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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Machine à souder assemblée à partir de pièces de vieux téléviseurs. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / poste à souder De nombreux ménages auraient besoin d'un appareil pour le soudage électrique de pièces en métaux ferreux. Les machines à souder produites en série étant assez chères, de nombreux radioamateurs entreprennent de les fabriquer eux-mêmes. Cet article concerne l'un de ces appareils. Dès le début de mon travail, je me suis fixé pour tâche de créer la machine à souder la plus simple et la moins chère en utilisant des pièces et des assemblages largement utilisés. Parmi les deux principales options de conception de l'appareil - avec un transformateur de soudage ou basé sur un convertisseur - la seconde a été choisie. En effet, un transformateur de soudage est un circuit magnétique volumineux et lourd et beaucoup de fil de cuivre pour les enroulements, ce qui est inaccessible pour beaucoup. Les composants électroniques pour le convertisseur, avec leur choix correct, ne sont pas rares et relativement bon marché.
À la suite d'expériences assez longues avec différents types de convertisseurs à base de transistors et de trinistors, le circuit illustré à la Fig. 1. Les convertisseurs à transistors simples se sont avérés extrêmement capricieux et peu fiables, et les convertisseurs à trinistors peuvent supporter le court-circuit de sortie sans dommage jusqu'à ce que le fusible saute. De plus, les trinistors chauffent beaucoup moins que les transistors. Comme vous pouvez facilement le voir, la conception du circuit n'est pas originale - c'est un convertisseur ordinaire à cycle unique, son avantage réside dans la simplicité de conception et l'absence de composants rares, l'appareil utilise beaucoup de composants radio d'anciens téléviseurs. Et, enfin, il ne nécessite pratiquement aucun réglage. La machine à souder a les caractéristiques principales suivantes: Limites de régulation du courant de soudage, A........40... 130 Tension maximale sur l'électrode au repos, V ................................................ 90 Courant maximum consommé par le réseau, A...............20 Tension dans le réseau d'alimentation CA avec une fréquence de 50 Hz, V ............... 220 Diamètre maximum de l'électrode de soudage, mm ..........3 Durée de charge (PN), %, à une température de l'air de 25 °C et courant de sortie 100 A ...................... 60
Dimensions de l'appareil, mm.................350x 180x 105 Masse de l'appareil sans câbles d'alimentation ni porte-électrodes, kg........................5,5 Type de courant de soudage - constant, régulation - lisse. Lors du soudage bout à bout de tôles d'acier de 3 mm d'épaisseur avec une électrode de 3 mm de diamètre, le courant constant consommé par la machine à partir du secteur ne dépasse pas 10 A. La tension de soudage est mise en marche par un bouton situé sur le porte-électrode, ce qui permet, d'une part, d'utiliser une tension d'amorçage d'arc augmentée et d'augmenter la sécurité électrique, d'autre part, puisque lorsque le porte-électrode est relâché, la tension sur l'électrode s'éteint automatiquement. La tension accrue facilite l'allumage de l'arc et assure la stabilité de sa combustion. L'utilisation du courant de soudage direct avec la polarité inversée de la tension de soudage vous permet de connecter des pièces en tôle mince. La tension secteur redresse le pont de diodes VD1-VD4. Le courant redressé, traversant la lampe HL1, commence à charger le condensateur C5. La lampe sert de limiteur de courant de charge et d'indicateur de ce processus. Le soudage ne doit commencer qu'après l'extinction de la lampe HL1. Dans le même temps, les condensateurs de batterie C1-C6 sont chargés via l'inductance L17. La lueur du voyant HL2 indique que l'appareil est connecté au réseau. Trinistor VS1 est toujours fermé. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB1, un générateur d'impulsions est démarré à une fréquence de 25 kHz, monté sur un transistor unijonction VT1. Les impulsions du générateur ouvrent le trinistor VS2, qui, à son tour, ouvre les trinistors VS3-VS7 connectés en parallèle. Les condensateurs C6-C17 sont déchargés à travers l'inductance L2 et l'enroulement primaire du transformateur T1. La self de circuit L2 - enroulement primaire du transformateur T1 - condensateurs C6-C17 est un circuit oscillant. Lorsque le sens du courant dans le circuit change dans le sens opposé, le courant commence à traverser les diodes VD8, VD9 et les trinistors VS3-VS7 se ferment jusqu'à la prochaine impulsion du générateur sur le transistor VT1. Ensuite, le processus est répété. Les impulsions provenant de l'enroulement III du transformateur T1 ouvrent le thyristor VS1. qui relie directement le redresseur secteur sur diodes VD1 -VD4 au convertisseur à thyristors. La LED HL3 sert à indiquer le processus de génération de tension d'impulsion. Les diodes VD11-VD34 redressent la tension de soudage et les condensateurs C19-C24 la lissent, facilitant ainsi l'allumage de l'arc de soudage. Le commutateur SA1 est un commutateur batch ou autre avec un courant d'au moins 16 A. La section SA1.3 ferme le condensateur C5 à la résistance R6 lorsqu'elle est éteinte et décharge rapidement ce condensateur, ce qui vous permet d'inspecter et de réparer l'appareil sans crainte de choc électrique. . Le ventilateur VN-2 (avec moteur électrique M1 selon le schéma) assure le refroidissement forcé des composants de l'appareil. Il n'est pas recommandé d'utiliser des ventilateurs moins puissants, sinon vous devrez en installer plusieurs. Condensateur C1 - tout conçu pour fonctionner à une tension alternative de 220 V. Les diodes de redressement VD1-VD4 doivent être conçues pour un courant d'au moins 16 A et une tension inverse d'au moins 400 V. Elles doivent être installées sur des dissipateurs thermiques d'angle en forme de plaque de taille 60x15 mm, de 2 mm d'épaisseur, en alliage d'aluminium . Au lieu d'un seul condensateur C5, vous pouvez utiliser une batterie de plusieurs connectés en parallèle pour une tension d'au moins 400 V chacun, tandis que la capacité de la batterie peut être supérieure à celle indiquée sur le schéma. La self L1 est réalisée sur un noyau magnétique en acier PL 12,5x25-50. Tout autre circuit magnétique de section égale ou supérieure convient également, à condition que le bobinage soit placé dans sa fenêtre. Le bobinage est constitué de 175 spires de fil PEV-2 1,32 (un fil de diamètre inférieur ne peut pas être utilisé !). Le circuit magnétique doit avoir un entrefer non magnétique de 0,3 ... 0,5 mm. Inductance d'arrêt - 40 ± 10 μH. Les condensateurs C6-C24 doivent avoir une petite tangente de perte diélectrique, et C6-C17 doivent également avoir une tension de fonctionnement d'au moins 1000 V. Les meilleurs condensateurs que j'ai testés sont les K78-2, utilisés dans les téléviseurs. Vous pouvez utiliser des condensateurs plus répandus de ce type d'une capacité différente, ramenant la capacité totale à celle indiquée sur le schéma, ainsi que des films importés. Les tentatives d'utilisation de papier ou d'autres condensateurs conçus pour fonctionner dans des circuits basse fréquence entraînent généralement leur défaillance au bout d'un certain temps. Les trinistors KU221 (VS2-VS7) doivent de préférence être utilisés avec l'index alphabétique A ou, dans les cas extrêmes, B ou G. Comme la pratique l'a montré, pendant le fonctionnement de l'appareil, les bornes cathodiques des trinistors s'échauffent sensiblement, ce qui peut conduire à la destruction des joints de soudure sur la carte et même à la défaillance des trinistors. La fiabilité sera plus élevée si l'un ou l'autre des tubes de piston en feuille de cuivre étamé d'une épaisseur de 0,1 ... sur toute la longueur. Le piston (bandage) doit couvrir toute la longueur du câble presque jusqu'à la base. Il faut souder rapidement pour ne pas surchauffer le trinistor. Vous aurez une question : est-il possible d'en installer un puissant au lieu de plusieurs trinistors relativement peu puissants ? Oui, cela est possible lorsque vous utilisez un appareil dont les caractéristiques de fréquence sont supérieures (ou au moins comparables) aux trinistors KU221A. Mais parmi ceux disponibles, par exemple, de la série PM ou TL, il n'y en a pas. La transition vers des appareils à basse fréquence forcera la fréquence de fonctionnement à être abaissée de 25 à 4 ... 6 kHz, ce qui entraînera une détérioration de bon nombre des caractéristiques les plus importantes de l'appareil et un grincement strident pendant le soudage. De plus, il a été constaté qu'un trinistor puissant est moins fiable que plusieurs connectés en parallèle, car il leur est plus facile d'offrir de meilleures conditions d'évacuation de la chaleur. Il suffit d'installer un groupe de trinistors sur une plaque d'évacuation de la chaleur d'une épaisseur d'au moins 3 mm. Étant donné que les résistances d'égalisation de courant R14-R18 (C5-16 V) peuvent devenir très chaudes pendant le soudage, elles doivent être libérées de la coque en plastique avant l'installation en tirant ou en chauffant avec un courant dont la valeur doit être sélectionnée expérimentalement. Les diodes VD8 et VD9 sont installées sur un dissipateur thermique commun avec des trinistors, et la diode VD9 est isolée du dissipateur thermique avec un joint en mica. Au lieu de KD213A, KD213B et KD213V, ainsi que KD2999B, KD2997A, KD2997B, conviennent. Lors du montage des diodes et des trinistors, l'utilisation de pâte thermoconductrice est obligatoire. L'inducteur L2 est une spirale sans cadre de 11 spires de fil d'une section d'au moins 4 mm2 dans un isolant résistant à la chaleur, enroulé sur un mandrin d'un diamètre de 12...14 mm. Le starter devient très chaud pendant le soudage, par conséquent, lors de l'enroulement de la spirale, un espace de 1 ... 1.5 mm doit être prévu entre les spires et le starter doit être positionné de manière à ce qu'il soit dans le flux d'air du ventilateur.
Le circuit magnétique du transformateur T1 est composé de trois circuits magnétiques PK30x16 repliés ensemble à partir de ferrite 3000NMS-1 (ils étaient utilisés pour les transformateurs horizontaux des anciens téléviseurs). Les enroulements primaire et secondaire sont divisés en deux sections chacune (voir Fig. 2), enroulées avec du fil PSD1,68x10,4 dans une isolation en fibre de verre et connectées en série selon. L'enroulement primaire contient 2x4 tours, le secondaire - 2x2 tours. Les sections sont enroulées sur un mandrin en bois spécialement conçu. Les sections sont protégées contre le déroulement par deux bandages en fil de cuivre étamé d'un diamètre de 0,8 ... 1 mm. Largeur de bandage - 10...11 mm. Une bande de carton électrique est placée sous chaque pansement ou plusieurs tours de ruban de fibre de verre sont enroulés. Après enroulement, les bandages sont soudés. L'un des bandages de chaque section sert de sortie à son début. Pour ce faire, l'isolation sous la virole est réalisée de manière à ce qu'elle soit en contact direct de l'intérieur avec le début de la section d'enroulement. Après enroulement, le bandage est soudé au début de la section, pour laquelle l'isolation est préalablement retirée de cette section de la bobine et elle est étamée. Il convient de garder à l'esprit que l'enroulement I fonctionne dans les conditions thermiques les plus sévères.Pour cette raison, lors de l'enroulement de ses sections et lors de l'assemblage, il est nécessaire de prévoir des entrefers entre les parties extérieures des spires en insérant entre les spires courtes, lubrifié avec de la colle résistante à la chaleur, inserts en fibre de verre. En général, plus il y a d'entrefers dans les enroulements, plus l'évacuation de la chaleur du transformateur sera efficace. Il convient également de noter ici que les sections d'enroulement réalisées avec les inserts mentionnés et les joints avec fil de même section 1,68x10,4 mm2 sans isolation se refroidiront mieux dans les mêmes conditions. Ensuite, les deux sections de l'enroulement primaire sont empilées l'une sur l'autre de sorte que les sens de leur enroulement (comptés à partir de leurs extrémités) soient opposés et que les extrémités soient du même côté (voir Fig. 2). Les bandages en contact sont reliés par soudure, et il est conseillé de souder une pastille de cuivre sous la forme d'un court morceau de fil à partir duquel la section est faite aux avant, qui servent de conducteurs aux sections. Le résultat est un enroulement primaire monobloc rigide du transformateur. Le secondaire se fait de la même manière. La différence réside uniquement dans le nombre de tours dans les sections et dans le fait qu'il est nécessaire de fournir une sortie à partir du point médian. Les enroulements sont installés sur le circuit magnétique de manière strictement définie - cela est nécessaire au bon fonctionnement du redresseur VD11 - VD32. Le sens d'enroulement de la section d'enroulement supérieure I (en regardant le transformateur d'en haut) doit être dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, en partant de la borne supérieure, qui doit être connectée à la self L2. Le sens d'enroulement de la section d'enroulement supérieure II, au contraire, est dans le sens des aiguilles d'une montre, à partir de la sortie supérieure, il est connecté au bloc de diodes VD21-VD32. L'enroulement III est une bobine de n'importe quel fil d'un diamètre de 0,35 ... 0,5 mm dans un isolant résistant à la chaleur pouvant supporter une tension d'au moins 500 V. Il peut être placé en dernier à n'importe quel endroit du circuit magnétique du côté de l'enroulement primaire.
Pour assurer la sécurité électrique de la machine à souder et un refroidissement efficace de tous les éléments du transformateur avec circulation d'air, il est très important de maintenir les écarts nécessaires entre les enroulements et le fil magnétique. Cette tâche est assurée par quatre plaques de fixation posées dans les bobinages lors du montage final de l'ensemble. Les plaques sont en fibre de verre d'une épaisseur de 1,5 mm conformément au dessin de la fig. 3. Après le réglage final de la plaque, il est conseillé de la fixer avec de la colle résistante à la chaleur. Le transformateur est fixé à la base de l'appareil avec trois supports pliés en fil de laiton ou de cuivre d'un diamètre de 3 mm. Les mêmes supports fixent la position mutuelle de tous les éléments du circuit magnétique. Avant de monter le transformateur sur la base, entre les moitiés de chacun des trois ensembles du circuit magnétique, il est nécessaire d'insérer des joints non magnétiques en carton électrique, getinaks ou textolite d'une épaisseur de 0,2 ... 0,3 mm. Pour la fabrication d'un transformateur, des noyaux magnétiques d'autres tailles avec une section d'au moins 5,6 cm2 peuvent être utilisés. Convient, par exemple, W20x28 ou deux ensembles de W 16x20 de ferrite 2000NM1. L'enroulement I pour le circuit magnétique blindé est réalisé sous la forme d'une seule section de huit tours, l'enroulement II - similaire à celui décrit ci-dessus, à partir de deux sections de deux tours.
Le redresseur de soudage sur les diodes VD11-VD34 est structurellement une unité séparée, réalisée sous la forme d'une bibliothèque (voir Fig. 4). Il est assemblé de manière à ce que chaque paire de diodes soit placée entre deux plaques d'évacuation de la chaleur de dimensions 44x42 mm et d'épaisseur 1 mm, en tôle d'alliage d'aluminium. L'ensemble est assemblé par quatre goujons filetés en acier de 3 mm de diamètre entre deux brides de 2 mm d'épaisseur (du même matériau que les plaques), sur lesquelles sont vissées de part et d'autre deux planches formant les conducteurs du redresseur. Toutes les diodes du bloc sont orientées de la même manière - avec les fils de cathode vers la droite selon la figure - et les fils sont soudés dans les trous de la carte, qui sert de fil positif commun du redresseur et de l'appareil comme un ensemble. Les bornes d'anode des diodes sont soudées dans les trous de la deuxième carte. Deux groupes de conclusions y sont formés, reliés aux conclusions extrêmes de l'enroulement II du transformateur selon le schéma. Compte tenu de l'important courant total traversant le redresseur, chacun de ses trois conducteurs est constitué de plusieurs morceaux de fil de 50 mm de long, chacun soudé dans son propre trou et relié par soudure à l'extrémité opposée. Un groupe de dix diodes est connecté en cinq segments, de quatorze - en six, la deuxième carte avec un point commun de toutes les diodes - en six. Il est préférable d'utiliser un fil souple, d'une section d'au moins 4 mm. De la même manière, des sorties de groupe à courant élevé de la carte de circuit imprimé principale de l'appareil sont réalisées. Les cartes redresseurs sont en fibre de verre foil de 0,5 mm d'épaisseur et étamées. Quatre fentes étroites dans chaque carte aident à réduire la contrainte sur les fils de diode lors des déformations thermiques. Dans le même but, les conducteurs de diode doivent être moulés, comme indiqué sur la Fig. quatre. Dans le redresseur de soudage, vous pouvez également utiliser des diodes plus puissantes KD2999B, 2D2999B, KD2997A, KD2997B, 2D2997A, 2D2997B. Leur nombre peut être moindre. Ainsi, dans l'une des variantes de l'appareil, un redresseur de neuf diodes 2D2997A a fonctionné avec succès (cinq dans un bras, quatre dans l'autre). La surface des plaques de dissipateur thermique est restée la même, il a été possible d'augmenter leur épaisseur jusqu'à 2 mm. Les diodes n'étaient pas placées par paires, mais une dans chaque compartiment. Publication : radioradar.net
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