Преимущества сварочных аппаратов постоянного тока перед сварочными аппаратами переменного тока хорошо известны. Это включает в себя мягкое зажигание дуги, возможность соединения тонкостенных деталей, меньшее разбрызгивание металла и отсутствие несвариваемых участков. Нет даже того раздражающего (и, оказывается, вредного) треска. А все из-за главной недостающей функции, присущей сварщикам переменного тока – прерывистого горения дуги при прохождении синусоидального напряжения сети выше нуля.
рис. 1. На схеме поясняется процесс сварки переменным током (а) и постоянным током (б.
От схемы к реальной конструкции также нельзя не заметить: в машинах переменного тока с целью усовершенствования и облегчения сварки установлен мощный трансформатор (сердечник изготовлен из специального электротехнического железа с крутыми характеристиками падения напряжения) и намеренно используются высоковольтные вторичные обмотки. Напряжение в зоне сварки достигает 80 В, однако 25-36 В достаточно для поддержания горения дуги и наплавления металла в зоне сварки. Приходится смириться с излишней массой и размерами устройства и дополнять. Потребление энергии. Снизив напряжение вторичной цепи до 36 В, можно уменьшить вес «сварщика» в 5-6 раз, доведя его до размеров портативного телевизора, улучшив при этом другие эксплуатационные характеристики.
Но как зажечь дугу с низковольтной обмоткой?
Решение — введение диодного моста с конденсатором во вторичной цепи. В результате выходное напряжение современных «сварочных аппаратов» возросло почти в 1,5 раза. Мнение специалистов подтверждено на практике: при превышении барьера постоянного тока в 40 Вольт дуга легко зажигается и стабильно горит, позволяя сваривать даже тонкие тела металла.
рис. 2. Принципиальная схема сварочного аппарата постоянного тока.
Впрочем, последнее легко объяснимо. При введении в схему больших мощностей характеристики сварочного аппарата становятся круче (рис. 3). Первоначальное повышенное напряжение, создаваемое конденсатором, облегчает зажигание дуги. При падении потенциала на сварочном электроде до U2 (рабочая точка «А») трансформатора произойдет устойчивый процесс горения дуги и осаждение металла в зоне сварки.
Рисунок 3. Вольт-амперные характеристики сварочного аппарата постоянного тока.
Рекомендованный автором «сварщик» можно собрать даже в домашних условиях, взяв за основу промышленный силовой трансформатор 220-36/42 В (их часто используют для питания систем охранного освещения и низковольтного заводского оборудования). Убедившись в исправности первичной обмотки (которая обычно содержит 250 витков изолированного провода сечением 1,5 мм2), проверьте вторичную обмотку. Если их состояние неважно, все (кроме годных сетевых обмоток) будет удалено без сожаления. Намотайте новую вторичную обмотку в освободившееся место (до заполнения «окна»). Рекомендуемые трансформаторы на мощность 1,5 кВА — 46 витков, сечением 20 мм2, с хорошо изолированными медными или алюминиевыми шинами. Причем кабель общей площадью сечения 20мм2 (или несколько изолированных одножильных проводов, скрученных в жгут) очень подходит для использования в качестве шины.
Сечение электрода подбирайте в соответствии с мощностью трансформатора.
Выпрямительный мост можно собрать из полупроводниковых диодов с рабочим током 120-160 А и установить на теплоотвод размером 100х100 мм. Удобнее всего разместить такой мост в одном корпусе с трансформатором и конденсатором, выведя на переднюю текстолитовую панель выключатель на 16 ампер, глазок сигнала «включение» и «положительную» и «отрицательную» клеммы (Рис. 4) . Для подключения электрододержателя к «земле» используйте одножильный кабель подходящей длины с медным сечением 20-25 мм2. Что касается самого сварочного электрода, то его диаметр зависит от мощности используемого трансформатора.
рис. 4. Самодельный сварочный аппарат постоянного тока.
И далее. Во время проверки рекомендуется отключить устройство от сети (через 10 минут после пайки) и проверить тепловое состояние трансформатора, диодного моста и конденсаторов. Прежде чем продолжить работу, убедитесь, что все в порядке. Ведь перегретый «сварщик» увеличивает риск!
Среди прочих требований, думаю, стоит отметить наличие у сварщика искрозащитной защиты, перчаток и резиновых подушек. Оборудование в помещениях, где проводятся сварочные работы, учитывает требования пожарной безопасности. Также необходимо следить за тем, чтобы рядом не было тряпок и других легковоспламеняющихся предметов, и подключать «сварщик» к сети в соответствии с правилами электробезопасности через прочный штепсельный разъем на электрощите при входе в здание.
В. Коновалов, Иркутск
МК 04 1998 г
- Хотите связаться со мной?
