весьма заметную величину. Впрочем, к уменьшению напря­жения на каждом потребителе приводит возрастание общего значе­ния тока в линии. Значит, не только соседи, включившиеся впереди, но и те, кто включится после нас, также должны влиять на падение питающего напряжения. Рассмотрим и этот случай (рис. 3.15).
...
Глядя на формулы, трудно оценить количественную сторону по­тери напряжения в каждом конкретном случае, а именно она нас больше всего и интересует. Легче всего сделать такую оценку, под­ставив в формулы числовые значения величин, приближенных к ре­альным условиям. Например, при напряжении на подстанции и = 220
...
Как и предполагалось, напряжение в сети при включении первого соседа еше более уменьшилось по сравнению с предыдущим случаем и стало на грани допустимого. Идем дальше, что же случится, когда юудет включен второй сосед?
...
Сварочный аппарат потреблет довольно большую мощность, в среднем около 6 кВт, а значит, и сам он может посадить паршивую сеть довольно сильно, да и многочисленные потребители соседи спо­собны сделать работу с ним невыносимой. Тут уж главное изыскать способ приуменьшения нежелательных последствий с упавшим на­пряжением.
...
Так как изменить в глобальных масштабах нашу систему энерго­снабжения нам, конечно же, не под силу, и в ближайшее время вряд ли что-то сильно изменится, то остается одно: искать возможные выходы из сложившейся ситуации. Как на практике можно несколько улуч­шить работу сварочного трансформатора от электросети с недопусти­мо упавшим напряжением? Ряд выходов из этой ситуации уже практи­куется давно. Во-первых, как видно из расчетов, падение напряжения будет тем меньше, чем ближе подключен потребитель к выходу транс­форматорной подстанции, или чем меньше на его пути других потре­бителей и препятствий на линии. Однако выбирать место работы в большинстве случаев не приходится, поэтому такой способ малоэф­фективен. Здесь лишь надо следить за тем, чтобы последний отрезок пути токопередачи гибкий провод, соединяющий сварочный транс­форматор с точкой электропитания, сам не имел большого внутренне­го сопротивления. Ведь весьма часто варить приходится достаточно далеко от места возможного подключения трансформатора, а прилич­ный гибкий медный провод на сегодня удовольствие дорогое, вот и тя­нут на десятки, а то и на сотни метров кто чем горазд: часто старыми, тонкими и окисленными проводами, соединенными из небольших кусков, всевозможными удлинителями, включающими множество не­надежных соединений и «скруток». Естественно, что такое «удлине­ние» обладает значительным собственным сопротивлением и на него приходится заметная потеря мощности любого сварочного аппарата. Наиболее действенным и часто единственным способом удерживать мощность сварки является рациональный выбор времени проведения сварочных работ. Как было показано выше, падение напряжения на со­противлении линии пропорционально току, протекающему по этой линии, а значит, увеличивается с количеством включенных потреби­телей как до, так и после вашей точки подключения к электросети. По-
...
этому на плохих линиях следует избегать проведения сварочных работ Рто время суток, когда потребление электроэнергии населением осо­бенно велико. Мощный трансформатор будет плохо работать сам и еще больше «садить сеть», доставляя проблемы не только себе, но и своим соседям. Мощные скачки напряжения от работы сварочного трансформатора способны давать сбои в работе бытовой электро- и электронной аппаратуры, компьютеров, от пониженного напряжения могут не запускаться компрессоры холодильников, не говоря уже о том, что индикатором проведения кем-то сварочных работ станет ми­гание яркости лампочек во всей округе. Качество напряжения в сети будет лучше всего, когда подключено наименьшее количество потре­бителей, именно такие часы, по возможности, и следует выбирать для подключения мощной и требовательной к напряжению нагрузки.
...
Другой вопрос: как можно оценить качество сопротивления кон­кретной линии предварительно, скажем, перед доставкой на место сварочного аппарата. Ведь при измерении напряжения на незагружен-ой линии вольтметр может показывать вполне приемлемые значе-ия. Однако при подключении туда же сварочного трансформатора кажется, что он лишь «клеит» электроды и не работает нормально алицо резкие падения напряжения в дуговом режиме трансформато­ра. При измерении напряжения надо учитывать что мощная нагрузка, которой является сварка, еще не была подключена и напряжение в се­ти было выше. Как следует из формул, падение напряжения проявля­ется лишь тогда, когда в сеть подключены потребители со значитель­ным электропотреблением. А до этого вольтметр, с его огромным со­противлением и ничтожным током, просто не чувствует внутреннего опротивления линии и показывает завышенные значения. Может казаться, что единственной нагрузкой, способной «посадить» сеть, и і
...
не так уж много: если аппарат уже доставлен на место и подключен, то он либо варит, либо не варит, и причина определяется сама собой. Ка­чество линии необходимо контролировать до доставки и подключе­ния сварочного аппарата, значит, его нагрузку необходимо чем-то за­менить. Для этих целей подойдет активная нагрузка, соизмеримая с мощностью работающего сварочного трансформатора, хотя бы 1,5.. .3 кВа, например конфорки электроплитки. Измерения вольтмет­ром следует проводить до и после подключения нагрузки, и если по­сле подключения налицо заметное падение сетевого напряжения, это можно даже заметить по изменению яркости свечения лампочки, то, значит, линия электропередачи некачественна, имеет значительное внутреннее сопротивление, тогда уже следует думать, перед тем как везти туда и подключать сварочный аппарат.
...
форматоры, изначально рассчитанные на какую-то определенную мощность, для конкретного диаметра электрода, которая для них яв­ляется максимальной, могут полностью потерять работоспособность при падении напряжения или большом сопротивлении линии.
...
Вышеизложенные факты следует учитывать при изготовлении самодельных сварочных трансформаторов. Лучше всего при намотке первичной обмотки сделать ее с отводами в сторону уменьшения витков. Тогда в экстремальных случаях при падении мощности мож­но будет переключить трансформатор на меньшее количество витков первичной обмотки и таким образом повысить его мощность и вос­полнить потери.
...
Далеко не каждый берется за изготовление сварочного аппарата своими руками, другой вариант если аппарат нужен купить уж гото­вое изделие. Здесь выбирать можно между промышленными образца­ми сварочных аппаратов и, опять же, самодельными трансформатора­ми, продаваемыми на крупных «железках» многих базаров. Так как данная книга посвящена именно самодельным конструкциям, то Ідесь мы рассмотрим последние, но уже в качестве покупного товара.
...
Цена на рынке сварочных трансформаторов, изготовленных в кустарных условиях, может быть в несколько раз меньше их про­мышленных собратьев, что дает им сильную фору в выборе потен­циальных потребителей. Притом, что некоторые из таких трансфор­маторов могут не уступать ни по надежности, ни по качеству отдель­ным трансформаторам фабричного изготовления, а то и быть лучше некоторых из них. Конечно, так можно говорить лишь об единичных, особенно удачных экземплярах. Хотя выбрать на базаре неплохой «самопальный» сварочный трансформатор, притом за весьма уме­ренную цену, на сегодняшний день вполне возможно. Тяжелая эко­номическая ситуация толкает многих умельцев из простаивающих специализированных предприятий браться за изготовление сварок на продажу из вполне качественных, припрятанных в свое время на тех же предприятиях «сырьевых запасов».
...
При покупке готового трансформатора, в принципе, следует об­ращать внимание на те же факторы, которые рассматривались и для изготавливаемых самодельных трансформаторов: конструкция, сече­ние проводов, площадь железа, качество материалов. Однако при по­купке следует избегать некоторых приемов, которые еще сошли бы при самостоятельном изготовлении трансформатора. Дело в том, что когда вы делаете сварочный трансформатор своими руками и тем бо­лее для себя, то вы всегда можете контролировать добротность вы­полненной работы. Если какие-то изъяны впоследствии все же и про­явятся, то тут уж извините никто кроме вас самих не виноват, ну... возможно, еще автор данной книги. Тогда при возможной аварии вы напрямую не тратите свои деньги, по крайней мере, большие, а обхо­дитесь лишь затраченным временем да мозолями на пальцах, хотя тут уж неизвестно, что еще лучше.
...
В случае же покупного изделия, узнать, что у Него внутри, весьма трудно, «а то и вообще невозможно, если, конечно, это вскоре само не проявится в виде фатального результата. Гарантию на такого рода продукцию никто давать не будет, даже потому, что, в принципе, спалить даже хороший сварочный трансформатор можно множест­
...
Большинство продаваемых на базарах сварочных трансформато­ров изготовлено по классической П-образной схеме, конструктивно они копируют промышленные трансформаторы, хотя изредка попа­даются и другие, даже весьма оригинальные варианты. Именно П-образная схема лучше всего подходит в качестве выбора приобре­таемого сварочного трансформатора. Такая схема поддается как бо­лее полному внешнему осмотру катушек трансформатора, является рациональной и достаточно надежной, так, при всем, не следует ис­ключать возможность разборки и переделки трансформатора, а то и его ремонта.
...
Сравнивать конструкцию П-образного трансформатора можно со схемой и примерами расчета, приведенными в первой главе. Если геометрические размеры плеч и ширина трансформатора отличаются от «идеального», то это еще не значит, что такой трансформатор бу-
...
дет хуже работать, по крайней мере, чтобы это было заметно. Если іна вид трансформатор похож на «правильный» то, скорее всего, он (будет нормально работать, при нормальном сочетании всех осталь-Еых параметров. Избегать следует конструкций с слишком длинны­ми (высокими) плечами и непомерно большой площадью сечения магнитопровода. Увеличенная длина магнитопровода не только соз­дает дополнительное сопротивление магнитному потоку, но это и весьма существенная прибавка веса конструкции, что также немало­важно. Разумный предел сечения магнитопровода 30...40 см2, при более высоких значениях, опять же, сильно возрастает масса, да и ха­рактеристики сварочного трансформатора теоретически ухудшают-' ся. В любом случае, работоспособность и надежность трансформато­ра будет в большей степени зависеть от ряда других параметров кон-I
...
Обычно на вопрос, сколько ампер развивает трансформатор, про­давцы не дают точного количественного ответа, горячо уверяя о чем-то вроде: «Да тянет «пятеркой» в длительном режиме». Насчет : «пятерки» это вполне реально, так как выходные токи большинства [трансформаторов подобного типа лежат в пределах 160... 180 А, чего і вполне достаточно для четырех- и даже пятимиллиметровых электро­дов. Ну а вот насчет «длительного режима» обольщаться не стоит. Как уже говорилось выше, коэффициент продолжительности работы (ПР) ' часто не превосходит значения 20.. .25% даже у промышленных и при­том весьма тяжелых аппаратов, а у самоделок хорошо, если он прибли­жается хотя бы к этим значениям. Поэтому, оценивая сварочный Ьрансформатор, обязательно нужно смотреть на сечение провода его обмоток. Хорошо, если при предполагаемом, наиболее частом режиме сварки плотность тока в проводе не будет превышать 5.. .7 А/мм2 и по­рядка 10 А/мм2 при максимально допустимом токе дуги. Если предпо­лагается интенсивно работать «четверкой», то провод вторичной об­мотки, в зависимости от его качества, должен иметь сечение не менее 20...25 мм2, для тройки достаточными могут оказаться сечения
...
16... 20 мм2. При этом для первичной катушки следует ориентировать­ся на диаметры обмоточных проводов 2,2.. .2,4 мм и 2,5.. .2,8 мм соот­ветственно. Также особое внимание следует уделять качеству изоля­ции провода. Лучше всего, чтобы это был настоящий провод и шина в пропитанной теплостойким лаком стеклоткани, с хорошей, не обод­ранной и без трещин, поверхностью изоляции. Другие варианты, в том числе шины, скрученные из нескольких проводов в самодельной изо­ляции, тоже могут оказаться ничего, однако проконтролировать каче­ство последних внутри обмотки практически невозможно, поэтому их следует остерегаться. Хорошо, если обмотки трансформатора хорошо вентилируются, тогда их и рассмотреть можно получше. Другое дело, если все плотно изолировано, да еще сверху окрашено. Тогда и отток тепла будет плохим и что там внутри, никак уже не увидишь, ведь за­просто может оказаться, что там провод вообще соединен из множест­ва обшарпанных кусочков, да и еще разных сечений... Не очень хоро­шей изоляцией является и весьма распространенная стеклоткань без пропитки. С одной стороны, она не горит, выдерживает высокую тем­пературу, хорошо проводит тепло, но с другой: волокна непропитан-ной стеклоткани, будучи неплотными и скользкими, под нагрузкой расходятся, таким образом, внутри обмоток эта изоляция может про­давливаться проводами, теряя свои свойства.
...
На базарах чаще всего продают сам сварочный трансформатор без корпуса. В этом случае его можно рассматривать наиболее тща­тельно, со всех сторон и даже переворачивать вверх ногами. Если же трансформатор все же установлен в корпус, то это может быть и плюсом и минусом. В любом случае необходимо смотреть, что там внутри, притом не ограничиваясь снятием одной лишь крышки. Если же продавец начинает «юлить», ссылаясь на трудности с разборкой, а то и заявляя, что будете разбирать, когда купите и т. д., то от услуг подобных типов лучше отказываться сразу. Если этому продавцу так сильно нравится продавать трансформатор, каждый раз таская с со­бой несколько десятков килограммов, то это его личная радость, и с ней вы его и оставьте...
...
Напоследок в который раз хочу отметить, что надежность и жи­вучесть купленного или изготовленного сварочного трансформатора будет зависеть не только от тех критериев, которые заложены в его конструкцию, но от вашего личного отношения к этому весьма неор-
...
динарному изделию. Условия эксплуатации сварочных трансформа­торов всегда были тяжелыми, и ошибки и халатность в работе с ними могут сыграть не менее злую роль, чем изъяны в изготовлении и кон­струкции.
...
Эксплуатация сварочного оборудования да и вообще процесс электросваривания не считаются простым и безопасным занятием. Огромные мощности, высокое потребление электроэнергии, сопря­женная с открытой электрической цепью работа, электрическая дуга, яркость которой превосходит видимый солнечный диск, высокая температура и гарь, тысячи разлетающихся во все стороны раскален­ных капель металла и искр делают работу сварщика весьма опасным и вредным занятием. Грубое нарушение правил техники безопас­ности в работе и при изготовлении сварочного оборудования может привести к тяжелым, а то и невосполнимым последствиям. В особен­ности грешат конструктивными изъянами и невысокой безопас­ностью своей эксплуатации самодельные сварочные трансформато­ры. При самостоятельном изготовлении такого рода оборудования, само собой, на первое место ставиться простота конструкции и эко­номия материальных ресурсов, вопросам надежности и электробезо­пасности при этом как-то отводится далеко не самое главное место. Часто умельцы, спеша испытать свое детище в деле, не доводят до ума и вполне добротные конструкции, оставляя трансформаторы и обмотки совершенно открытыми, запитывая от ненадежной и пере­груженной электропроводки. Все это не добавляет срока жизни сва­рочным трансформаторам, а что еще хуже вполне способно укоро­тить тот же срок и самим их владельцам или же серьезно повлиять на состояние здоровья. Поэтому о правилах техники безопасности сле­дует помнить всегда и не откладывать в спешке их выполнение на потом, надеясь, что и на этот раз, как всегда, пронесет...
...
Конструктивно в сварочном трансформаторе обязательно при­сутствуют две электрические цепи: цепи первичной и вторичной ка­тушек. Работа сварщика постоянно сопряжена с контактом с цепью вторичной обмотки: оголенные концы держателя и электрода и по-
...
верхность свариваемого изделия. Попадать под ее напряжение никто не стремится, но и полностью избежать этого в процессе работы то­же не всегда удается. Поэтому по правилам выходное напряжение сварочного трансформатора ограничено: 80 В для переменного тока сети 50 Гц; 90 В для источника постоянного тока. Напряжения ниже этих уровней считаются безопасными для жизни человека. Однако испытывать это утверждение на себе все же не рекомендуется, для людей, страдающих рядом заболеваний, особенно сердечных, к не­ожиданному результату могут привести и контакты с напряжением, существенно меньшим от установленных значений.
...
В исправном аппарате напряжение вторичной цепи должно быть меньше указанных предельных значений, реально в бытовых и само­дельных сварочных трансформаторах выходное напряжение не пре­восходит уровня 50...60 В, а цепь первичной обмотки (высокого на­пряжения) должна быть надежно изолирована от соприкосновения человеку. Все это касается исправного оборудования. Однако век са­модельных сварочных трансформаторов часто бывает не столь уж долгим, выходят со строя и промышленные аппараты. Как не раз уже испытано на практике, по закону подлости поломки случаются в са­мый неподходящий момент, и предусмотреть заранее это событие никак невозможно. Еще хуже, когда неисправность уже существует, но о ней неизвестно, и беда тихо ждет своего часа. У поврежденных трансформаторов состояние электроизоляции и уровни напряжений могут представлять непосредственную опасность для человека.
...
Чаще всего проблемы бывают с первичной катушкой высокого напряжения. Первичная катушка содержит большее количество вит­ков, обычно она сильнее греется, ее более тонкий провод больше подвержен влиянию разрушающих механических воздействий, не­жели провод вторичной цепи. Эта катушка находится под опасным напряжением, и при повреждении изоляции ее провода высокое на­пряжение может попасть на корпус или магнитопровод трансформа­тора, стать доступным для прикосновения человека или послужить причиной других неприятных ситуаций. Если сварочный трансфор­матор не имеет корпуса, то повреждения обмоток могут происхо­дить во время эксплуатации от случайных ударов, а также опроки­дываний и падений тяжелого трансформатора. Разрушающее воздей­ствие на изоляцию оказывает вибрация, особенно для провода в
...
лаке, перегрев обмоток и влага. Если произошел пробой на корпус или магнитопровод, которые не заземлены, или повреждена внешняя ;изоляция провода первичной обмотки, то при прикосновении чело­век попадет под высокое напряжение. От пробоя на корпус спасает заземляющий провод. Однако заземление на самодельных конструк­циях видеть приходиться нечасто. Гибкий медный провод сегодня стоит дорого, при большой длине экономят на каждом метре прово­за
...
Другой вариант пробоя первичной обмотки когда она пробивает ,на вторичную катушку внутри трансформатора. В этом случае ниче­го не подозревающий сварщик и его помощники могут попасть под высокое напряжение сети со всеми вытекающими отсюда последст­виями. В этом случае поможет заземление провода вторичной ка­тушки, а также надежная изоляция первичной и вторичной обмоток друг от друга, как одного из наиболее * неожиданных источников ; опасности. Напряжение вторичной катушки может повыситься, даже если ее изоляция не нарушена. Напряжение на выходе вторичной ка­тушки зависит от количества витков первичной катушки, находя­щихся в работе. Так, при межвитковом замыкании первичной катуш­ки достаточно большое количество ее витков может «вылететь» из работы: в результате напряжение на выходе сварочного трансформа­тора
...
Электрический травматизм возникает при замыкании электриче­ской цепи через человеческое тело. Наибольшую опасность пред­ставляет случай, когда ток протекает через обе руки и туловище че­ловека. От величины протекающего тока зависит степень его опасно­сти
...
в пальцах и кистях рук; при 20...25 мА паралич рук, затруднение дыхания; при 50...80 мА паралич дыхания; а при 90... 100 мА пара­лич дыхания, при длительности более 3 с паралич сердца. Если по­страдавшему от электрического удара, находящемуся в бессозна­тельном состоянии, при отсутствии дыхания и пульса, в состоянии клинической смерти, оказать медицинскую помощь в первую минуту после удара, то исход для жизни пострадавшего будет благоприятен. Первая медицинская помощь заключается в произведении постра­давшему массажа сердца и искусственного дыхания, обеспечения по­коя и притока свежего воздуха.
...
При подключении трансформатора также нужно уделять внима­ние качеству как соединительного гибкого провода, так и провода стационарно уложенной электропроводки. Их сечение, целостность изоляции, наличие заземляющего провода должно отвечать требуе­мым нормам. Разводка в старых квартирах и домах обычно сделана самым тонким из применяемых алюминиевым проводом сечением 2,5 мм2. При строительстве часто укладывали его тоже как попало, оказаться он может и под деревянным полом, и под бумажными обоями, да и качество соединений желает лучшего. Сварочный аппа­рат способен потреблять токи 30...40 А, что уже чрезмерно много для такого провода, а если же на нем присутствуют трещины, скрут­ки, плохие соединения, то результатом может оказаться его нагрев, оплавление изоляции, короткое замыкание, возгорание. Так как про­водка ложится от розетки к розетке, кое-как соединяясь в каждой ро­зетке двумя концами, то сомнительных соединений по всей длине разводки более чем достаточно. Поэтому при включении мощной на­грузки следует выбирать первую розетку от электрощита или счетчи­ка так на пути не окажется соединений через другие розетки. Элек­трощиты относительно новых домов должны быть оборудованы ав­томатическими выключателями («автоматами»); их назначение автоматическое отключение участка электросети в случаи аварийной ситуации. Однако особенно доверяться этому творению инженерной мысли не стоит мало того, что далеко не все из них нормально вы­полняют свои функции, но они и сами, в том числе импортные, могут стать источником возгорания. Сами «автоматы» не горят, они выпол­нены из негорючих материалов, зато при неисправности могут силь­но раскаляться, вызывая воспламенение всей той дряни, которая ска-
...
Писаные правила по технике безопасности касательно сварочных (работ строги и категоричны, вот только некоторые вырезки из них: [«Работать в сухой и прочной спецодежде и рукавицах (ботинки не [должны иметь в подошве металлических шпилек и гвоздей); прекра­щать работу при дожде и сильном снегопаде; ...при работе внутри [сосудов пользоваться резиновым ковриком и переносной лампой на­пряжением не более 12 В... Включение в работу незаземленных ис­точников питания дуги запрещается. В местах электросварочных ра-| бот должны быть средства пожаротушения в виде подведенной воды, [ящика с песком, щита с инструментом и огнетушителей...» Так что теперь проверяйте свои ботинки на наличие металлических шпилек и ре
...
Наверное, никому не нужно объяснять, что сварочные работы отличаются высокой степенью пожароопасное™ и их проведение несовместимо с близко расположенными легковоспламеняемыми веществами. Однако, кроме открытого воспламенения, здесь возмо­жен и источник другого типа пожара на первый взгляд неявный и очень коварный. Пожар может начаться из-за небольших, скрытых от глаз, локальных очагов тления в местах, где нет явно горючих материалов и на которые обычно не особенно-то обращают внима­ние. При электросварке от электрода отлетает множество капель расплавленного электродного металла и капель раскаленного шлака. Раскаленные искры могут улетать на большие расстояния до не­скольких метров, а иногда даже на десятки метров. Попадая в щели, закатываясь под разные объекты, они могут вызвать маленькие очажки тления, большая часть которых тихо и незаметно потухает, но некоторые способны существовать довольно долго и, в конце концов, стать источником настоящего пожара. Особая опасность этого процесса заключается в том, что очаг тления сразу бывает не­возможно обнаружить и в активном, но скрытом виде он может су­ществовать даже на протяжении нескольких часов. Заметить же в солнечный день слабое мерцание, если оно вообще доступно для зрения, или же почувствовать запах в задымленном от сварки поме­щении привыкшему к запаху гари человеку обычно практически не­возможно. Закончив работу, люди уходят, закрывая за собой двери, а через час или два пожар в совершенно пустом помещении. Источ­ником тления может становиться скопившаяся в труднодоступных местах пыль и паутина, даже там, где, на первый взгляд, отсутству­ют горючие материалы.
...
Брызги электродного металла и шлака могут представлять опас­ность для здоровья человека. Обычно они не являются серьезной уг­розой для грубой одежды и даже кожи рук, но чрезвычайно опасны для глаз и лица человека. Отдельные вылетающие искры способны описывать весьма неожиданные траектории, залетая под защитную маску, на голову, а то и сзади за шиворот. Расплавленный металл в сапогах тоже небольшая редкость в таких случаях. Поэтому, учиты­вая специфику работы, следует и одежку выбирать соответствую­щую, на руки рукавицы, лицо и голову защищать маской со свето­фильтром, не приближаться слишком близко, подсовывая голову под
...
(самую дугу. Пугаться искр от сварки особо не стоит на первый взгляд их очень много и они страшные, особенно эффектен их вид в темноте, однако при соблюдении хотя бы минимальных мер предос­торожности ожоги от раскаленных капель явление весьма редкое.
...
Маска сварщика должна быть оборудована двумя стеклами: све­тофильтром, защищающим глаза человека; обычным стеклом, защи­щающим светофильтр от попадающих искр. Наличие второго защит­ного стекла обязательно, так как при интенсивной работе стеклянная поверхность мутнеет и выходит со строя очень быстро. Причина то­му ударяющиеся о поверхность стекла крупные искры, в местах по­падания которых остаются маленькие оплавленные точечки, зазуб-ринки, избавиться от которых уже невозможно. Когда следов ударов искр на стекле становиться слишком много, его выбрасывают, заме­няя чистым. Портится от попадания искр не только стекло маски, но и другие предметы, например, стекло наручных часов, чувствитель­ны к ударам раскаленных капель полированные, никелированные, хромированные и другие декоративные покрытия тех же наручных часов. Поэтому во время работы часы, если они вам дороги, с руки иучше снимать и хранить в другом месте.
...
К тому, что варить, надо всегда подходить с умом. Ясно, что ни в коем случаи нельзя применять электросварку для находящихся под давлением сосудов или трубопроводов. Также особенно хочу предос­теречь, от заваривания пустых, но когда-то содержавших бензин ре­зервуаров: баков, канистр, бочек и т. д. Применение электросварки в этих случаях чревато самыми тяжелыми последствиями в виде взры­вов емкостей. Почему взрываются когда-то содержавшие бензин и, казалось бы, совершенно пустые и чистые сосуды? Как известно, юензин в виде жидкости хорошо горит, взрываются же пары бензина разреженная смесь молекул бензина с воздухом. Причем для взрыва достаточна очень малая концентрация паров бензина в воздухе. Вне­дряется же это вещество в поверхности разных материалов прямо-та­ки поразительно. Если канистра когда-то содержала бензин, потом ее ;не раз тщательно вымыли и высушили то это все равно не избавит ее внутреннюю часть от паров топлива, судить об этом можно хотя бы по запаху. Емкость может годами простоять пустой, а то и прова-■ляться под всеми дождями на улице, но она все равно будет сохра­нять опасность взрыва. Помочь может разве что длительное выпари-
...
вание внутренности горячим водяным паром, но делать это нужно умело. В остальных случаях взрывоопасные пары присутствуют в любых содержавших бензин емкостях, и их концентрация увеличи­вается при нагревании. При прогреве электрической дугой поверхно­сти бака или канистры молекулы бензина быстро покидают свои места в порах стенок, и концентрация горючих паров быстро возрас­тает, при контакте с открытым пламенем или раскаленным металлом происходит неминуемый взрыв. Опытные сварщики никогда не бе­рутся за заваривание сомнительных емкостей, а возня с их очисткой и пропаркой многократно превосходит по трудоемкости сами восста­новительные сварочные работы. ^
...
Электрическая сварочная дуга является источником мощного светового, ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Яркость светового излучения дуги примерно в 10 ООО раз превышает допусти­мую для глаза. Излучение электросварочной дуги ослепляет незащи­щенные рпециальными светофильтрами глаза, а также воздействует на кожу человека. При поражении глаз вспышкой дуги зрение доста­точно быстро возвращается, однако потом в поле зрения еще долго присутствует специфическое желтое пятнышко, говорят «словить зайчик», которое тоже постепенно исчезает. «Зайчики» перед глаза­ми являются серьезным предупреждением явными симптомами по­ражения зрения, а их количеством можно даже оценивать его тя­жесть. Так, если вы умудрились словить подряд уже два зайчика, то сварочные работы лучше отложить или же, если работы все-таки продолжаются, более тщательно следить за своим зрением. При большем количестве «зайчиков», одновременно плавающих перед глазами, возможны более тяжелые последствия для здоровья. Прояв­ляются проблемы при поражения зрения не сразу осложнений сле­дует ждать через несколько часов. Даже множество «зайчиков» пе­ред глазами постепенно рассасываются, зрение вроде бы нормализу­ется, и человек успокаивается. Но несчастный может и не подозревать, что его ждет дальше последствия обычно проявляются в вечернее время или же ночью. Позже человек начинает ощущать острую боль и резь в глазах, как будто в них насыпано полно песка, возможна сильная головная боль, озноб, тошнота и рвота. Народные средства на этот случай предлагают несколько доступных рецептов. Одним из наиболее простых средств является промывка глаз завар-
...
кой чая. Более эффективным считается наложение на глаза массы из мелко истертого сырого картофеля. Если боль все же не стихает, то, как утверждают бывалые, еще более действенным, хотя и весьма ма­лоприятным средством являются компрессы на глаза из свежей ... мочи. От такой примочки резь сначала должна еще больше усилить­ся, но потом доморощенные лекари обещают все же ее медленное стихание. Я не стану комментировать приведенные рецепты с точки зрения медицины, так как в этом не разбираюсь. Однако мне доводи­лось слышать утверждения многих пострадавших, которым помогло применение данных рецептов. Конечно, в тяжелых случаях самым бы верным был вызов машины скорой помощи, хотя в последнее вре­мя эти машины уж больно не скоро ездят, если вообще ездят...
...
Для защиты лица и глаз применяются маски со светофильтрами. Светофильтр представляет собой темное стекло размером 52 на 102 мм. В зависимости от марки светофильтры рассчитаны на опре­деленные диапазоны токов сварочной дуги:
...
Наиболее универсальными для домашних сварочных аппаратов являются светофильтры Э-2 или С-4. Марка светофильтра должна быть нанесена в уголке на стекле. Если ее там нет, то определить предназначение светофильтра бывает весьма проблематично. Можно посмотреть через стекло, вплотную приблизив его к глазам, если в яс­ную солнечную погоду за стеклом светофильтра кажутся сумерки, в которых, тем не менее, различимы все предметы, то скорее всего это марки Э-1, С-3. Но здесь нужно отделять светофильтры для газовой сварки, через которые все видно слишком хорошо и в зеленом свете. В случае, если через светофильтр ясно различим лишь солнечный диск, то это могут быть марки стекла Э-2 и выше. От излучения дуги могут страдать не только глаза, но и кожа лица, если она не защищена или не полностью защищена щитком или маской. Особенно чувстви­тельна кожа в зимнее и весеннее время, когда на ней нет естественно­го солнечного загара. При длительном облучении (достаточно не­скольких электродов без защитной маски) кожа на лице через ка­кое-то время, возможно на следующий день, краснеет, начинает болеть, а потом и шелушиться. В принципе, этот случай неприятен,
...




    Специальные стали
    Трансформаторы для электродуговой сварки
    Механические свойства металлов
    Сварочный аппарат своими руками
    Сварка на контактных машинах
    Краткий справочник технолога-термиста
    Спутник термиста

    rss
    Карта