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.
При сварке на прямой полярности плюс(анод) подсоединяют к детали и минус (катод) — к электроду. Если необходимо, чтобы на детали выделялось меньшее количество тепла, например при сварке тонколистовых конструкций, применяют сварку на обратной полярности (рис. 1). В этом случае минус (катод) присоединяют к свариваемой детали, а плюс(анод) — к электроду. При этом не только обеспечивается меньший нагрев свариваемой детали, но и ускоряется процесс расплавления электродного металла за счет более высокой температуры анодной зоны и большего подвода тепла.
Сварочные провода присоединяют к СА через медные наконечники под клеммные болты с наружной стороны корпуса сварочного аппарата. Плохие контактные соединения снижают мощностные характеристики СА, ухудшают качество сварки и могут вызвать их перегрев и даже возгорание проводов.
При небольшой длине сварочных проводов (4–6 м) сечение их должно быть не менее 25 мм.
При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать правила пожарной и электробезопасности при работе с электроприборами. Сварочные работы следует вести в специальной маске с защитным стеклом марки С5 (на токи до 150–160 А) и рукавицах. Все переключения СА выполнять только после отключения сварочного аппарата от сети.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бракарь Д. Поговорим, посмотрим. — Сельская молодежь, 1989, № 10.
2. Бракарь Д. Автотрансформаторы. — Сельская молодежь, 1991, № 3.
3. Дружинин В. Сварочный из… ничего. — Моделист-конструктор, 1992, № 8.
4. Зайцев В. Сварочный трансформатор. — Моделист-конструктор, 1979, № 2.
5. Лавров О. Вари, вари, моя дуга! — Сам, 1995 № 2.