Зварювальний апарат з лабораторного автотрансформатора ЛАТР2
Від компактного і водночас досить надійного, дешевого та простого у виготовленні «зварювальника» жоден майстровий, господарський господар не відмовиться. Особливо якщо дізнається, що в основі цього апарату - легко піддається модернізації9-амперний (знайомий майже кожному зі шкільних наук фізики) лабораторний автотрансформатор ЛАТР2 і саморобний тиристорний міні-регулятор з випрямляючим мостом. Вони дозволяють не тільки безпечно підключатися до побутової освітлювальної мережі змінного струму з напругою 220В, але й змінювати Uсв на електроді, а значить вибирати потрібну величину струму зварювання.
Режими роботи задають за допомогою потенціометра. Спільне конденсаторами C2 і C3 він утворює фазозсувні ланцюжки, кожен з яких, спрацьовуючи під час свого напівперіоду, відкриває відповідний тиристор на деякий проміжок часу. В результаті на первинній обмотці зварювального Т1 виявляються регульовані 20-215 В. Трансформуючись у вторинній обмотці, необхідні Us дозволяють легко запалити дугу для зварювання на змінному (клеми Х2, Х3) або випрямленому (Х4, Х5) струмі.
Зварювальний трансформатор на базі широко поширеного ЛАТР2 (а), його підключення до принципової електричної схеми саморобного регульованого апарату для зварювання на змінному або постійному струмі (б) та епюра напрузі, що пояснює роботу транзисторного регулятора режиму горіння злектродуги.
Резистори R2 та R3 шунтують ланцюги управління тиристорів VS1 та VS2. Конденсатори C1, C2 знижують до допустимого рівень радіоперешкод, що супроводжують дуговий розряд. У ролі світлового індикатора HL1, що сигналізує про включення апарата в побутову електромережу, використовується неонова лампочка з резистором струмообмежувального R1.
Для приєднання «зварювальника» до квартирноїелектропроводці застосовується звичайна штепсельна вилка Х1. Але краще використовувати більш потужний електророз'єм, який зазвичай називають «євровилка-євророзетка». А як вимикач SB1 підійде «пакетник» ВП25, розрахований на струм 25 А і дозволяє розмикати обидва дроти відразу.
Як показує практика, встановлювати на зварювальному апараті будь-які запобіжники (протиперевантажувальні автомати) не має сенсу. Тут доводиться мати справу з такими струмами, у разі перевищення яких обов'язково спрацює захист на введенні мережі у квартиру.
Для виготовлення вторинної обмотки з базового ЛАТР2 знімають кожух-огорожу, струмознімальний повзунок і арматуру кріплення. Потім на наявну обмотку 250 (відводи 127 і 220 залишаються незатребуваними) накладають надійну ізоляцію (наприклад, з лакоткані), поверх якої розміщують вторинну (знижуючу) обмотку.
А це 70 витків ізольованої мідної або алюмінієвої шини, що має в діаметрі 25 мм2. Прийнятно виконання вторинної обмотки з кількох паралельних дротів із таким самим загальним перетином.
Намотування зручніше здійснювати удвох. Коли один, намагаючись не пошкодити ізоляцію сусідніх витків, обережно простягає і укладає провід, інший утримує вільний кінець майбутньої обмотки, оберігаючи її від скручування.
Модернізований ЛАТР2 поміщають в захисний металевий кожух з вентиляційними отворами, на якому розташовують монтажну плату з 10-мм гетинаксу або склотекстоліту з пакетним вимикачем SB1, тиристорним регулятором напруги (з резистором R6), світлоіндикатором HL1 (Х2, Х3) або постійному (Х4, Х5) струмі.
За відсутності базового ЛАТР2 його можна замінити саморобним «зварювальником» змагнітопроводом із трансформаторної сталі (перетин сердечника 45-50 см2). Його первинна обмотка повинна містити 250 витків дроту ПЕВ2 діаметром 1,5 мм. Вторинна нічим не відрізняється від тієї, що використовується в модернізованому ЛАТР2.
На виході низьковольтної обмотки встановлюють блок випрямлячів з силовими діодами VD3-VD10 для зварювання постійному струмі. Крім зазначених вентилів цілком прийнятні і потужніші аналоги, наприклад, Д122-32-1 (випрямлений струм - до 32 А).
Силові діоди та тиристори встановлюють на радіаторах-тепловідводах, площа кожного з яких не менше 25 см2. Зовні з кожуха виводять вісь регулювального резистора R6. Під рукояткою розміщують шкалу з поділками, що відповідають конкретним величинам постійної та змінної напруги. А поруч - таблицю залежності зварювального струму від напруги на вторинній обмотці трансформатора та від діаметра зварювального електрода (0,8-1,5 мм).
Зрозуміло, прийнятними є і саморобні електроди, виготовлені з вуглецевої сталевої «катанки» діаметром 0,5-1,2 мм. Заготовки довжиною 250-350 мм покривають рідким склом - сумішшю силікатного клею та подрібненого крейди, залишивши незахищеними 40-мм кінці, необхідні для підключення до зварювального апарату. Обмазку ретельно висушують, інакше при зварюванні вона почне "пострілювати".
Хоча для зварювання можна використовувати як змінний (клеми Х2, Х3), так і постійний (Х4, Х5) струм, другий варіант, за відгуками зварювальників, краще першого. Причому полярність відіграє важливу роль. Зокрема, при подачі "плюсу" на "масу" (зварюваний предмет) і, відповідно, підключення електрода до клеми зі знаком "мінус" має місце так звана пряма полярність. Для неї характерно виділення більшої кількості тепла, ніж при зворотнійполярності, коли електрод приєднаний до позитивного виведення випрямляча, а маса - до негативного.
Зворотна полярність застосовується, якщо потрібно зменшити виділення тепла, наприклад при зварюванні тонких листів металу. Майже вся енергія, що виділяється злектродугою, йде на утворення зварного шва, а тому глибина провару на 40-50 відсотків більше, ніж при струмі тієї ж величини, але прямої полярності.
І ще кілька дуже суттєвих особливостей. Збільшення струму дуги при постійній швидкості зварювання призводить до зростання глибини провару. Причому якщо робота ведеться на змінному струмі, то останній із названих параметрів стає на 15-20 відсотків меншим, ніж при використанні постійного струму зворотної полярності.
Напруга ж зварювання мало впливає на глибину провару. Зате від Uсв залежить ширина шва: зі зростанням напруги вона збільшується.
Звідси важливий висновок для тих, хто займається, скажімо, зварювальними роботами при ремонті кузова легкового автомобіля з тонколистової сталі: найкращі результати дасть зварювання постійним струмом зворотної полярності при мінімальному (але достатньому для стійкого горіння дуги) напрузі.
Дугу необхідно підтримувати мінімально короткою, електрод тоді витрачається рівномірно, а глибина проплавлення металу, що зварюється - максимальна. Сам шов виходить чистим і міцним, практично позбавленим шлакових включень. А від рідкісних бризок розплаву, що важко видаляються після остигання виробу, можна захиститися, натерши крейдою навколошовну поверхню (краплі будуть скочуватися, не чіпляючись до металу).
Порушення дуги роблять (попередньо подавши на електрод і "масу" відповідне -Uсв) двома способами. Суть першого в легкому дотику електрода до деталей, що зварюються, з подальшим відведенням його на 2-4 мм у бік.Другий спосіб нагадує цвіркання сірником по коробку: ковзнувши електродом по поверхні, що зварюється, його відразу відводять на невелику відстань.
У будь-якому випадку потрібно вловити момент виникнення дуги і вже потім, плавно переміщуючи електрод над швом, що утворюється тут же, підтримувати її спокійне горіння.
Залежно від типу і товщини металу, що зварюється, вибирають той або інший електрод. За наявності, наприклад, стандартного сортаменту для листа Ст3 товщиною 1 мм підійдуть електроди діаметром 0,8-1 мм (на це в основному і розрахована конструкція, що розглядається). Для зварювальних робіт на 2-мм сталевому прокаті бажано мати і «зварювальник» потужніший, і товстіший електрод (2-3 мм).
Для зварювання ювелірних виробів із золота, срібла, мельхіору краще використовувати тугоплавкий електрод (наприклад, вольфрамовий). Можна зварювати і менш стійкі до окиснення метали, використовуючи захист вуглекислим газом.
У будь-якому випадку роботу можна виконувати як вертикально розташованим електродом, так і нахиленим уперед або назад. Але досвідчені фахівці стверджують: при зварюванні кутом вперед (мається на увазі гострий кут між електродом і готовим швом) забезпечуються більш повний провар і менша ширина самого шва. Зварювання ж кутом тому рекомендується лише для з'єднання внахлестку, особливо коли доводиться мати справу з профільним прокатом (куточком, двотавром та швелером).
Важлива річ – зварювальний кабель. Для апарату якнайкраще підійде мідний багатожильний (загальний переріз близько 20 мм2) в гумовій ізоляції. Потрібна кількість - два півтораметрові відрізки, кожен з яких слід обладнати ретельно обтисненим і пропаяним клемним наконечником для підключення до «зварювальника».
Для безпосереднього ж з'єднання з «масою»використовують потужний затискач типу «крокодил», а з електродом - тримач, що нагадує тризубу вилку. Можна скористатися і автомобільним прикурювачем.
Необхідно подбати також про особисту безпеку. При електродуговому зварюванні постаратися уберегтися від іскор, а тим більше - від бризок розплавленого металу. Рекомендується надягати брезентовий одяг вільного крою, захисні рукавиці та використовувати маску, що оберігає очі від жорсткого випромінювання електричної дуги (сонцезахисні окуляри тут непридатні).
Зрозуміло, не можна забувати і про «Правила техніки безпеки під час виконання робіт на електрообладнанні в мережах з напругою до 1 кВ». Електрика безтурботності не прощає!
М.ВЕВІОРІВСЬКИЙ, Московська обл. Моделіст-конструктор 2000 №1.