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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Une simple machine à souder. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / poste à souder La machine à souder semi-automatique (SAW), considérée dans [1], présente les inconvénients suivants (voir le schéma corrigé de la Fig. 1).
1. Présence du contacteur K3. Un contacteur de ce type est une pièce rare. De plus, il a tendance à brûler constamment, ce qui conduit à des résultats de spa insatisfaisants. 2. La présence des rhéostats R2, R5. Étant donné que les rhéostats sont fabriqués à base de fil nichrome et ont de grandes dimensions (en particulier R2), ce qui signifie des surfaces ouvertes, il est dangereux d'utiliser le spa dans des conditions domestiques (garage), car cela peut provoquer un choc électrique ( bien qu'il ne s'agisse pas de haute tension). 3. Dépendance du dévidoir sur le courant installé. Étant donné que le soudage par fusion est principalement utilisé pour souder des joints minces, tels que des boîtiers d'instruments métalliques, des carrosseries de voitures, des silencieux, des tuyaux métalliques à paroi mince, certaines des exigences d'une fusion simple peuvent être simplifiées. Simplicité et fiabilité. Maintien des performances à une température ambiante de -30 à +30°C et une tension secteur de 190-280 V. Le chargeur peut être placé dans le même boîtier avec le transformateur de soudage et les commandes. Assurer une bonne soudure des métaux d'une épaisseur de 0,3 à 1,2 mm. Travail selon une caractéristique rigide [2]. Compte tenu des exigences ci-dessus, les principaux éléments du SPA peuvent être choisis parmi les parties communes. Par exemple, l'auteur a utilisé à plusieurs reprises le moteur 1 et la boîte de vitesses 2 du chargeur de l'essuie-glace de la voiture "Volga GAZ-24" (Fig. 2). Étant donné que ce moteur n'a pas de frein électrique et d'enroulement inverse, l'auteur a installé un frein électrique sous la forme d'un noyau en forme de U d'une bobine de solénoïde 3 (Fig.2, a), avec un espace entre le noyau et le rouleau de 0,5 mm. Le mécanisme d'essuie-glace peut être emprunté aux camions, ce qui affectera favorablement le circuit électronique, car ils disposent d'une alimentation de bord 24 V.
Le schéma de principe du SPA est illustré à la Fig.3. La tension de 220 V via le commutateur de paquets SА1 est fournie au transformateur toroïdal, qui comporte deux enroulements primaires pour commuter et réguler la tension sur l'enroulement secondaire lors du soudage de structures métalliques épaisses. Pour augmenter la plage de contrôle, un plus grand nombre de prises supplémentaires sont réalisées dans l'enroulement primaire.
Pour souder des métaux d'une épaisseur de 0,7 à 1 mm, la tension sur l'enroulement secondaire doit être d'au moins 40 V. Le circuit de commande est alimenté à partir d'une sortie 27 V. HL14 signale la mise sous tension. Les condensateurs C1 et C1 sont nécessaires pour supprimer les interférences générées par le courant de soudage. Dans l'état initial (SA2 - non enfoncé), il n'y a pas de tension de 2 V à la sortie du redresseur de puissance VD1, VD2, VS1, VS2 et sur les condensateurs C5-C10, c'est-à-dire il n'y a pas de tension à l'extrémité du manchon (ce facteur diffère de certaines des options d'usine). Le circuit de commande sera alimenté et 40/27V est présent en C14. Lorsque vous appuyez sur le micro-interrupteur SA4 (situé sur le porte-manchon Fig. 2), le relais K3 est activé. Les contacts K1 et K1.1 sont fermés, les thyristors VS1.2, VS1 sont déverrouillés par les électrodes de commande (GE) dans le circuit : sortie supérieure C2, VD2, L1, courant de soudage, K1, R1.1, VD4, UE VS4, KVS2 , sortie inférieure C2 avec une alternance positive dans l'enroulement secondaire du transformateur de tension d'alimentation ; borne inférieure C2, VD2, L2, courant de soudage, contacts K1, R1.2, VD3, UE VS3, KVS1, borne supérieure C1 avec une tension demi-onde négative. Lors de la configuration, au lieu du courant de soudage, vous pouvez connecter un fil nichrome avec une résistance de 1 ohm. Les résistances R1 et R2 sont nécessaires pour limiter la tension sur les électrodes de commande des thyristors VS1, VS2. Les contacts K1.3 sont fermés, le dévidoir et le coupe-gaz K3 sont activés via la diode VD12. Les contacts K1.5 sont fermés, C11 est chargé à une tension de +27/14 V. A la fin du processus de soudage (SA2 n'est pas enfoncé), les contacts K1.1, K1.2, K1.3, K1.5 ouvert, et K1.4 se ferme, et C11 est déchargé le long du circuit : + C11, K1.4, R6, K2, -C11. Le relais K2 ferme les contacts K2.2, K2.1 (les thyristors VS1, VS2 sont activés), K2.4 (le coupe-gaz K3 est activé), K2.3 (le frein électrique est activé). Comme le processus est mécaniquement inertiel, le fil ne s'arrête pas immédiatement, il est donc nécessaire de maintenir l'arc allumé et de le souffler avec du dioxyde de carbone pour que le fil brûle et que la couture ait un aspect normal. Dès que le condensateur C11 est déchargé, K2 ouvre ses contacts et bloque les thyristors et le coupe-gaz. Comme on le sait [2], pour l'amorçage d'un arc sur les électrodes, il est nécessaire d'avoir une grande différence de potentiel, et seulement après l'amorçage, un courant important soutient l'arc. Lorsque les thyristors VS1, VS2 sont déverrouillés, la tension à la pointe du porte-manchon n'augmente pas immédiatement (ceci est empêché par la self L1 et les capacités des condensateurs C5-C10. Pour augmenter l'amplitude de tension initiale, les résistances R7-R12 avec une résistance de 0,1 Ohm sont connectés en série avec chaque condensateur, et L1 est connecté en parallèle le condensateur C12, qui doit être choisi empiriquement pour que l'arc s'allume normalement et que les thyristors soient normalement (lorsque SA2 est éteint) verrouillés. Si les thyristors ne sont pas verrouillés immédiatement ou des fluctuations de tension indésirables se produisent pendant le processus de soudage (les thyristors peuvent se verrouiller ou se déverrouiller spontanément à la fin du soudage), alors la capacité du condensateur C12 doit être réduite ou complètement supprimée. Conception. SPA est assemblé en un seul corps : circuit de commande et mécanisme d'alimentation. Sur la paroi arrière du boîtier 14 (fig. 4) se trouve un ventilateur 1 (M1 fig. 3), qui souffle sur le transformateur toroïdal 5 et le redresseur de puissance 9. Au-dessus du boîtier se trouve un interrupteur d'alimentation 13 et un fusible 12 (ils sont aussi souvent installés sur la face avant du spa) . Le circuit logique de commande 11 est assemblé sur le panneau avant (il est fixé au panneau lui-même), sur le côté avant se trouvent une lampe HL1 10 et un régulateur d'alimentation en fil 7. Le mécanisme d'alimentation en fil et le tambour à fil 8 sont installés au-dessus l'étranglement 6. Le dioxyde de carbone est fourni du cylindre 2 à travers le réducteur 3 à travers le tuyau 15 au coupe-gaz situé à côté du dévidoir. Après le coupeur, le gaz est fourni au manchon 4, dans lequel passent également les fils du micro-interrupteur 16 et auquel le fil d'alimentation de la manette des gaz L1 est connecté. Il est souhaitable d'équiper le boîtier SPA de roues tournantes 17 pour faciliter le déplacement, le cordon d'alimentation 18 doit être prélevé sur des blocs d'alimentation avec un courant d'au moins 10 A.
La figure 2 montre le dessin d'assemblage du chargeur. Les mécanismes pouvant être utilisés différemment, les dimensions ne sont pas indiquées. Le moteur 1 (Fig. 2, a, connecté comme indiqué sur la Fig. 3) entraîne la boîte de vitesses 2 et le rouleau 3, montés sur l'arbre de la boîte de vitesses (réducteur). Du tambour 10 (sur la Fig. 2, un il est représenté schématiquement, il peut être installé à la fois verticalement et horizontalement) le fil 18 à travers le carré de feutre 11 (nécessaire pour enlever la saleté), le ressort 6 (emprunté aux joints d'huile d'automobile ) et le manchon de guidage 19 pénètre dans le roulement 9. Le roulement, à l'aide du support de roulement 5, est plaqué contre le galet 3, du fait du serrage de la vis 20. Ensuite, le fil passe le long du guide 7 dans le manchon 8. Le manchon 8 est inséré avec le raccord 17 dans la pince 16. Le courant est fourni à la pointe du manchon depuis la self L1 à travers le câble à travers la rondelle 12, le raccord de manchon et la tresse intérieure. Pour freiner le fil, un électroaimant en forme de U 3 (le noyau est constitué du stator du moteur électrique) est installé devant le rouleau 4, qui est fixé avec des vis 15 au corps du support de chargeur 13. Le corps du support 13 est fixé au moteur d'alimentation avec la pince 14. L'ensemble du mécanisme d'alimentation doit être installé sur une surface diélectrique (getinaks de 10 mm d'épaisseur). La figure 5 montre le dessin d'assemblage de la partie initiale du manchon.
Le fil est passé à travers le manchon de guidage 2 dans la spirale de travail 13. Le manchon est inséré dans la pince du dévidoir à l'aide du raccord 1. Le raccord 1 est vissé sur une vis creuse 3 (à l'intérieur de laquelle se trouve une spirale de travail), un câble de l'accélérateur L1 est relié au raccord 14 à l'aide d'une rondelle 15 et d'un contre-écrou 1. La vis creuse 3 est en butée contre l'hélice du carter 10, à l'intérieur de laquelle passe l'hélice de travail 13. L'utilisation de deux hélices est nécessaire à la rigidité du manchon. Il est à noter que le diamètre intérieur de la spirale de travail doit être d'au moins 0,9 mm pour que le fil 4 de diamètre 0,8 mm passe librement. Nous soudons une tresse de cuivre 9 à la vis creuse sur la spirale du boîtier pour conduire les courants élevés jusqu'à la pointe du manchon. Un tube passe sur la tresse, conduisant le dioxyde de carbone du tube de découplage 5 vers le porte-manchon, ainsi que les fils du micro-interrupteur. En plus de tout cela, nous étirons le boîtier du manchon 11. À l'aide d'un manchon spécial 8, nous fixons les fils 12 et le tube 5 avec une pince 7, qui accepte également le boîtier du manchon. Le boîtier peut être utilisé à partir d'une caméra de vélo. La figure 6 montre la contrepartie du manchon et du support.
Le support 6 est constitué d'un tube en laiton avec un filetage en sortie (le filetage peut être coupé sur le manchon et soudé au tube avec du laiton). Un manchon conique en diélectrique (getinax) est vissé sur le filetage. Nous installons la buse 5 sur le manchon 3 (en cuivre ou un vieux tuyau en caoutchouc solide). La spirale de travail 13, passant le long de la spirale de l'enveloppe 10, pénètre dans le tube de guidage 8 (en cuivre), une tresse de cuivre 9 est soudée à ce tube. A son tour, le tube de guidage 8 est soudé au support 6. Cette est nécessaire pour fournir du courant à la pointe 1. Pour éviter les blessures, le support est isolé avec une couche de caoutchouc 15. Les fils 12 et un tube de dioxyde de carbone 16 (vous pouvez utiliser un tube en PVC ou un tube de compte-gouttes médicaux) passent au support 6 sous une enveloppe en caoutchouc 11. Une douille 6 est vissée à l'intérieur du support 2 (en laiton, il doit être remplacé car il s'use) avec des trous sur les côtés (plus près du support). Une spirale de travail court à l'intérieur du manchon, qui vient en butée rigide contre la pointe 1. La pointe 1 (en cuivre) est réalisée sous la forme d'un cylindre avec un trou de 0,85 mm de diamètre percé au milieu. À l'aide d'une lime légèrement inclinée, retirez la moitié restante de la surface du cylindre de manière à atteindre le trou de la pointe. Nous passons le fil de soudure à travers la pointe et le pressons sur la surface retirée du cylindre. Le résultat est une rainure qui guide le fil hors du trou. Lorsque la rainure est actionnée, la pointe se plie vers le haut, prolongeant ainsi la durée de vie de la pointe de 5 à 10 fois. La longueur du manchon peut aller jusqu'à 2,5 m, ce qui permet de souder des voitures sous l'élévateur, mais le moteur d'alimentation doit avoir suffisamment de puissance pour pousser le fil dans le manchon, et le fil doit passer librement à l'intérieur de la spirale et à travers la virole, sinon, il s'emmêlera dans le mécanisme d'alimentation. Détails. Un transformateur toroïdal a été choisi comme transformateur de soudage. Son noyau est en acier électrique fin permalloy avec une surface oxydée (pour éliminer les courants de Foucault). Le rapport de bobinage est typiquement de 1 V/tour. Puissance globale 2 kW. Les caractéristiques de conception restantes dépendent de la qualité du noyau et sont sélectionnées de manière empirique. L'auteur a choisi le transformateur toroïdal, car il a un rendement élevé, des dimensions et un poids réduits, d'excellents paramètres pour travailler sur une caractéristique rigide. Ces avantages sont essentiels pour le SPA considéré. Choke L2 est similaire à la version précédente du CPA [1]. En règle générale, le starter est conçu en fonction des lectures de la composante variable au moment du soudage: 1-1 V, mais le métal à souder doit fondre immédiatement au moment où le fil touche. Si cette condition n'est pas remplie, le nombre de tours dans l'inductance est réduit ou la résistance des résistances R2-R3 est augmentée. Si le métal ne fond pas, il est nécessaire d'effectuer des tests sans condensateurs C5-C7, dans le cas du résultat précédent, sans l'inductance L12. Si dans ce cas le métal ne fond pas, il faut alors augmenter la puissance du transformateur (bien sûr, vérifier le redresseur de puissance). Données d'étranglement indicatives: noyau d'un transformateur 1 kW 50 Hz, nombre de tours 60, entrefer non magnétique 2-5 mm (getinaks), plus l'entrefer est grand, plus l'inductance est grande (jusqu'à certaines tailles). Diodes VD1 et VD2 (Fig. 3) VL-100-90 (ou toutes autres avec un courant continu maximal de 100 A, sans radiateur), VD3-VD6, VD12 type D226 ou autres avec un courant continu d'au moins 1 A VD7-VD11 type D232, D246 ou tout autre avec un courant continu d'au moins 10 A sur un radiateur en aluminium avec une surface de dissipation de 60 cm2 chacun. Ventilateur M1 d'un mini-ordinateur pour ? 220 V, M2 - un essuie-glace de voitures. Boîtier interrupteur SA1 pour 380 V, 15 A ou deux types appariés VDS-632075 pour 15 A. Fusible FU1 pour 15 A, micro-interrupteur SA2 de tout type pour un courant de 0,5 A. Condensateurs : C1-C3 0,1 microns x 400 V ; C4 - 1000 x 50 V type K50-18 ; C5-C10 - 10000 x 100 V du même type, C11 - 200 x 50 V du type K50-32 ; C12 - 0,1 x 700 V haute tension. Résistances R1-R4 type MLT-0,5 ; R5 - rhéostat variable 47 Ohm, R6 - 100 Ohm PZ-75, HL1 - 40 V x 10 W. Noyau K4 d'el. acier, le nombre de tours est ?200 PEV-0,1, s'il chauffe, augmentez le nombre de tours. Relais K1, K2 de tout type pour un courant entre contacts d'au moins 2 A (contacts y compris appariés) type TKE-54 PD1. Connecteur X1 quelconque pour un courant entre contacts d'au moins 5 A (contacts à appairer). Les fils indiqués dans le schéma par une ligne épaissie doivent avoir une section d'au moins 10 mm2. Configuration SPA. Le transformateur de soudage est enroulé selon la méthode [3], après quoi il est vérifié à l'aide d'électrodes conventionnelles d'un diamètre de 2 mm. Ensuite, le circuit de commande et le mécanisme d'alimentation sont assemblés. Depuis le redresseur de puissance, vous pouvez immédiatement fournir du courant à travers les câbles jusqu'au départ (attention ! Le mécanisme doit être bien isolé du boîtier). Au fur et à mesure que le fil se déplace, il doit fondre et une grande quantité de tartre se produira (pour cela, vous devez avoir une combinaison qui couvre toutes les parties du corps). Si le fil ne fond pas, il faut rembobiner le transformateur, augmenter le noyau et l'épaisseur des spires de l'enroulement secondaire. Réduire le facteur d'enroulement à 0,9-1 V/tour. Cette opération se fait avec les condensateurs C5-C10 éteints, sinon les électrolytes risquent d'éclater. En cas de résultat positif, C5-C10 et la self L1 sont connectées. S'il n'y a pas de tension à la sortie du redresseur de puissance, R3 et R4 sont sélectionnés, pour certains thyristors parallèles à R3, R4, des condensateurs de 0,22 x 100 V de tout type sont connectés. Le redresseur de puissance est vérifié au moment du soudage ou de la charge sous tension avec une résistance de 1 à 10 ohms à partir d'un fil nichrome d'un diamètre de 3 mm. De meilleurs résultats peuvent être obtenus en sélectionnant C12 et R7-R12, ainsi qu'en modifiant l'écart dans l'accélérateur. À l'aide de R5, le fil est alimenté de manière à avoir le temps de faire fondre le métal à souder et en même temps de ne pas s'emmêler au niveau du rouleau d'alimentation. R6 est réglé de manière à ce que le fil ait le temps de s'arrêter et de sortir de la pointe de 5 mm maximum. Lors de l'utilisation d'embouts coniques 3 (Fig. 6), la pression à la sortie du réducteur de dioxyde de carbone peut être ajustée de 0,3 atm. Si l'embout buccal est cylindrique, alors de 0,5 atm., sur une zone venteuse ouverte - jusqu'à 1 atm. L'embout buccal ne doit pas dépasser de la pointe de plus de 2-3 mm. Attention! Toutes les parties haute tension (220 V) doivent être soigneusement isolées. N'utilisez pas l'appareil dans un endroit humide ! Par sécurité, l'auteur recommande que toutes les opérations de réglage soient effectuées avec des gants en caoutchouc sur un tapis en caoutchouc à l'écart des substances inflammables. En aucun cas vous ne devez souder des réservoirs de gaz, des bidons (en fonctionnement) ou à proximité de ceux-ci. Pendant le fonctionnement, une grande quantité de tartre (éclaboussures de métal chaud) se forme. Littérature
Auteur : I.N. Pronski
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