Точечная сварка для домашней мастерской

Дата: 2015-04-28 20:50
 

Этот ЭСА позволяет сваривать листовой металл толщиной до 1 мм, прутки и проволоку диаметром до 4 мм. При питании от сети 220 В выходное напряжение холостого хода составляет 4—6 В, а максимальный импульсный сварочный ток — до 1500 А.

Его схема (рис. 67, а) содержит три узла: сварочный трансформатор, полупроводниковый тиристорный ключ и устройство выдержки времени, обеспечивающее требуемую длительность сварочного импульса.
Первичная обмотка СТ Т2 подключена к сети через тиристорный бесконтактный пускатель Р1 типа МТТ4К и автоматический выключатель SA1. Реле времени собрано на трансформаторе Tp1, диодном мосте КЦ402, электролитических конденсаторах C1—С6, реле К1 и коммутирующих переключателях.

Принципиальная схема ЭСА

Рис. 67. Принципиальная схема ЭСА:
а — основные узлы ЭСА; б — количество витков; в — схема силового ключа МТТ4К

В положении, показанном на схеме при включении сетевого питания автоматом SA1, конденсаторы C1—С6 начинают заряжаться до напряжения 15—30 В. Конденсаторы подключаются к диодному мосту при помощи переключателя П2К с независимой фиксацией, что позволяет подключать различное количество конденсаторов. Величиной емкости, а следовательно, и запасенной ею энергией определяется время удержания реле РЭС в замкнутом состоянии. С целью уменьшения количества конденсаторов и переключателей П2К для подборки времени цикла сварки их можно собирать в параллельную цепь.

В цепи заряда конденсаторов установлен резистор R1, ограничивающий зарядный ток конденсаторов в начальный момент зарядки. Это позволяет увеличить срок службы конденсаторов. Грубую подстройку тока сварки осуществляют путем переключения отводов силового трансформатора Т2. Более точное время цикла сварки подбирают переменным резистором R2.

Зарядка конденсаторов происходит через нормально замкнутый контакт кнопки SA2. При нажатии на кнопку SA2 замыкается ее нормально разомкнутый контакт, который подключает реле К1 к конденсаторному блоку. Нормально замкнутый контакт в это время размыкается, что препятствует подключению реле К1 непосредственно к выпрямительному мосту. При разряде времязадающих конденсаторов реле срабатывает, своими контактами замыкает управляющие контакты тиристорного реле Р1, которое и включает сварочный трансформатор. После того как конденсаторы разрядятся, реле отключится, сварочный импульс прекратится. Для подготовки к следующему импульсу кнопку КН1 нужно отпустить.

В качестве реле К1 подойдет герконовое реле типа РЭС42, РЭС43 или подобное с напряжением срабатывания 15—20 В. При этом чем меньший ток срабатывания реле, тем больше выдержка времени. Ток между контактами 4 и 5 тиристорного пускателя не превышает 100 мА, поэтому подойдет любое слаботочное реле.

Ориентировочные номиналы емкостей С1 и С2 по 47,0 мкФ, СЗ, С4 — 100,0 мкФ, С5 и С6 — 470,0 мкФ; все емкости — на рабочее напряжение не ниже зарядного 30 В. С таким набором время цикла сварки путем прохождения силового тока через ключ МТТ4К 80-8 может меняться от единиц до десятков периодов сетевого напряжения.

Функционально предлагаемое устройство состоит из трех узлов: блока управления; сварочного трансформатора; контактно-сварочного узла.

Для изготовления блока управления понадобится трансформатор мощностью 10—20 Вт с напряжением сетевой обмотки 220 В, 50 Гц и напряжением вторичной обмотки 20—25 В; набор электролитических конденсаторов типа К50-35; реле герконовое типа РЭС42; РЭС43; РЭС55 или другое электромеханическое с малым током срабатывания и рабочим напряжением 15—25 В; кнопка переключающая типа КМ-1 или другая; блок переключателей типа П2К независимого включения на 6 позиций для подключения конденсаторов; переменный резистор мощностью 1—3 Вт группы А или проволочный; диодный мост типа КЦ402—КЦ407. Выпрямительный мост можно собрать и из отдельных диодов с подходящими параметрами.

Основной деталью блока управления является силовой ключ МТТ4К — однофазный бесконтактный тиристорный пускатель на ток 40—80 А и напряжением 600—800 В, выпускаемый ООО «Элемент-Преобразователь» (г. Запорожье). Схема этого модуля достаточно проста (рис. 67, в) и содержит два тиристора, включенных встречно-параллельно, два диода и резистор. Контакты 1 и 3 коммутируют нагрузку в то время, когда замкнуты контакты 4 и 5. В данном случае они замыкаются при помощи контактной группы реле К1. Если купить заводской ключ не удалось, его можно составить самостоятельно. В этой схеме можно применять тиристоры типа Т122, Т131, Т132 и т. п., диоды КД105, КД208, КД209, КД226 и т. п. Величину сопротивления — 10—20 Ом — нужно будет подобрать в режиме отладки для надежного срабатывания ключа.

Для изготовления силового сварочного трансформатора Т2 подойдет магнитопровод от неисправного ЛАТРа на 2,5 А. Удалив старую обмотку, вырезаем из электрокартона толщиной 0,5—1,0 мм две шайбы, которые накладываем на торцы магнитопровода с напуском 1—2 мм по внутреннему и наружному диаметру с последующим бандажированием лакотканью или подобным материалом. Желательно использовать не менее трех слоев бандажа. Диаметр провода сетевой обмотки выбран 1,2—1,5 мм, желательно в тканевой изоляции для более качественной пропитки лаком. Провод укладываем виток к витку равномерно по всему периметру магнитопровода. Количество витков показано на рис. 67, б (с помощью отводов можно осуществлять грубую регулировку сварочного тока). После намотки первичной обмотки ее бандажируют хлопчатобумажной лентой и пропитывают лаком типа КС521, ЭП730 или аналогичным.

Вторичная обмотка содержит 4—7 витков медного многожильного провода диаметром не менее 20 мм и сечением не менее 300 мм2 в кремнийорганической изоляции или аналогичного жгута. На концы обмотки следует надеть соответствующие наконечники с последующим пропаиванием для достижения минимального сопротивления контактного перехода.

Контактно-сварочный узел изготавливают по тому же принципу, что и в предыдущей конструкции. Материалом для электродов может служить медь, бериллиевая бронза и их заменители. Для создания качественного сварочного ядра контактная площадь электрода должна быть минимальной. Также необходимо обеспечить плотное прилегание и сжатие свариваемых деталей силой не менее 20 кг/см2 (это усилие подбирают при отработке технологического процесса).

При сборке устройства особое внимание надо уделить качеству соединений для получения минимальных потерь на переходных сопротивлениях контактов.

Необходимо установить силовой ключ МТТ4К на радиатор охлаждения площадью 400—600 см2 или использовать теплоотводящую площадь корпуса устройства, не забывая о том, что на силовых контактах и контактах управления присутствует сетевое напряжение. Для защиты от аварийных ситуаций схема содержит автоматический выключатель SA1, который одновременно выполняет функцию общего выключателя питания устройства..