Einfache halbautomatische Schweißmaschine. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte

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Die in [1] diskutierte halbautomatische Schweißmaschine (SWA) weist folgende Nachteile auf (korrigiertes Diagramm siehe Abb. 1).

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1. Verfügbarkeit des Schützes K3. Diese Art von Schütz ist ein knappes Gut. Darüber hinaus neigt es zu ständigem Brennen, was zu unbefriedigenden Ergebnissen des Whirlpools führt.

2. Vorhandensein der Rheostaten R2, R5. Da Rheostate auf der Basis von Nichromdraht hergestellt werden und große Abmessungen (insbesondere R2) und daher offene Oberflächen haben, ist es gefährlich, das SPA im häuslichen (Garagen-)Bereich zu verwenden, da es zu Stromschlägen kommen kann (obwohl). keine Hochspannung).

3. Abhängigkeit des Drahtvorschubs vom eingestellten Strom. Da SPA hauptsächlich zum Schweißen dünner Verbindungen verwendet wird, beispielsweise von Instrumentengehäusen aus Metall, Autokarosserien, Schalldämpfern und dünnwandigen Metallrohren, können einige Anforderungen an ein einfaches SPA vereinfacht werden.

Einfachheit und Zuverlässigkeit. Hält die Funktionsfähigkeit bei Umgebungstemperaturen von -30 bis +30 °C und einer Versorgungsspannung von 190–280 V aufrecht.

Der Vorschubmechanismus kann im selben Gehäuse wie der Schweißtransformator und die Steuerung untergebracht werden. Sorgen Sie für eine gute Verschweißung von Metallen mit einer Dicke von 0,3–1,2 mm.

Arbeiten Sie nach einer starren Kennlinie [2].

Unter Berücksichtigung der oben genannten Anforderungen können die Hauptelemente des Spas aus gemeinsamen Teilen ausgewählt werden. Beispielsweise verwendete der Autor mehr als einmal Motor 1 und Getriebe 2 des Vorschubmechanismus vom Scheibenwischer des Wolga GAZ-24-Wagens (Abb. 2). Da dieser Motor weder über eine elektrische Bremse noch über eine Rückwärtswicklung verfügt, hat der Autor eine elektrische Bremse in Form eines geformten Kerns der Magnetspule 3 (Abb. 2, a) mit einem Spalt zwischen Kern und Rolle von 0,5 eingebaut mm. Der Scheibenwischermechanismus kann von LKWs ausgeliehen werden, was sich positiv auf die elektronische Schaltung auswirkt, da diese über einen 24-V-Bordstrom verfügen.

Das schematische Diagramm des SPA ist in Abb. 3 dargestellt. Die 220-V-Spannung wird über den Paketschalter SA1 einem Ringkerntransformator zugeführt, der über zwei Primärwicklungen zum Schalten und Regeln der Spannung an der Sekundärwicklung beim Schweißen dicker Metallstrukturen verfügt. Um den Regelbereich zu vergrößern, werden in der Primärwicklung eine größere Anzahl zusätzlicher Anzapfungen vorgenommen.

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Zum Schweißen von Metallen mit einer Dicke von 0,7–1 mm muss die Spannung an der Sekundärwicklung mindestens 40 V betragen. Der Steuerkreis wird über die 27-V-Klemme mit Strom versorgt. Wenn Sie einen Automotor verwenden, erfolgt die Stromversorgung zusätzlich Der Anschluss der Sekundärwicklung muss mindestens 14 V betragen. Die Glühbirne HL1 signalisiert das Einschalten. Die Kondensatoren C1 und C2 werden zur Unterdrückung von Störungen durch den Schweißstrom benötigt. Im Ausgangszustand (SA2 - nicht gedrückt) liegt am Ausgang des Leistungsgleichrichters VD1, VD2, VS1, VS2 und an den Kondensatoren C5-C10 keine Spannung von 40 V an, d.h. An der Schlauchspitze liegt keine Spannung an (dieser Faktor unterscheidet den SPA von einigen Werksoptionen). Der Steuerkreis wird mit Strom versorgt und an C27 liegen 14/4 V an. Durch Drücken des Mikroschalters SA2 (befindet sich am Hülsenhalter Abb. 3) wird das Relais K1 eingeschaltet. Kontakte K1.1 und K1.2 sind geschlossen, Thyristoren VS1, VS2 sind über Steuerelektroden (CE) entlang des Stromkreises entsperrt: oberer Anschluss C2, VD1, L1, Schweißstrom, K1.1, R4, VD4, CE VS2, KVS2 , unterer Anschluss C2 mit positiver Halbwelle in der Sekundärwicklung des Versorgungsspannungstransformators; unterer Anschluss C2, VD2, L1, Schweißstrom, Kontakte K1.2, R3, VD3, UE VS1, KVS1, oberer Anschluss C2 bei negativer Halbwellenspannung.

Beim Einrichten können Sie anstelle des Schweißstroms einen Nichromdraht mit einem Widerstand von 1 Ohm anschließen. Die Widerstände R1 und R2 sind erforderlich, um die Spannung an den Steuerelektroden der Thyristoren VS1, VS2 zu begrenzen. Die Kontakte K1.3 schließen, der Drahtvorschub und die Gasabschaltung K3 werden über die VD12-Diode eingeschaltet. Die Kontakte K1.5 sind geschlossen, C11 wird auf eine Spannung von +27/14 V aufgeladen. Am Ende des Schweißvorgangs (SA2 ist nicht gedrückt) bleiben die Kontakte K1.1, K1.2, K1.3, K1.5 offen und K1.4 schließt und C11 wird entlang des Stromkreises entladen: +C11, K1.4, R6, K2, -C11. Relais K2 schließt die Kontakte K2.2, K2.1 (Thyristoren VS1, VS2 sind eingeschaltet), K2.4 (Gasabschaltung K3 ist eingeschaltet), K2.3 (elektrische Bremse ist eingeschaltet).

Da der Prozess mechanisch träge ist, stoppt der Draht nicht sofort. Daher ist es notwendig, das Brennen des Lichtbogens aufrechtzuerhalten und ihn mit Kohlendioxid anzublasen, damit der Draht brennt und die Naht ein normales Aussehen hat. Sobald der Kondensator C11 entladen ist, öffnet K2 seine Kontakte und schaltet die Thyristoren und die Gasabschaltung ab.

Wie bekannt ist [2], ist für die Zündung eines Lichtbogens an den Elektroden eine große Potentialdifferenz erforderlich, und erst nach der Zündung hält ein großer Strom den Lichtbogen aufrecht. Wenn die Thyristoren VS1, VS2 entsperrt sind, steigt die Spannung an der Spitze des Hülsenhalters nicht sofort an (dies wird durch die Induktivität L1 und die Kondensatoren C5-C10 verhindert. Um die anfängliche Spannungsamplitude zu erhöhen, werden Widerstände R7-R12 mit einem Widerstandswert von 0,1 verwendet Ohm sind mit jedem Kondensator in Reihe geschaltet, und L1 ist parallel zum Kondensator C12 geschaltet, der experimentell ausgewählt werden muss, damit der Lichtbogen normal zündet und die Thyristoren normal gesperrt sind (bei ausgeschaltetem SA2). Wenn die Thyristoren nicht sofort sperren oder während des Schweißvorgangs unerwünschte Spannungsschwankungen auftreten (die Thyristoren können nach Abschluss des Schweißvorgangs spontan sperren oder entsperren), muss die Kapazität des Kondensators C12 verringert oder ganz entfernt werden.

Design. Das SPA ist in einem Körper zusammengebaut: einem Steuerkreis und einem Zuführmechanismus. An der Rückwand des Gehäuses 14 (Abb. 4) befindet sich ein Lüfter 1 (M1 in Abb. 3), der durch den Ringkerntransformator 5 und den Leistungsgleichrichter 9 bläst. Oben auf dem Gehäuse befindet sich ein Paketnetzwerkschalter 13 und eine Sicherung 12 (sie werden oft auch auf der Frontplatte des SPA installiert) . Auf der Frontplatte befindet sich ein Steuerlogikdiagramm 11 (es ist an der Platte selbst angebracht), auf der Vorderseite befindet sich eine HL1-Lampe 10 und ein Drahtvorschubregler 7. Oben sind der Drahtvorschubmechanismus und die Drahttrommel 8 installiert die Drossel 6. Kohlendioxid wird vom Zylinder 2 durch das Reduzierstück 3 entlang des Schlauchs 15 zur Gasabsperrung neben dem Drahtvorschubmechanismus zugeführt. Nach dem Absperrventil wird das Gas der Hülse 4 zugeführt, in der auch die Drähte vom Mikroschalter 16 verlaufen und an die das Stromkabel vom Induktor L1 angeschlossen ist. Um die Bewegung zu erleichtern, empfiehlt es sich, den SPA-Körper mit drehbaren Rädern 17 auszustatten; das Netzkabel 18 muss von Aggregaten mit einer Stromstärke von mindestens 10 A bezogen werden.

Abbildung 2 zeigt eine Montagezeichnung des Zuführmechanismus. Da verschiedene Mechanismen verwendet werden können, werden die Abmessungen nicht angegeben. Motor 1 (Abb. 2a, angeschlossen wie in Abb. 3 gezeigt) treibt Getriebe 2 und die auf der Getriebewelle montierte Walze 3 an (Untersetzungsgetriebe). Von der Trommel 10 (schematisch in Abb. 2a dargestellt, kann sowohl vertikal als auch horizontal eingebaut werden) gelangt der Draht 18 durch ein Filzquadrat 11 (erforderlich zum Entfernen von Schmutz), eine Feder 6 (aus Automobil-Öldichtungen entlehnt) und eine Führungshülse 19 Lager 9. Das Lager wird mit Hilfe des Lagerhalters 5 durch das Anziehen der Schraube 3 gegen die Rolle 20 gedrückt. Anschließend verläuft der Draht entlang der Führung 7 in die Hülse 8. Die Hülse 8 wird mit dem Fitting 17 in die Klemme 16 eingesetzt Der Strom wird der Spitze der Hülse vom Induktor L1 über das Kabel durch die Unterlegscheibe 12, den Hülsenanschluss und das Innengeflecht zugeführt. Um den Draht zu bremsen, ist vor der Rolle 3 (der Kern besteht aus dem Stator des Elektromotors) ein U-förmiger Elektromagnet 4 installiert, der mit Schrauben 15 am Gehäuse des Vorschubmechanismushalters 13 befestigt ist Der Körper des Halters 13 ist mit einer Klemme 14 am Motor des Vorschubmechanismus befestigt.

Der gesamte Vorschubmechanismus muss auf einer dielektrischen Oberfläche (Getinax 10 mm dick) installiert werden. Abbildung 5 zeigt eine Montagezeichnung des ersten Teils der Hülse.

Der Draht wird durch die Führungshülse 2 in die Arbeitsspirale 13 geführt. Die Hülse wird mit dem Fitting 1 in die Klemme des Vorschubmechanismus eingeführt. Fitting 1 wird auf die Hohlschraube 3 (in der sich eine Arbeitsspirale befindet) aufgeschraubt, das Kabel vom Gashebel L1 wird mit Unterlegscheibe 14 und Kontermutter 15 mit Fitting 1 verbunden. Die Hohlschnecke 3 liegt an der Gehäusespirale 10 an, in deren Inneren die Arbeitsspirale 13 verläuft. Die Verwendung von zwei Spiralen ist für die Steifigkeit der Hülse notwendig. Es ist zu beachten, dass der Innendurchmesser der Arbeitsspirale mindestens 0,9 mm betragen muss, damit der Draht 4 mit einem Durchmesser von 0,8 mm frei passieren kann. Wir löten das Kupfergeflecht 9 an die Hohlschraube oben auf der Gehäusespirale, um große Ströme zur Spitze der Hülse zu leiten. Über das Geflecht verläuft ein Schlauch, der Kohlendioxid vom Abdockrohr 5 zum Hülsenhalter leitet, ebenso wie Drähte vom Mikroschalter. Darüber hinaus ziehen wir den Muffenmantel 11. Mit einer speziellen Muffe 8 werden die Drähte 12 und das Rohr 5 mit einer Klemme 7 fixiert, die auch den Muffenmantel aufnimmt. Das Gehäuse kann für einen Fahrradschlauch verwendet werden. Abbildung 6 zeigt den passenden Teil der Hülse und des Halters.

Halter 6 besteht aus einem Messingrohr mit einem Gewinde am Auslass (das Gewinde kann an der Hülse abgeschnitten und mit Messing an das Rohr gelötet werden). Auf das Gewinde wird eine konische Buchse aus Dielektrikum (Getinax) aufgeschraubt. Wir montieren Düse 5 (aus Kupfer oder einem alten Hartgummischlauch) auf Hülse 3. Die Arbeitsspirale 13 gelangt entlang der Spirale des Gehäuses 10 in das Führungsrohr 8 (aus Kupfer), an dieses Rohr ist ein Kupfergeflecht 9 angelötet. Das Führungsrohr 8 wiederum ist an den Halter 6 angelötet. Dies ist notwendig, um die Spitze 1 mit Strom zu versorgen. Um Schäden zu vermeiden, ist der Stromhalter mit einer Gummischicht 15 isoliert. Drähte 12 und ein Kohlendioxidschlauch 16 (Sie können einen Polyvinylchloridschlauch oder einen Schlauch aus medizinischen Tropfern verwenden) führen zum Halter 6 unter einem Gummigehäuse 11. In den Halter 6 (aus Messing, sollte bei Verschleiß ausgetauscht werden) ist eine Hülse 2 mit Löchern an den Seiten (näher am Halter) eingeschraubt. Im Inneren der Hülse befindet sich eine Arbeitsspirale, die starr auf Spitze 1 aufliegt. Spitze 1 (aus Kupfer) hat die Form eines Zylinders mit einem bis zur Mitte gebohrten Loch mit einem Durchmesser von 0,85 mm. Entfernen Sie mit einer Feile in einem leichten Winkel die verbleibende Hälfte der Oberfläche des Zylinders, um an das Loch in der Spitze zu gelangen.

Wir führen den Schweißdraht durch die Spitze und drücken ihn auf die entfernte Oberfläche des Zylinders. Es entsteht eine Rille, die den Draht aus dem Loch führt. Beim Auslösen der Rille biegt sich die Spitze nach oben und verlängert dadurch die Lebensdauer der Spitze um das 5- bis 10-fache. Die Länge der Hülse kann bis zu 2,5 m betragen, sodass Sie Autos unter einer Hebebühne schweißen können. Der Vorschubmotor muss jedoch über ausreichend Leistung verfügen, um den Draht in die Hülse zu drücken, und der Draht muss frei in der Spirale und durch die Spitze verlaufen. andernfalls verfängt es sich im Einzugsmechanismus.

Einzelheiten. Als Schweißtransformator wird ein Ringkerntransformator gewählt. Sein Kern besteht aus dünnem Permalloy-Elektrostahl mit oxidierter Oberfläche (zur Eliminierung von Wirbelströmen). Der Wicklungsfaktor beträgt üblicherweise 1 V/Umdrehung. Gesamtleistung 2 kW. Die übrigen berechneten Eigenschaften hängen von der Qualität des Kerns ab und werden experimentell ausgewählt. Der Autor hat sich für einen Ringkerntransformator entschieden, weil dieser einen hohen Wirkungsgrad, geringe Abmessungen und Gewicht sowie hervorragende Parameter beim Betrieb mit starrer Kennlinie aufweist. Diese Vorteile sind für das betrachtete SPA äußerst notwendig. Throttle L2 ähnelt der Vorgängerversion des SPA [1]. In der Regel wird die Drossel nach den Messwerten der variablen Komponente zum Zeitpunkt des Schweißens ausgelegt: 1–1 V, das zu schweißende Metall muss jedoch sofort schmelzen, wenn der Draht berührt. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird die Windungszahl der Induktivität verringert oder der Widerstandswert der Widerstände R2-R3 erhöht. Wenn das Metall nicht schmilzt, müssen Tests ohne Kondensatoren C5-C7 durchgeführt werden, im Fall des vorherigen Ergebnisses ohne Induktor L12. Wenn in diesem Fall das Metall nicht schmilzt, muss die Leistung des Transformators erhöht werden (überprüfen Sie natürlich den Gleichrichter).

Ungefähre Induktordaten: Kern aus einem 1-kW-50-Hz-Transformator, Anzahl der Windungen 60, nichtmagnetischer Spalt 2-5 mm (Getinax), je größer der Spalt, desto größer die Induktivität (bis zu bestimmten Größen).

Dioden VD1 und VD2 (Abb. 3) VL-100-90 (oder andere mit einem Gleichstrom von maximal 100 A, möglich ohne Strahler), VD3-VD6, VD12 Typ D226 oder andere mit einem Gleichstrom von mindestens 1 A. VD7-VD11 Typ D232, D246 oder ein anderer mit einem Gleichstrom von mindestens 10 A auf einem Aluminiumkühler mit einer Verlustfläche von jeweils 60 cm2. Lüfter M1 stammt von einem Mini-Computer mit 220 V, M2 ist ein Scheibenwischer von Autos. Paketschalter SA1 für 380 V, 15 A oder zwei gepaarte Typen VDS-632075 für 15 A. Sicherung FU1 für 15 A, Mikroschalter SA2 beliebiger Art für einen Strom von 0,5 A. Kondensatoren: C1-C3 0,1 μ x 400 V; C4 - 1000 x 50 V Typ K50-18; C5-C10 – 10000 x 100 V des gleichen Typs, C11 – 200 x 50 V Typ K50-32; C12 – 0,1 x 700 V Hochspannung. Widerstände R1-R4 Typ MLT-0,5; R5 – variabler Rheostat 47 Ohm, R6 – 100 Ohm PZ-75, HL1 – 40 V x 10 W. K4-Kern aus El. Stahl, Windungszahl? 200 PEV-0,1, wenn es heiß wird, die Windungszahl erhöhen.

Relais K1, K2 beliebiger Art für einen Strom zwischen den Kontakten von mindestens 2 A (Kontakte sind paarweise) Typ TKE-54 PD1. Beliebiger Stecker X1 für einen Strom zwischen den Kontakten von mindestens 5 A (Kontakte müssen gepaart sein). Die im Diagramm durch eine dicke Linie gekennzeichneten Drähte müssen eine Querschnittsfläche von mindestens 10 mm2 haben. SPA-Setup. Der Schweißtransformator wird nach der Methode [3] gewickelt und anschließend mit herkömmlichen Elektroden mit einem Durchmesser von 2 mm überprüft. Dann werden der Steuerkreis und der Vorschubmechanismus zusammengebaut. Vom Netzgleichrichter aus können Sie über die Kabel sofort Strom zum Einspeisemechanismus speisen (Achtung! Der Mechanismus sollte gut vom Gehäuse isoliert sein). Während er sich bewegt, sollte der Draht schmelzen und eine große Menge Schuppen erzeugen (dazu benötigen Sie einen Anzug, der alle Körperteile bedeckt). Wenn der Draht nicht schmilzt, muss der Transformator neu gewickelt, der Kern und die Dicke der Windungen der Sekundärwicklung erhöht werden. Reduzieren Sie den Wicklungskoeffizienten auf 0,9-1 V/Umdrehung. Dieser Vorgang wird bei abgeklemmten Kondensatoren C5-C10 durchgeführt, da sonst die Elektrolyte platzen können. Bei positivem Ergebnis C5-C10 und Induktivität L1 anschließen. Wenn am Ausgang des Leistungsgleichrichters keine Spannung anliegt, wählen Sie R3 und R4; bei einigen Thyristoren sind 3 x 4 V-Kondensatoren beliebiger Art parallel zu R0,22, R100 geschaltet. Der Leistungsgleichrichter wird zum Zeitpunkt des Schweißens überprüft oder eine Last mit einem Widerstand von 1-10 Ohm aus Nichromdraht mit einem Durchmesser von 3 mm eingeschaltet.

Bessere Ergebnisse können durch die Auswahl von C12 und R7-R12 sowie eine Änderung des Gasspiels erzielt werden. Mit R5 wird der Draht so zugeführt, dass er Zeit hat, das zu schweißende Metall zu schmelzen, und sich nicht an der Vorschubrolle verheddert. R6 ist so eingestellt, dass der Draht Zeit zum Anhalten hat und nicht mehr als 5 mm aus der Spitze herausragt. Bei Verwendung der konischen Mundstücke 3 (Abb. 6) kann der Druck am Ausgang des Kohlendioxidreduzierers auf 0,3 atm eingestellt werden. Wenn das Mundstück zylindrisch ist, dann um 0,5 atm, in einem offenen, windigen Bereich – bis zu 1 atm. Das Mundstück sollte nicht mehr als 2-3 mm über die Spitze hinausragen. Aufmerksamkeit! Alle Hochspannungsteile (220 V) müssen sorgfältig isoliert werden. Benutzen Sie das Gerät nicht an einem feuchten Ort! Aus Sicherheitsgründen empfiehlt der Autor, alle Einstellarbeiten mit Gummihandschuhen auf einer Gummimatte fern von brennbaren Substanzen durchzuführen. Unter keinen Umständen sollten Sie Gastanks oder Kanister (im Betrieb) oder in deren Nähe schweißen. Während des Betriebs bildet sich eine große Menge Zunder (heiße Metallspritzer).

Литература:

1. Pronsky I. N. Einfaches halbautomatisches Schweißen // Radioamator.-1998.-№10.- P.38.
2. Pronsky I. N. Geheimnisse des Schweißtransformators // Radioamator.-1998. -Nummer 3.
3. Pronsky I. N. Schweißtransformator // Radioamator.-1999.-№7.

Autor: I. N. Pronsky

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