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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Halbautomatisches Elektroschweißen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte Ich bin mir sicher: Ein kompaktes halbautomatisches Elektroschweißgerät (ESPA), dessen einwandfreier Betrieb durch Elektronik und eine schützende Kohlendioxidumgebung gewährleistet wird, wird in keinem Haushalt überflüssig sein. Insbesondere bei der Reparatur der Verkleidung von Landmaschinen oder einer Autokarosserie sowie bei der Herstellung dauerhafter Verbindungen aus dünnen Blechen (z. B. Aluminium oder Stahl), wenn zur Vermeidung eines Durchbrennens der Heizbereich des Metalls beschädigt wird sollte minimal sein, jedoch nicht zu Lasten der Nahtqualität gehen. Ich empfehle, einen solchen ESPA in einer Heimwerkstatt oder in einer Garage aus weit verbreiteten Komponenten, Teilen und Materialien mit einem Minimum an Dreh- und komplexen Metallbearbeitungsvorgängen herzustellen. Nun, wenn Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Elektro- und Funktechnik auftreten, besteht immer die Möglichkeit, sich an erfahrene Funkamateure (z. B. Verwandte, Freunde, Nachbarn oder einfach nur Bekannte und sympathische Spezialisten) zu wenden, die bei der korrekten Montage und Fehlerbehebung helfen der elektronische Teil der halbautomatischen Schweißmaschine. Nehmen Sie zum Beispiel die Lichtbogenstromversorgung, die einen Schweißtransformator T1 mit einer Diodenbrücke VD1-VD4 und einer Induktivität L1 sowie einen Thyristor-Spannungsregler umfasst. Die Spannung an der Primärwicklung T1 und damit am Lichtbogen selbst wird über den Widerstand R5 eingestellt. Letzterer bildet zusammen mit C1 und C2 Phasenschieberketten, von denen Steuersignale für die Thyristoren VS1 und VS2 empfangen werden.
Die Besonderheit des hier verwendeten Schaltungsaufbaus besteht darin, dass jeder der Thyristoren nur dann betriebsbereit ist, wenn eine entsprechende Halbwelle der Anoden-Netzspannung vorhanden ist. Darüber hinaus werden diese gesteuerten Halbleiterbauelemente für eine Zeit geöffnet, die durch die elektrischen Parameter der Phasenverschiebungsketten reguliert wird. Der T1-Schweißtransformator unterscheidet sich nicht von seinen Prototypen. Tatsächlich handelt es sich hierbei um einen bekannten Konverter einer 220-Volt-Wechselstrom-Netzspannung in eine reduzierte 56-Volt-Netzspannung, der auf dem Stator eines ausgebrannten Elektromotors hergestellt wird. Der Querschnitt des torusförmigen Magnetkreises, der nach dem Entfernen der Nutbrücken aus dem Werkstück entsteht, beträgt in der Version des Autors 40 cm2. Wie die Praxis zeigt, sollte die Primärwicklung eines Schweißtransformators für ESPA 220 Windungen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,9 mm enthalten, vorzugsweise in Glasfaserisolierung. Nun, in der Sekundärseite reichen jeweils 56 Windungen eines mehradrigen Kabels oder Busses mit einem Querschnitt (für Kupfer!) von 60 mm2 aus. Die Dioden der Gleichrichterbrücke sind für einen Durchlassstrom von mindestens 100 A ausgelegt. Zur besseren Kühlung ist jede von ihnen mit einem Kühler ausgestattet, dessen Wärmeübertragungsfläche 200 cm2 beträgt. Sehr gut ist beispielsweise eine Brücke bestehend aus zwei Gruppen leistungsstarker Multipolarventile V200 und VL200, deren Konstruktion („Anode“ oder umgekehrt „Kathode“ Wärmeabfuhr und dementsprechend grüne oder purpurrote Gehäuse) ermöglicht Sie lassen sich problemlos zu einem kompakten Gleichrichterblock mit „Plus“- und „Minus“-Brückenhälften kombinieren. Homogene Gruppen werden mit M8-Bolzen befestigt und zwischen unterschiedlichen Gruppen wird eine Gummidichtung mit zwei symmetrischen Kühlerabschnitten installiert. Detailliertes Material zu einer solchen technischen Lösung wurde 5 in der Zeitschrift „Modelist-Constructor“ Nr. 1997 veröffentlicht. Die Drossel L1 dient zur zuverlässigen Zündung des Lichtbogens. Der Magnetkern ist in diesem Fall der Kern des Leistungstransformators eines Fernsehers der 3. Generation („Temp-738“) oder ein ähnlicher mit einem Querschnitt von 15–20 cm2. Der grundlegende „Silovik“ wird zerlegt, alle Wicklungen werden daraus entfernt. Zwischen die Hälften des Kernrohlings werden Textolithplatten mit einer Dicke von 2 mm gelegt. Der resultierende Magnetkreis mit einer Lücke wird in zwei Lagen Klebeband eingewickelt, auf das eine Wicklung gelegt wird, die aus 30 Windungen eines isolierten Kupferkerns oder Kabelbaums mit einem Querschnitt von 20 mm2 besteht. Das Netzteil für den Elektromotor M1 des Vorschubmechanismus und das Pneumatikventil K2 ist nach einer parametrischen Stabilisatorschaltung aufgebaut. Der Transformator T2 senkt die Netzspannung auf 15 V, die nach Gleichrichtung durch die Diodenbrücke VD5-VD8 durch den Kondensator C3 geglättet und VT2 zugeführt wird, das als Regelelement dient. Über den Widerstand R7 wird die Ausgangsspannung des Stabilisators und damit die Drehzahl des Elektromotors M1 eingestellt. Wenn Sie die Taste SB2 drücken, wird das Relais K1 aktiviert. Es schließt wiederum den Stromversorgungskreis des Elektromotors und des Pneumatikventils und die Diode VD13 schützt die Kontakte K1.1 vor Durchbrennen. Als K1 wird das Relais zum Einschalten des Fernlichts verwendet. Pneumatikventil K2 aus dem EPH-System des Autos VAZ-2107. Als T2 ist jeder Abwärtstransformator mit einer Spannung in der Sekundärwicklung von 15–20 V und einem Strom von 10 A akzeptabel, auch ein selbstgebauter. Kondensatoren und Widerstände sind üblich, die Nennwerte sind im Diagramm angegeben. Die einzige Ausnahme ist R6, dessen Widerstand nach dem Ohmschen Gesetz ermittelt wird, wobei die Spannung U = Uc3 - 18 (V) und der Strom I = 0,01 (A) beträgt. Der Schweißbrenner dient dazu, die Schweißstelle mit „Elektroden“-Draht, Lichtbogenspannung und Kohlendioxid zu versorgen. Der Kanal für den Schweißdraht wird aus dem Mantel eines 1,2 mm Tachoantriebskabels gefertigt. Ein Führungsrohr mit einem M4-Außengewinde am Ende ist an einem Ende mit Kupfer eingelötet, das andere Ende ist in den Brennerkanal eingelötet.
Der SB2-Taster wird auf einer U-förmigen Halterung montiert, die mit Kupfer an den Brennerkanal angelötet wird. Mittels Kupferlot wird ein in der Abbildung nicht dargestelltes Stromkabel mit einem Querschnitt von 20 mm2 vom Induktor L1 kommend angeschlossen (oder auch verschraubt). Außerdem ist ein Kupferrohr mit daran angeschlossenem Schlauch zur Zufuhr von Kohlendioxid eingelötet. Der Textolith-Körper des Brenners ist zusammenklappbar, in der Abbildung nicht dargestellt. Alle Schläuche und Kabel werden zu Bündeln zusammengefasst und mit vier oder fünf leichten Bändern befestigt.
Für den Vorschubmechanismus wird ein Motor mit Getriebe vom Scheibenwischerantrieb GAZ-69 verwendet. Die Abtriebswelle des Getriebes ist auf 25 mm gekürzt und am Ende ist ein M5-Linksgewinde geschnitten, das für die Selbstspannung der Antriebsrolle beim Drahtvorschub notwendig ist. Die angetriebene Rolle dreht sich frei um eine Achse mit einem Durchmesser von 5 mm, die durch die Stangen und den Rahmen verläuft, der aus dem Halter und der Stange besteht und mit einer Mutter fest angezogen ist. Auf der Vorderseite beider Walzen sind 5 mm breite Zähne eingeschnitten, die beim Betätigen des Mechanismus ineinander greifen. Anzahl und Modul der Zähne können beliebig sein (in diesem Fall z = 15; m = 2 mm). Und auf der Rückseite ist bei beiden eine Rändelung in einer Breite von 10 mm angebracht, um einen besseren Halt des Schweißdrahtes zu gewährleisten. Selbstverständlich müssen solche Walzen nach der Herstellung gehärtet werden. Der angetriebene Rollenrahmen ist an einem Ende an einer Achse befestigt, die durch die Halterung und die Buchse verläuft, und wird mit einer Mutter festgezogen. Die Dicke der Buchse wird beim Einstellen des Mechanismus so gewählt, dass die Zähne beider Rollen übereinstimmen. Am anderen Ende des Rahmens ist eine Feder gespannt, mit deren Hilfe der Schweißdraht zwischen den Rollen eingespannt wird. Die Höhe der Halterungen für die Schweißdrahtführungen ist so gewählt, dass sie in der Mitte der gerändelten Oberfläche der Rollen verläuft. Der Vorschubmechanismus, das Pneumatikventil, der Schalter SB1, die Widerstände R5 und R7 sind auf einer 6 mm dicken Textolithplatte montiert, die den Deckel des Kastens darstellt, in dem sich der elektronische Teil des ESPA befindet. An den Seitenwänden und im Boden der Box sind Belüftungslöcher gebohrt. Die Schweißdrahtspule wird mit einer Klemme an der Winde des Players befestigt. Die Winde wird in einem Abstand von 200 mm vom Vorschubmechanismus platziert, so dass sie, wenn der Draht zur Hälfte übrig ist, während des Betriebs auf derselben Achse mit den Führungen liegt. Vor der Arbeit müssen die Führungen so nah wie möglich an die Rollen gebracht und mit Muttern festgezogen werden. Führen Sie dann den Schweißdraht durch die Führungen, den Mechanismus, den Brenner und die Spitze. Die Spitze muss in den Brennerkanal eingeschraubt und ein Schutzgehäuse aufgesetzt werden, das mit einer Schraube festgezogen werden muss. Indem Sie den Schlauch von der Kohlendioxidflasche mit einem Reduzierstück an das Pneumatikventil anschließen, müssen Sie den Gasdruck mit dem Reduzierstück auf etwa 1,5 atm einstellen. Nach dem Einschalten der Stromversorgung müssen Sie nur noch die Drahtvorschubgeschwindigkeit mit dem Widerstand R7 (und die erforderliche Spannung mit R5) einstellen und mit dem Schweißen beginnen. ESPA kann mit Drähten mit einem Durchmesser von 0,8–1,2 mm arbeiten; Sie müssen lediglich den Durchmesser des Spitzenlochs ändern und die Spannung am Lichtbogen anpassen. Das Schweißen erfolgt am besten im „Rückwärtswinkel“ (gemeint ist der Winkel zwischen Naht und Brenner), was zu einem stabilen Lichtbogen und einer hochwertigen Naht führt. Allerdings sollten auch Features berücksichtigt werden. Beim Schweißen von Überlappungsverbindungen empfiehlt es sich, den Brenner in einem Winkel von 55–60° zur Blechebene und beim Schweißen von T-Verbindungen mit vertikaler Wandanordnung in einem Winkel von 45–50° zur Unterseite zu richten Wand. Der Drahtüberstand (Abstand von der Nahtebene zur Spitze) beim Schweißen sollte im Bereich von 5–15 mm für Drähte mit einem Durchmesser von 0,5–0,8 mm und 8–18 mm für dickere Schweißdrähte eingestellt werden. Durch die Reduzierung des Überhangs besteht die Gefahr, dass der Brenner schnell durch Metallspritzer verunreinigt wird und die Überwachung des Schweißprozesses erschwert wird. Gleichzeitig wird bei dieser Betriebsart der Lichtbogen besser angeregt und seine Stabilität erhöht. Es ist notwendig, mit ESPA im Schweißeranzug, mit Schutzhandschuhen an den Händen und im Gesicht zu arbeiten – einer Maske mit einem dem Schweißstrom entsprechenden Lichtfilter. Darüber hinaus sollten Sie bei Iw von 15–30 A einen C3-Filter verwenden; C4 sollte vorzugsweise bei 30–60 A verwendet werden. Für höhere Schweißströme kann C5 empfohlen werden. oder sogar superdichte Lichtfilter (C6 oder C7), da der Maximalwert von Ist für ESPA etwa 120 A beträgt. Es ist auch notwendig, sich an die strikte Einhaltung der Elektro- und Brandschutzvorschriften zu erinnern. Autor: M. Kostin, Pensa
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