Исходные данные

Дата: 2015-04-12 20:42
 

Любительские СА должны удовлетворять ряду требований, основные из которых следующие: относительная компактность и небольшой вес; достаточная продолжительность непрерывной работы от сети 220 В (не менее 5—7 электродов диаметром 3—4 мм). Вес и габариты аппарата могут быть снижены благодаря уменьшению его мощности, а увеличение продолжительности работы — благодаря использованию стали с высокой магнитной проницаемостью и теплостойкой изоляции обмоточных проводов. Эти требования несложно выполнить, зная основы конструирования сварочных аппаратов и придерживаясь предлагаемой технологии их изготовления.

Итак, для нормальной работы сварочного аппарата необходимо:
— обеспечить выходное напряжение для надежного зажигания дуги. Для любительского СА Uхх = 60—65 В. Более высокое выходное напряжение холостого хода обычно не рекомендуется, что связано в основном с обеспечением безопасности работы. Однако для придания устойчивости горения дуги на малых токах желательно иметь повышенное напряжение холостого хода Uxx сварочной обмотки (до 70— 75 В, как у промышленных СА);
— обеспечить напряжение сварки Uсв, необходимое для устойчивого горения дуги. В зависимости от диаметра электрода Uсв = 18—24 В;
— обеспечить номинальный сварочный ток Iсв = (30—40) х dэ, где Iсв — величина сварочного тока, А; 30—40 — коэффициент, зависящий от типа и диаметра электрода (dэ), мм;
— ограничить ток короткого замыкания Iкз, величина которого не должна превышать номинальный сварочный ток более чем на 30—35 %.

Разумеется, устойчивое горение дуги возможно лишь в том случае, если сварочный аппарат будет обладать падающей внешней характеристикой (см. рис. 9).

Рис. 9. Вольтамперные характеристики процесса дуговой сварки:
а — статическая характеристика сварочной дуги (I — участок падающей характеристики; II — участок жесткой характеристики; III — участок возрастающей характеристики; 1,2,3 — участки характеристики при различных способах сварки); б — падающая; в — жесткая; г — возрастающая ВАХ источников питания сварочной дуги; д — совмещенные ВАХ источника питания и сварочной дуги (ВАХип — ВАХ источника питания; ВАХд — ВАХ дуги; Uхх — напряжение холостого хода; Iкз — ток короткого замыкания)

Универсальный трансформаторный СА на токи от 15—20 до 180—200 А собрать достаточно сложно. Для грубого (ступенчатого) перекрытия диапазона сварочных токов необходима коммутация как первичных обмоток, так и вторичных (что конструктивно более сложно из-за большого протекающего в ней тока). Кроме того, в промышленных СА для плавного изменения тока сварки в пределах выбранного диапазона используют механические устройства перемещения обмоток. При удалении сварочной обмотки относительно сетевой увеличиваются магнитные потоки рассеивания, что приводит к снижению тока сварки. Поэтому, конструируя любительский СА, не следует стремиться к полному перекрытию диапазона сварочных токов. Целесообразно на первом этапе собрать простой сварочный аппарат переменного тока для работы с электродами диаметром 2—4 мм, а на втором этапе дополнить его выпрямительным устройством. В случае же необходимости работы на малых токах сварки аппарат оснащают отдельным выпрямителем с плавным регулированием сварочного тока.

Приступая к сборке трансформатора, разумным будет установить для себя предел выходного тока и мотать обмотки под выбранную мощность. При этом следует учитывать, что не каждая электросеть может выдержать аппетиты мощных СА. С увеличением мощности растет степень нагрева и износа трансформатора, необходимы более толстые и дорогие провода, увеличивается вес, да и никакой трансформатор от однофазной сети не способен развить ток выше 200 А. Золотой серединой здесь может быть мощность трансформатора, достаточная для работы наиболее популярным электродом диаметром 3 мм, для чего понадобится выходной ток 120—130 А.