I, II, III, IV — положения переключателя режимов сварки
В основе их конструкции — трехфазный трехстержневой трансформатор типа ТСА (ТСЗИ) напряжением 380/220/36 В и мощностью 1,6 или 2,5 кВА, применяемый для электроосвещения или питания электроинструмента пониженного напряжения, например, бетонных вибраторов.
На магнитопроводе первичные обмотки трансформатора (рис. 1) соединяются в «звезду» или в «треугольник» для подключения устройства соответственно к трехфазной сети 380 или 220 В. Для питания аппарата от однофазной сети 220 В две первичные обмотки крайних стержней магнитопроводов трансформатора (рис. 2) соединяются встречно-параллельно. При этом вторичные обмотки всегда имеют фиксированную схему соединений в разомкнутый треугольник с одной «вывернутой» обмоткой.
Добавочная обмотка, намотанная поверх всех уже имеющихся обмоток вокруг трехстержневого магнитопровода трансформатора, последовательно вводится в сварочный контур в качестве балластного сопротивления для ступенчатого изменения сварочного тока. Данные этой обмотки: 40…50 витков провода АПР или АПРТО сечением 4…6 мм2.
В таком исполнении малогабаритный сварочный аппарат имеет две ступени регулирования сварочного тока: на I ступени возможна сварка электродами диаметром 4 мм в сильных электрических сетях и диаметром 3 мм в слабых электрических сетях; на II ступени — соответственно электродами диаметром 3 мм и 2 мм.
Принципиальная электрическая схема малогабаритного сварочного аппарата на базе однофазных трансформаторов приведена на рис. 3.
Рис 3. Принципиальная электрическая схема малогабаритного сварочного аппарата (на базе двух однофазных трансформаторов) с питанием от однофазной сети 220 В:
1 — магнитопровод сдвоенного трансформатора; 2, 3 — первичные обмотки; 4, 5 — вторичные обмотки; 6 — добавочная обмотка среднего стержня сдвоенного трансформатора; 7 — выносные конденсаторы; 8 — переключатель режимов сварки; 9 — контактный датчик температуры я звуковое сигнальное устройство;
I, II — положения переключателя режимов сварки
Основу конструкции составляют однофазные трансформаторы с О-образными сердечниками магнитопроводов типа ОСО напряжением 220/36 В мощностью 0,4 кВА, применяемые для питания цепей управления и электроосвещения пониженного напряжения в схемах электрооборудования некоторых установок.
Два таких трансформатора стыкуются и скрепляются свободными сторонами сердечников магнитопровода так, что образуется один трехстержневой трансформатор с катушками на крайних стержнях.
После намотки на образовавшийся средний стержень добавочной обмотки конструкция превращается в малогабаритный сварочный аппарат, работающий от однофазной сети 220 В.
На общем магнитопроводе две первичные обмотки крайних стержней соединены встречно-параллельно для подключения устройства к однофазной сети 220 В; при этом вторичные обмотки крайних стержней соединены встречно-последовательно.
Добавочная обмотка среднего стержня последовательно вводится в сварочный контур в качестве балластного сопротивления для ступенчатого изменения сварочного тока. Характеристики этой обмотки: 40…50 витков провода АПР или АПРТО сечением 2,5…4 мм2.
Корпуса рассмотренных сварочных аппаратов изготавливаются из бетона с хорошей формуемостью специального приготовления, сухая смесь которого имеет следующий состав (по массе):
- песок мелкозернистый, очищенный промывкой… 75%
- цемент марки 400 или 500… 20%
- стекловата резаная длиною 5…10 мм… 2,5 %
- клей ПВА или водорастворимый латекс… 2,5%
Минимальная толщина оболочки корпуса должна быть не менее 10 мм.
Перед заливкой бетона в форму конструкция аппарата тщательно очищается от грязи и пыли и хорошо просушивается.
После отверждения бетона аппарат просушивается еще раз и пропитывается снаружи органическими мономерами: метилметакрилатом или стиролом (можно и кузбасслаком), с последующей термообработкой в течение нескольких часов при температуре 70…80 °C. В результате мономер полимеризуется в порах бетонной оболочки, образуя упрочненный водонепроницаемый поверхностный слой, который защищает устройство от воздействия окружающей среды.
Такие малогабаритные сварочные аппараты работают на пределе своей мощности, что допустимо лишь при повторно-кратковременном режиме их включения. Поэтому для контроля за температурой активных частей устройства предусматривается термическая защита, состоящая из контактного датчика температуры с выходом на звуковой и световой индикатор. Если же она отсутствует, то температуру активных частей устройства контролируют наощупь, не допуская их чрезмерного нагрева.
В полевых условиях малогабаритные сварочные аппараты хорошо работают от маломощных передвижных электрогенерирующих установок (например, от бензо-электрических агрегатов мощностью 4 и 2 кВт) В этом случае при максимальных сварочных токах в сварочный контур вводят выносные конденсаторы переменного тока, которые обеспечивают совместимость малогабаритных сварочных аппаратов в предельных режимах с маломощными передвижными электрогенерирующими установками и создают эффект концентрации энергии в сварочной дуге.
Для этой цели применяют неполярные пусковые алюминиевые оксидно-электролитические конденсаторы типа К50-19 емкостью 750 мкФ на напряжении 80 В (обязательно погружаемые при эксплуатации в масло).
Конденсаторы для получения требуемой емкости включаются параллельно друг другу. В сварочных аппаратах на базе трехфазного трансформатора используются по три таких конденсатора; на базе двух однофазных трансформаторов — два конденсатора.
Для мастеров, занимающихся сваркой тонколистового металла, необходимо указать на весьма эффективный способ образования малоамперной сварочной дуги в малогабаритном сварочном аппарате (на базе трехфазного трансформатора) при подключении его к однофазной сети 220 В. При сварке на переменном токе первичная обмотка среднего стержня трансформатора вводится последовательно в сварочный контур в качестве балластного сопротивления совместно с параллельно включенным этой обмотке выпрямительным диодом на 10 А, а при сварке на постоянном токе — через выпрямительный мост 4x10 А.
Во время эксплуатации малогабаритных сварочных аппаратов необходимо тщательно следить за надежностью контактных соединений.
Выбор электродов для сварки — достаточно ответственная задача. Однозначных рекомендаций на этот счет дать, однако, невозможно, так как тип и марка электродов зависят от рода сварочного тока, материала свариваемых изделий, положения сварочного шва и других факторов, поэтому в каждом конкретном случае следует руководствоваться рекомендациями справочной литературы.
В заключение приведем основные технические характеристики рассмотренных малогабаритных сварочных аппаратов.
Сварочные аппараты (на базе трехфазного трансформатора):
- номинальная мощность, кВА… 1,6
- максимальная мощность в повторно-кратковременном режиме работы аппаратов, кВА… 6,4
- напряжение питания, В:
- трехфазное… 380
- трехфазное… 220
- однофазное… 220
- число ступеней регулирования сварочного тока… 2
- пределы регулирования сварочного тока, А… 40-80-120
- масса, кг… 25
- габаритные размеры, мм… 175x325x250
Сварочный аппарат (на базе двух однофазных трасформаторов):
- номинальная мощность, кВА… 0,8