Доработка сварочного аппарата

Л. СТЕПАНОВ, г, Истра Московской области.

Автор предлагает улучшить надёжность работы сварочного аппарата и удобство работы с ним путём несложных доработок, доступных для повторения большинству читателей.

В нескольких изданиях журнала "Радио" был опубликован ряд статей о сварочных аппаратах и устройствах управления ими. Используя материалы этих статей и собственные наработки, я изготовил сварочный аппарат для электродуговой сварки. Далее решил усовершенствовать принадлежности к сварочному аппарату: головной защитный щиток, электрододержатель, токоподводящий зажим. Начал с головного защитного щитка: у имеющегося нарушилась фиксация его положений. Приобрёл в торговой сети головной защитный щиток ЭОС-2 с электроннооптическим управлением светофильтра. Хорошее устройство. Его применение значительно улучшает условия труда сварщика и качество выполняемых сварочных работ. Но вскоре щиток перестал работать. Вышла из строя солнечная батарея. Восстановить работу электроннооптического светофильтра не удалось. Решил удалить его со щитка и заменить самодельным электромеханическим, управляемым с пульта электрододержателя. В результате этой и последующих доработок был собран и испытан в работе сварочный аппарат.

Сварочный аппарат содержит:

— блок включения и защиты —А1;

— головной щиток с блоком электромеханического светофильтра — блок А2;

— сварочный трансформатор — блок АЗ;

— электрододержатель — блок А4;

— токоподводящий зажим.

Рассмотрим работу аппарата по блочно.

Включает сварочный аппарат тумблером ЗА2 с пульта управления, расположенного на электрододержателе (блок А4), автоматически отключает от сети при внештатных ситуациях и при повышении температуры обмоток сварочного трансформатора выше 65 °С. Он содержит автоматический выключатель ОР1, реле К1, источник питания обмотки реле К1, выполненный на сетевом трансформаторе Т1, выпрямительных диодах У02—Ю5, сглаживающем конденсаторе С1 и параметрическом стабилизаторе П1, Ю1. При замыкании контактов тумблера 8А2 обмотка реле К1 подключается к выходу стабилизатора. Реле срабатывает и своими контактами К1.1 подаёт сетевое напряжение на обмотку I трансформатора Т1. Стабилизатор поддерживает номинальное напряжение на обмотке реле К1 при работе сварочного аппарата.

Резистор П1 — С5-37, его можно заменить двумя резисторами МЛТ-2 сопротивлением 910 Ом, соединёнными параллельно. Реле К1 — Р3, паспорт РС4.501.200. В случае ненадёжного срабатывания реле следует установить стабилитрон Б1 с большим напряжением стабилизации (15...18 В) и уменьшить сопротивление резистора

П1 до 200...270 Ом. Автоматический выключатель импортный фирмы на ток 30 А. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛО-20х16 мм. Первичная обмотка содержит 2400 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,14 мм, вторичная — 280 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм. Также можно применить любой сетевой понижающий трансформатор мощностью 2...3 Вт с напряжением на вторичной обмотке 25...27 В. Разъём Х1 — соединитель ОНЦ-ВГ-5/16.

Монтаж сильноточных цепей блока выполнен проводом сечением 6 мм2, цепей управления — проводом 0,2. Блок помещён в корпус из листового пластика толщиной 2 мм, на основании которого находятся зажимы ХТ1 и ХТ2, разъём Х1. Элементы стабилизатора размещены на печатной плате, выполненной из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и закреплённой на основании блока с помощью уголков и винтов М3. На крышке блока имеется ручка для переноски, изготовленная из гетинакса. Фотоснимок со снятой крышкой.

В головной щиток (блок А2) взамен удалённого, как уже сказано выше, блока электроннооптичекого светофильтра установлен самодельный блок электромеханического светофильтра (ЭМС). ЭМС закрывает смотровое окно сварочного щитка светофильтром при сварке и открывает его после сварки. Управляется блок ЭМС с пульта управления, расположенного на электрододержателе (блок А4). В исходном положении трёхпозиционный тумблер 5А1, расположенный на пульте электрододержателя, находится в среднем нейтральном положении. Электродвигатель постоянного тока (далее двигатель) М1 и реле времени, собранное на элементах VII, С1—СЗ,

П1 и П2, обесточены. Реле времени управляет длительностью работы двигателя, которая равна 0,8... 1 с.

При переводе тумблера ЗА1 в одно из крайних положений через диодный мост Ю1—ЛЭ4 и открытый транзистор УТ1 реле времени на обмотку двигателя М1 подаётся напряжение питания от батареи ОВ1. Диодный мост обеспечивает подключение реле времени в нужной полярности при изменении направления вращения двигателя (опускание или подъём рамки светофильтра). Его вал начинает вращаться и через механизм опускания/подъёма рамки светофильтра приводит в движение саму рамку. Она открывает или закрывает смотровое окно сварочного щитка. Через 0,8... 1 с конденсаторы С1— СЗ зарядятся, ток через транзистор Т1 и обмотку двигателя уменьшится до единиц (десятков) миллиампер. При включении аппарата на длительное время для исключения преждевременной разрядки батареи питания СВ1 тумблер 5А1 следует устанавливать после опускания (подъёма) рамки в нейтральное положение.

Двигатель М1 — ЕС-5330-2ВН от кассетного магнитофона, электронный стабилизатор частоты вращения удалён. Батарея питания ОВ1 — четыре элемента В145, разъём Х2 — РС7, конденсаторы С1—СЗ — оксидные импортные, диоды Ю1—Ю4 (германиевые 1602А) заменимы диодами Шотки на ток не менее 200 мА и обратное напряжение более 10 В.

Конструктивно блок ЭМС состоит из основания, закреплённого на сварочном щитке, и двух крышек. На основании закреплены разъём Х1, контейнер с батареей питания СВ1, двигатель М1 с механизмом опускания/подъёма рамки, элементы реле времени с диодным мостом. В средней части основания блока выполнено смотровое окно раз¬мерами 90x40 мм, перед которым установлена рамка с защитным светофильтром С300 размерами 102x52 мм. Элементы реле времени, диодный мост и разъём Х1 размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Фотоснимок головного щитка со снятыми крышками приведён на рис. 3.

Сварочный трансформатор Т1 блока АЗ рассчитан по критерию наименьшей массы. Он обеспечивает на вторичной обмотке напряжение холостого хода 65 В, сварочный ток 140...150 А при продолжительность нагрузки 60 % и работу со сварочными электродами диаметром 3 мм. Схемных и конструктивных особенностей не имеет. Защита обмоток сварочного трансформатора от перегрева выполнена на термовыключателях 8Т1 и 8Т2, установленных поверх обмоток I и II трансформатора Т1. Контакты термовыключателей через разъём включены последовательно в цепь обмотки реле К1 блока А1 (через разъём Х1) и контактов тумблера 8А2 пульта управления. Они размыкают цепь питания обмотки реле К1 при нагреве обмоток сварочного трансформатора выше 65 °С, отключая аппарат от сети.

Термовыключатели К5Э 301 -65 закреплены эпоксидным клеем ЭП-6 на стеклотекстолитовых пластинках размерами 40x40 мм, толщиной

1,5 мм. Сами пластины закреплены на обмотках трансформатора Т1 бандажами из стеклоленты. Трансформатор помещён в пластмассовый корпус, на котором смонтированы зажимы, ХТ4, ХТ5, ХТ6 и разъём. Магнитопровод трансформатора заземлён. Разъём — соединитель ОНЦ-ВГ-5/16.

Электрододержатель (блок А4) самодельный, осуществляет подачу тока на сварочный электрод. На электрододержателе смонтирован пульт управления, состоящий из тумблеров 5А1 и 5А2. Как уже сказано выше, тумблером 5А2 включают и выключают сварочный аппарат, а 8А1 управляют работой светофильтра в блоке защитного щитка (блок А2). Тумблер 8А1 — П2Т-1Л (трёхпозиционный), 5А2 — П1Т4-1ПВ. Электрододержатель выполнен в виде корпуса с рукояткой и вмонтированным пультом управления, коробом крепления головки электрододержателя с закреплённой головкой. Рукоятка имеет по оси сквозное отверстие диаметром 18 мм, через которое от зажима ХТ5 проходят силовой провод к головке и провода от пульта управления. Рукоятка крепится к корпусу электрододержателя винтами М3. Корпус коробчатого типа собран из пластин стеклотекстолита толщиной 2 мм. Пластины крепятся к рамке из листовой стали толщиной 1,5 мм. На рамке установлен тумблер 5А1. Переключатель управляется ползуном, совершающим возвратно-поступательное движение под действием большого или указательного пальца сварщика. На нижней пластине корпуса закреплён тумблер 5А2. Короб крепления головки электрододержателя собран из пластин стеклотекстолита толщиной 4 мм. Пластины короба скреплены с помощью П-об- разных профилей из стали толщиной 1 мм и самодельных заклёпок диаметром 2 мм с головками впотай. Головки заклёпок углублены в пластины на 1 мм, а углубления заполнены эпоксидной шпаклёвкой. Идущий к сварочному электроду силовой провод прикреплён к головке латунным винтом Мб с гайкой, армированной пластмассой, с рукояткой звездообразной формы. Такое крепление позволяет поворачивать головку электрододержателя на угол 90°. Винт фиксирует сварочный электрод. Отверстие в головке диаметром 8 мм под сварочный электрод армировано медной трубкой наружным диаметром 8 мм, внутренним 6 мм. Трубка развальцована и имеет сквозное отверстие для прохода винта, фиксирующего сварочный электрод. Армирование головки медной трубкой и применение латунного винта исключает "прилипание" сварочного электрода к элементам головки. Основное внимание при изготовлении этого блока уделено требованиям электробезопасности.

Токоподводящий зажим самодельный, на схеме не показан. Он служит для подвода сварочного тока к свариваемым деталям (к "массе"). ТПЗ пружинного типа, как наиболее безопасный, выполнен в виде плоскогубцев увеличенного размера. Состоит из губок, токоподводящих вставок, пружины на оси и ручек. Губки изготовлены из стали толщиной 1 мм. Раскрыв зева губок — 30 мм, усилие сжатия губок — 1,5 кг. Ручки выполнены из текстолита и закреплены заклёпками и винтами М4, к одному из которых подключается оконцеватель с токоподводящим силовым проводом от зажима ХТ6.

Все сильноточные провода, идущие от зажимов ХТ1—ХТ6, — самодельные. Выполнены из относительно недорогого многожильного медного провода марки ПРИ сечением 25 мм2. Каждый провод имеет на конце для подключения к соответствующим зажимам сварочного аппарата. Оконцеватели изготовлены из отрезков медной трубки диаметром 10 мм. Концы проводов обслужены. Провода управления идущие от разъёма Х1, — МГГШВ-0,2. Оба эти провода и провод от зажима ХТ5 помещены в общую защитную оболочку, изготовленную из брезентовой ткани. Провод от зажима ХТ6, соединённый также помещён в оболочку из брезентовой ткани.

При разработке конструкции должное внимание было уделено надёжной электроизоляции блоков. Их корпуса выполнены из изоляционных материалов, применены низковольтные источники питания напряжением 6 В (блок А2) и 12 В (блок А1), а все провода защищены, как уже сказано выше, от электрических, механических и тепловых повреждений дополнительными оболочками.

При выполнении сварочных работ необходимо строго соблюдать правила техники электробезопасности, чтобы не получить поражение электрическим током. Ток уже силой 0,1 А опасен для жизни. Перед проведением сварочных работ необходимо проверить внешним осмотром сварочный аппарат на отсутствие механических повреждений, в том числе и повреждений изоляции проводов. Магнитопровод сварочного трансформатора Т1 в блоке АЗ должен быть заземлён. Работы следует выполнять, только стоя на изоляционном коврике в рукавицах из брезентовой ткани. В работе необходимо руководствоваться требованиями и правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.