3. Выводы обмоток залуживают, маркируют, закрепляют х/б тесьмой, на выводы сетевой обмотки дополнительно надевают х/б кембрик.
4. В случае сомнений в качестве изоляции намотку можно проводить с использованием х/б шнура как бы в два провода (автор использовал х/б нить для рыболовства). После намотки одного слоя обмотку с х/б нитью фиксируют клеем, лаком и т. д. и после высыхания наматывают следующий ряд.
Рассмотрим порядок расположения обмоток на магнитопроводе стержневого типа. Сетевую обмотку можно расположить двумя основными способами. Первый способ позволяет получить более «жесткий» режим сварки. Сетевая обмотка в этом случае состоит из двух одинаковых обмоток W1, W2, расположенных на разных сторонах сердечника, соединенных последовательно и имеющих одинаковое сечение проводов. Для регулировки выходного тока на каждой из обмоток сделаны отводы, которые попарно замыкаются (рис. 6, а, б).
Второй способ предусматривает намотку первичной (сетевой) обмотки на одной из сторон сердечника (рис. 6, в, г). В этом случае СА обладает крутопадающей характеристикой, варит «мягко», длина дуги меньше влияет на величину сварочного тока, а следовательно, и на качестве сварки.
Рис. 6.Способы намотки обмоток СА на сердечнике стержневого типа:
а — сетевая обмотка на двух сторонах сердечника; б — соответствующая ей вторичная (сварочная) обмотка, включенная встречно-параллельно; в — сетевая обмотка на одной стороне сердечника; г — соответствующая ей вторичная обмотка, включенная последовательно
После намотки первичной обмотки СА необходимо проверить на наличие короткозамкнутых витков и правильность выбранного числа витков. Сварочный трансформатор включают в сеть через плавкий предохранитель (4–6 А) и желательно амперметр переменного тока. Если предохранитель сгорает или сильно греется — это явный признак короткозамкнутого витка. Следовательно, первичную обмотку придется перемотать, обратив особое внимание на качество изоляции.
Если сварочный аппарат сильно гудит, а потребляемый ток превышает 2–3 А, то это означает, что число первичной обмотки занижено и необходимо подмотать еще некоторое количество витков. Исправный СА потребляет ток холостого хода не более 1–1,5 А, не греется и гудит не сильно.
Вторичную обмотку СА всегда наматывают на двух сторонах сердечника. Для первого способа намотки вторичная обмотка также состоит из двух одинаковых половин, включенных для повышения устойчивости горения дуги (рис. 6) встречно-параллельно, а сечение провода можно взять несколько меньше — 15–20 мм.
Для второго способа намотки основная сварочная обмотка W21 наматывается на свободной от обмоток стороне сердечника и составляет 60–65 % от общего числа витков вторичной обмотки. Она служит в основном для поджига дуги, а во время сварки, за счет резкого увеличения магнитного потока рассеивания, напряжение на ней падает на 80–90 %. Дополнительная сварочная обмотка W22 наматывается поверх первичной. Являясь силовой, она поддерживает в требуемых пределах напряжение сварки, а следовательно, и сварочный ток. Напряжение на ней падает в режиме сварки на 20–25 % относительно напряжения холостого хода.
После изготовления СА необходимо провести его настройку и проверку качества сварки электродами различного диаметра. Процесс настройки заключается в следующем. Для измерения сварочного тока и напряжения необходимо приобрести два электроизмерительных прибора — амперметр переменного тока на 180–200 А и вольтметр переменного тока на 70–80 В.
Рис. 7.Способы намотки обмоток СА на сердечнике тороидального типа:
1, 2 — равномерная и секционная намотка обмоток соответственно: а — сетевая; б — силовая
Схема их подключения показана на рис. 8.
Рис. 8.Схема подключения измерительных приборов.
При сварке различными электродами снимают значения тока сварки — ICВ и напряжения сварки — UCВ, которые должны быть в требуемых пределах. Если сварочный ток мал, что бывает чаще всего (электрод липнет, дуга неустойчивая), то в этом случае либо переключением первичной и вторичной обмоток устанавливают требуемые значения, либо перераспределяют количество витков вторичной обмотки (без их увеличения) в сторону увеличения числа витков, намотанных поверх сетевой обмотки.
После сварки можно сделать разлом или распиливание кромок свариваемых изделий, и сразу станет ясно качество сварки: глубина провара и толщина наплавленного слоя металла.
По результатам измерений полезно составить таблицу.
Исходя из данных таблицы, выбирают оптимальные режимы сварки для электродов различного диаметра, помня о том, что при сварке электродами, например, диаметром 3 мм, электродами диаметром 2 мм можно резать, т. к. ток резки больше сварочного на 30–25 %.
Трудность покупки измерительных приборов, рекомендованных выше, заставила автора прибегнуть к изготовлению измерительной схемы (рис. 9) на базе наиболее распространенного миллиамперметра постоянного тока на 1—10 мА. Она состоит из измерителей напряжения и тока, собранных по мостовой схеме.
Рис. 9.Принципиальная схема измерителей напряжения и тока сварки и конструкция трансформатора тока
Измеритель напряжения подключают к выходной (сварочной) обмотке СА. Настройку осуществляют с помощью любого тестера, которым контролируют выходное напряжение сварки. С помощью переменного сопротивления Из стрелку прибора устанавливают на конечное деление шкалы при максимальном значении Uxx. Шкала измерителя напряжения достаточно линейна. Для большей точности можно снять две-три контрольные точки и проградуировать измерительный прибор на измерение напряжений.
Более сложно настроить измеритель тока, поскольку он подключается к самостоятельно изготовленному трансформатору тока. Последний представляет собой сердечник тороидального типа с двумя обмотками. Размеры сердечника (внешний диаметр 35–40 мм) принципиального значения не имеют, главное, чтобы уместились обмотки. Материал сердечника — трансформаторная сталь, пермаллой или феррит. Вторичная обмотка состоит из 600–700 витков медного изолированного провода марки ПЭЛ, ПЭВ, лучше ПЭЛШО диаметром 0,2–0,25 мм и подключена к измерителю тока. Первичная обмотка — это силовой провод, проходящий внутри кольца и подключаемый к клеммному болту (рис. 9). Настройка измерителя тока заключается в следующем. К силовой (сварочной) обмотке СА подключают калиброванное сопротивление из толстой нихромовой проволоки на 1–2 сек (сильно греется) и измеряют напряжение на выходе С А. По закону Ома определяют ток, протекающий в сварочной обмотке. Например, при подключении Rн = 0,2 ом Uвых = 30 В.
Тогда Iвых = Uвых/Rн = 30/0,2 = 150 A. Отмечают точку на шкале прибора. Трех-четырех измерений с различными Rн достаточно, чтобы откалибровать измеритель тока. После калибровки приборы устанавливают на корпус СА, пользуясь общепринятыми рекомендациями.
При сварке в различных условиях (сильная или слаботочная сеть, длинный или короткий подводящий кабель, его сечение и т. д.) переключением обмоток настраивают СА на оптимальный режим сварки, и далее переключатель можно установить в нейтральное положение.
Несколько слов о контактно-точечной сварке. К конструированию СА данного типа предъявляется ряд специфических требований:
1. Мощность, отдаваемая в момент сварки, должна быть максимальной, но не более 5–5,5 кВт. В этом случае потребляемый из сети ток не превысит 25 А.
2. Режим сварки должен быть «жестким», а следовательно, намотка обмоток СА должна проводиться по первому варианту.
3. Токи, протекающие в сварочной обмотке, достигают значений 1500–2000 А и выше. Следовательно, напряжение сварки должно быть не более 2–2,5 В, а напряжение холостого хода — 6—10 В.
4. Сечение проводов первичной обмотки не менее 6–7 мм2, а сечение вторичной обмотки не менее 200 мм. Достигают такого сечения проводов путем намотки 4–6 обмоток и их последующего параллельного соединения.
5. Дополнительных отводов от первичной и вторичной обмоток делать нецелесообразно.
6. Число витков первичной обмотки можно взять минимально расчетное в связи с кратковременностью работы СА.
7. Сечение сердечника (керна) менее 45–50 см2 брать не рекомендуется.
8. Сварочные наконечники и подводные кабели к ним должны быть медными и пропускать соответствующие токи (диаметр наконечников 12–14 мм).
Особый класс любительских СА представляют аппараты, изготовленные на базе промышленных осветительных и других трансформаторов (2–3 фазных) на выходное напряжение 36 В и мощностью не менее 2,5–3 кВт. Но прежде чем браться за переделку, необходимо измерить сечение керна которое должно быть не менее 25 см, и диаметры первичной и вторичной обмоток. Вам сразу станет ясно, чего можно ждать от переделки данного трансформатора.
И в заключение несколько технологических советов.
Подключение сварочного аппарата к сети должно производиться проводом сечением 6–7 мм через автомат на ток 25–50 А, например АП-50.
Диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла можно выбрать исходя из следующего соотношения: dэ = (1–1,5)∙L, где L — толщина свариваемого металла, мм.
Длина дуги выбирается в зависимости от диаметра электрода и в среднем равна 0,5–1,1 dэ. Рекомендуется выполнять сварку короткой дугой 2–3 мм, напряжение которой равно 18–24 В. Увеличение длины дуги приводит к нарушению стабильности ее горения, повышению потерь на угар и разбрызгиванию, снижению глубины проплавления основного металла. Чем длиннее дуга, тем выше напряжение сварки. Скорость сварки выбирает сварщик в зависимости от марки и толщины металла.