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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Zeitschaltuhr für Punktschweißmaschine. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte Das Gehäuse ist das letzte Element jeder großen elektrischen oder elektronischen Struktur. Die Herstellung unter Amateurbedingungen nimmt oft nicht weniger Zeit in Anspruch als der Zusammenbau und die Einrichtung des Geräts, für das es bestimmt ist. Typischerweise werden die Gehäuse von Amateurfunk- und Industriegeräten aus Stahlblech gefertigt, um eine hohe mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus ist ein solches Gehäuse besonders dann zu bevorzugen, wenn das zu entwerfende Gerät vor externen elektrischen oder magnetischen Feldern abgeschirmt werden muss. Bei der Herstellung von Gehäusen werden häufig Niet- oder Schraubverbindungen verwendet. Die Herstellung von Koffern, Boxen sowie die Verbindung einzelner Strukturelemente kann durch den Einsatz von Elektropunktschweißen erheblich erleichtert werden. Das nachfolgend beschriebene Gerät ist eine der praktischen Optionen für ein elektrisches Punktschweißgerät. Als Grundlage dient das im Artikel von E. Godyny (Radio, 1974, Nr. 12, S. 39-41) beschriebene „Elektroschweißgerät“, mit dem verschiedene Teile aus Stahlblech sowie Stahldraht geschweißt werden können . Mechanisch und kinematisch unterscheidet sich unser Gerät kaum davon. Der Unterschied liegt in einer deutlich modifizierten elektronischen Messvorrichtung für die Dauer des Schweißstromimpulses. Wie Sie wissen, hängt die am Kontaktpunkt der zu verschweißenden Teile freigesetzte Wärmemenge W nach dem Joule-Lenz-Gesetz von der Dauer t des Stromimpulses I und dem elektrischen Widerstand R gegenüber dem Strom durch den Kontakt ab : W=R*t*I^2 Bei der Berechnung des Schweißstroms und der Impulsdauer gilt der Widerstand als Ausgangsgröße, da dieser in erster Näherung durch Kenntnis des Materials der zu schweißenden Teile, ihrer Dicke und der erforderlichen Schweißtemperatur ermittelt werden kann. Nach dem Joule-Lenz-Gesetz sollte eine Erhöhung des Widerstands die freigesetzte Wärmemenge erhöhen. Aber nach dem Ohmschen Gesetz I=U^2/Z, wobei U2 die Spannung an der Sekundärwicklung des Schweißtransformators ist; Z ist der Gesamtwiderstand des Sekundärkreises, der den Kontaktwiderstand R beinhaltet. Wenn also R zunimmt, werde ich abnehmen, und es ist in der Formel des Joule-Lenz-Quadratgesetzes enthalten. Die beim Schweißen freigesetzte Wärmemenge hängt vom Verhältnis R und der Impedanz Z des Sekundärkreises ab. Je kleiner Z, desto größer kann der Schweißstrom bei gleichem U2 bereitgestellt werden. Darüber hinaus gilt: Je kleiner R im Vergleich zu Z ist, desto geringer sind die nutzlosen Leistungsverluste zur Erwärmung der Sekundärwicklung des Transformators Schweißen mit geringem Widerstand des Sekundärkreises geht mit einer instabilen Erwärmung und damit einer Instabilität der Verbindungsqualität einher. Dieser Nachteil kann minimiert werden, indem die Teile zuverlässig komprimiert und ihre Oberfläche gereinigt werden, wodurch ein konstanter R gewährleistet wird. Am bequemsten lässt sich der Schweißmodus bei konstantem Spannungswert U2 optimieren, indem die Dauer t des Schweißstromimpulses reguliert wird. Das Schema der Elektronikeinheit des Schweißgeräts ist in Abb. eines.
Im Ausgangszustand ist der Schweißtransformator T1 stromlos, da die Kontakte K1.1-K1.3 des Relais K1 geöffnet sind. Die Wechselstrom-Relaiswicklung K1, die mit der Eingangsdiagonale der Diodenbrücke VD2 verbunden ist, ist ebenfalls stromlos. Obwohl am Thyristor gleichgerichtete Netzspannung anliegt, leitet die Brücke keinen Strom, da der Thyristor VS1, der die Ausgangsdiagonale der Diodenbrücke schließt, geschlossen ist. Der Kondensator C1 wird vom Widerstand R1 überbrückt und daher entladen. Der Schalter SF1 ist am Rahmen der Schweißmaschine installiert und mit einem Pedal verbunden, das die Kompression der zu verschweißenden Teile durch die Elektroden steuert, sodass die Umschaltung am Ende des Pedalhubs erfolgt. Im Moment des Schaltens beginnt sich der Kondensator C1 aufzuladen, der Ladestrom öffnet den Thyristor VS1, der die Ausgangsdiagonale der Diodenbrücke VD2 schließt und die Relaiswicklung K1 mit dem Netzwerk verbindet. Gleichzeitig blinkt die Lampe EL1. Das Relais wird ausgelöst und die geschlossenen Kontakte K1.1 -K1.3 verbinden die Primärwicklung des Schweißtransformators T1 mit dem Netzwerk. Ein im Sekundärkreis entstehender starker Wechselstromimpuls erhitzt das Metall der zu verschweißenden Teile an der Kompressionsstelle durch die Elektroden auf die Schmelztemperatur. Nach einiger Zeit sinkt der Ladestrom des Kondensators C1 so stark ab, dass er bei der nächsten Halbwelle der Netzspannung den Thyristor VS1 nicht mehr öffnen kann. Daher bleibt der Thyristor geschlossen. Die Relaisspule K1 ist jetzt stromlos. Die Kontakte K1.1 - K1.3 des Relais öffnen sich und trennen den Schweißtransformator vom Netz. Damit ist der Schweißvorgang des nächsten Punktes abgeschlossen. Das Pedal des Gerätes wird losgelassen und es ist für das Schweißen des nächsten Punktes vorbereitet. Beim Loslassen des Pedals kehren die Kontakte SF1 in ihre ursprüngliche Position zurück und der Kondensator C1 wird über den Widerstand R1 entladen. Die Zeit, in der der Thyristor in jeder Halbwelle der Netzspannung öffnet, kann mit den im Diagramm angegebenen Werten von Kondensator C1 und Widerstand R1 von 0,1 s bis zu mehreren Sekunden variiert werden. Somit ist die elektronische Einheit des Schweißgeräts eine Kombination aus einem leistungsstarken Stromimpulsgenerator und einem Zeitrelais, das die Dauer dieses Impulses bestimmt. Der Schweißstrom im Impuls kann je nach Material und Dicke der zu schweißenden Teile 1500...2000 A erreichen. Der aus dem Netzwerk aufgenommene Strom überschreitet 8 A nicht. Der Schaltkreis R3C2 dient dazu, Funken zwischen den Kontakten K1.1-K1.3 zu löschen und die erzeugten Geräusche zu reduzieren. Eine EL1-Glühlampe mit einer Leistung von 60 oder 75 W bei einer Spannung von 220 V sorgt für einen stabileren Betrieb des Thyristors bei erheblicher Induktivität der Relaiswicklung K1. Die Diode VD1 verhindert das Auftreten einer negativen Spannung an der Steuerverbindung des Thyristors. Als Relais im Block kommt ein Magnetstarter PME-071 MVUKHLZ AC3 mit einer 220-V-Wechselstromwicklung und drei Arbeitskontaktpaaren zum Einsatz. Der SCR ist auf einer Kühlkörperhalterung aus Kupfer mit einer nutzbaren Oberfläche von etwa 8 cm2 montiert. Die Kondensatoren C1, C2 – beliebiger Typ, und C2 sollten für eine Nennspannung von mindestens 630 V ausgewählt werden. Variabler Widerstand R2 – beliebig, mit linearer Kennlinie Der Schweißtransformator T1 ist aus einem Laborsteuertransformator LATR-9 (RNSh) umgebaut. Seine Wicklung enthält 266 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 1 mm. Der Motor und die Kontaktrolle werden demontiert, die Kontaktbahn auf der von der Isolierung befreiten Wicklung wird von Staub gereinigt, lackiert und anschließend wird die Wicklung mit lackiertem Tuch isoliert. Die Anschlüsse der Wicklung, die als Primärwicklung dient, bestehen aus einem flexiblen isolierten Draht mit einem Querschnitt von 1,5...2 mm2. Die Sekundärwicklung ist mit Kupferlitzen mit einem Kupferquerschnitt von mindestens 80 mm2 in hitzebeständiger Außenisolierung umwickelt. Anzahl der Umdrehungen - 3. Die Elektronikeinheit befindet sich im unteren Fach des Schweißgerätegehäuses (Abb. 2). An der Seitenwand befindet sich ein Drehknopf zum Einstellen der Dauer des Stromimpulses, abgestuft in Sekunden.
Informationen zu vielen im Artikel fehlenden Designaspekten sowie zur Bedienung und Bedienung von Schweißmaschinen finden Sie im Buch von V. T. Gevorkyan „Fundamentals of Welding“ (M.: Higher School, 1991). Bei einem korrekt zusammengebauten Gerät ist in der Regel keine Justierung erforderlich, es muss lediglich die Skala des Zeitverzögerungsreglers R2 kalibriert werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Zeitgrenzen dieser Skala stark von den Parametern des im Gerät verwendeten SCR VS1 abhängen. Daher kann es in manchen Fällen ratsam sein, einen geeigneteren Typ von Thyristor und Kondensator C1 zu wählen. Bevor Sie mit dem Schweißen der vorbereiteten Teile beginnen, sollten Sie zunächst experimentell die optimale Dauer des Schweißimpulses für jede Kombination aus Dicke und Material ermitteln. Bei einem zu kurzen Impuls wird die Verbindung brüchig, bei einem zu langen Impuls ist ein Durchbrennen von Teilen möglich. Mit dem Gerät können Sie Stahl- und Edelstahldraht mit einem Durchmesser von bis zu 3 mm, verzinntes Kupfer – bis zu 2 mm, Stahlbleche – bis zu 1,1 mm Dicke schweißen. Die Vorderansicht des Geräts ist in Abb. 3.
Es ist zu beachten, dass beim Schweißen häufig Funken an der Kontaktstelle der Metalle entstehen. Daher ist es notwendig, sich mit den Sicherheitsvorschriften vertraut zu machen und diese strikt einzuhalten. Sie können mit dem Gerät nur in nicht brennbarer Kleidung, Handschuhen und einer Schutzmaske im Gesicht arbeiten. Autoren: G.Chiketaev, B.Karimov, Bischkek, Kirgisistan
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Kommentare zum Artikel: Nikolaus Danke, alles klar und verständlich.
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