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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Máquina de solda semiautomática simples. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / equipamento de solda A máquina de solda semiautomática (SWA), discutida em [1], tem as seguintes desvantagens (para o diagrama corrigido, ver Fig. 1).
1. Disponibilidade do contator K3. Este tipo de contator é um item escasso. Além disso, tende a queimar constantemente, o que leva a resultados insatisfatórios do spa. 2. Presença de reostatos R2, R5. Como os reostatos são feitos à base de fio de nicromo e possuem grandes dimensões (principalmente R2) e, portanto, superfícies abertas, é perigoso utilizar o SPA em condições domésticas (garagem), pois pode causar choque elétrico (embora não de alta tensão). 3. Dependência da alimentação do fio da corrente definida. Como o SPA é usado principalmente para soldar juntas finas, por exemplo, carcaças de instrumentos metálicos, carrocerias de automóveis, silenciadores, tubos metálicos de paredes finas, alguns dos requisitos para um SPA simples podem ser simplificados. Simplicidade e confiabilidade. Mantém a operabilidade em temperaturas ambientes de -30 a +30° C e uma tensão de alimentação de 190-280 V. O mecanismo de alimentação pode ser colocado no mesmo alojamento do transformador de soldagem e dos controles. Garanta uma boa soldagem de metais com espessura de 0,3-1,2 mm. Trabalhe de acordo com uma característica rígida [2]. Considerando os requisitos acima, os principais elementos do spa podem ser selecionados a partir de partes comuns. Por exemplo, o autor utilizou mais de uma vez o motor 1 e a caixa de câmbio 2 do mecanismo de alimentação do limpador de para-brisa do carro Volga GAZ-24 (Fig. 2). Como este motor não possui freio elétrico e enrolamento reverso, o autor instalou um freio elétrico em forma de núcleo moldado da bobina solenóide 3 (Fig. 2, a), com folga entre o núcleo e o rolo de 0,5 milímetros. O mecanismo do limpador de para-brisa pode ser emprestado de caminhões, o que terá um efeito benéfico no circuito eletrônico, já que possuem alimentação de bordo de 24 V.
O diagrama esquemático do SPA é mostrado na Fig. A tensão de 3 V é fornecida através da chave de pacote SA220 a um transformador toroidal, que possui dois enrolamentos primários para comutação e regulação da tensão no enrolamento secundário na soldagem de estruturas metálicas espessas. Para aumentar a faixa de controle, um número maior de derivações adicionais é feito no enrolamento primário.
Para soldar metais com espessura de 0,7-1 mm, a tensão no enrolamento secundário deve ser de pelo menos 40 V. O circuito de controle é alimentado pelo terminal de 27 V. Se você usar um motor de carro, a fonte de alimentação para o adicional terminal do enrolamento secundário deve ter pelo menos 14 V. A lâmpada HL1 sinaliza alimentação. Os capacitores C1 e C2 são necessários para suprimir interferências geradas pela corrente de soldagem. No estado inicial (SA2 - não pressionado), não há tensão de 1 V na saída do retificador de potência VD2, VD1, VS2, VS5 e nos capacitores C10-C40, ou seja, não há tensão na ponta da mangueira (este fator diferencia o SPA de algumas opções de fábrica). O circuito de controle será energizado e 27/14V está presente em C4. Ao pressionar o microinterruptor SA2 (localizado no porta-manga Fig. 3), o relé K1 é ligado. Os contatos K1.1 e K1.2 estão fechados, os tiristores VS1, VS2 são desbloqueados através dos eletrodos de controle (CE) ao longo do circuito: terminal superior C2, VD1, L1, corrente de soldagem, K1.1, R4, VD4, CE VS2, KVS2 , terminal inferior C2 com meia onda positiva no enrolamento secundário do transformador de tensão de alimentação; terminal inferior C2, VD2, L1, corrente de soldagem, contatos K1.2, R3, VD3, UE VS1, KVS1, terminal superior C2 em tensão de meia onda negativa. Ao configurar, em vez da corrente de soldagem, você pode conectar um fio de nicromo com resistência de 1 Ohm. Os resistores R1 e R2 são necessários para limitar a tensão nos eletrodos de controle dos tiristores VS1, VS2. Os contatos K1.3 fecham, a alimentação do fio e o corte do gás K3 são ligados através do diodo VD12. Os contatos K1.5 estão fechados, C11 é carregado com uma tensão de +27/14 V. No final do processo de soldagem (SA2 não é pressionado), os contatos K1.1, K1.2, K1.3, K1.5 aberto e K1.4 fecha e C11 é descarregado ao longo do circuito: +C11, K1.4, R6, K2, -C11. O relé K2 fecha os contatos K2.2, K2.1 (tiristores VS1, VS2 estão ligados), K2.4 (corte de gás K3 está ligado), K2.3 (freio elétrico ligado). Como o processo é mecanicamente inercial, o fio não para imediatamente, por isso é necessário manter a queima do arco e soprá-lo com dióxido de carbono para que o fio queime e a costura tenha uma aparência normal. Assim que o capacitor C11 é descarregado, K2 abre seus contatos e desliga os tiristores e o corte do gás. Como se sabe [2], para que um arco se acenda nos eletrodos é necessário que haja uma grande diferença de potencial, e somente após a ignição uma grande corrente mantém o arco. Quando os tiristores VS1, VS2 são desbloqueados, a tensão na ponta do suporte da luva não aumenta imediatamente (isso é evitado pelo indutor L1 e pelos capacitores C5-C10. Para aumentar a amplitude da tensão inicial, os resistores R7-R12 com resistência de 0,1 Ohm são conectados em série com cada capacitor, e L1 é conectado em paralelo ao capacitor C12, que deve ser selecionado experimentalmente para que o arco acenda normalmente e os tiristores sejam travados normalmente (com SA2 desligado).Se os tiristores não travarem imediatamente ou flutuações de tensão indesejadas ocorrerem durante o processo de soldagem (os tiristores podem travar ou desbloquear espontaneamente após a soldagem ser concluída), então a capacitância do capacitor C12 deve ser reduzida ou completamente removida. Projeto. O SPA é montado em um só corpo: um circuito de controle e um mecanismo de alimentação. Na parede traseira do gabinete 14 (Fig. 4) há uma ventoinha 1 (M1 na Fig. 3), que sopra através do transformador toroidal 5 e do retificador de potência 9. Na parte superior do gabinete há um switch de rede de pacotes 13 e um fusível 12 (também são frequentemente instalados no painel frontal do SPA). No painel frontal há um diagrama lógico de controle 11 (está preso ao próprio painel), na parte frontal há uma lâmpada HL1 10 e um regulador de alimentação de arame 7. O mecanismo de alimentação de arame e o tambor de arame 8 estão instalados acima o acelerador 6. O dióxido de carbono é fornecido do cilindro 2 através do redutor 3 ao longo da mangueira 15 até o corte de gás localizado próximo ao mecanismo de alimentação do arame. Após a válvula de corte, o gás é fornecido à manga 4, por onde também passam os fios do microinterruptor 16 e à qual está conectado o fio de alimentação do indutor L1. É aconselhável equipar o corpo do SPA com rodas giratórias 17 para facilitar a movimentação; o cabo de alimentação 18 deve ser retirado de unidades de potência com corrente de pelo menos 10 A.
A Figura 2 mostra um desenho de montagem do mecanismo de alimentação. Como podem ser utilizados diferentes mecanismos, as dimensões não são indicadas. O motor 1 (Fig. 2a, conectado conforme indicado na Fig. 3) aciona a caixa de engrenagens 2 e o rolo 3 montado no eixo da caixa de engrenagens (redutora). Do tambor 10 (mostrado esquematicamente na Fig. 2a, pode ser instalado tanto vertical quanto horizontalmente), o fio 18 através de um quadrado de feltro 11 (necessário para remover sujeira), a mola 6 (emprestada de retentores de óleo de automóveis) e a luva guia 19 atingem o rolamento 9. O rolamento, com a ajuda do suporte do rolamento 5, é pressionado contra o rolo 3, graças ao aperto do parafuso 20. Em seguida, o fio segue ao longo da guia 7 até a luva 8. A luva 8 é inserida com o encaixe 17 na braçadeira 16 A corrente é fornecida à ponta da luva do indutor L1 através do cabo através da arruela 12, encaixe da luva e trança interna. Para frear o fio, um eletroímã em forma de U 3 é instalado na frente do rolo 4 (o núcleo é feito do estator do motor elétrico), que é fixado com parafusos 15 ao corpo do suporte do mecanismo de alimentação 13. O o corpo do suporte 13 é preso com uma braçadeira 14 ao motor do mecanismo de alimentação. Todo o mecanismo de alimentação deve ser instalado sobre uma superfície dielétrica (getinax 10 mm de espessura). A Figura 5 mostra um desenho de montagem da parte inicial da luva.
O fio é passado através da bucha guia 2 na espiral de trabalho 13. A bucha é inserida na braçadeira do mecanismo de alimentação usando o encaixe 1. O encaixe 1 é aparafusado no parafuso oco 3 (dentro do qual existe uma espiral de trabalho), o cabo do acelerador L1 é conectado ao encaixe 14 por meio da arruela 15 e da contraporca 1. O parafuso oco 3 repousa sobre a espiral do invólucro 10, por dentro da qual passa a espiral de trabalho 13. A utilização de duas espirais é necessária para a rigidez da luva. Deve-se observar que o diâmetro interno da espiral de trabalho deve ser de no mínimo 0,9 mm para que o fio 4 com diâmetro de 0,8 mm passe livremente. Soldamos a trança de cobre 9 ao parafuso oco no topo da espiral do invólucro para conduzir grandes correntes até a ponta da luva. Um tubo passa sobre a trança, conduzindo dióxido de carbono do tubo de desencaixe 5 para o porta-manga, bem como os fios do microinterruptor. Além de tudo isso puxamos o invólucro da luva 11. Utilizando uma luva especial 8, os fios 12 e o tubo 5 são fixados com uma braçadeira 7, que também aceita o invólucro da luva. A caixa pode ser usada para uma câmara de ar de bicicleta. A Figura 6 mostra a parte correspondente da luva e do suporte.
O suporte 6 é feito de um tubo de latão com rosca na saída (a rosca pode ser cortada na manga e soldada com latão ao tubo). Uma bucha cônica dielétrica (getinax) é aparafusada na rosca. Instalamos o bico 5 (feito de cobre ou uma mangueira velha de borracha dura) na manga 3. A espiral de trabalho 13, passando ao longo da espiral do invólucro 10, entra no tubo guia 8 (feito de cobre), a este tubo é soldada uma trança de cobre 9. Por sua vez, o tubo guia 8 é soldado ao suporte 6. Este é necessário fornecer corrente para a ponta 1. Para evitar danos O suporte de corrente é isolado com uma camada de borracha 15. Os fios 12 e um tubo de dióxido de carbono 16 (você pode usar um tubo de cloreto de polivinila ou um tubo de conta-gotas médicos) passam para o suporte 6 sob um invólucro de borracha 11. Uma luva 6 é aparafusada no suporte 2 (de latão, deve ser substituída à medida que se desgasta) com furos nas laterais (mais próximos do suporte). No interior da manga existe uma espiral de trabalho, que repousa rigidamente na ponta 1. A ponta 1 (de cobre) tem a forma de um cilindro com um furo ao meio com diâmetro de 0,85 mm. Usando uma lima ligeiramente inclinada, remova a metade restante da superfície do cilindro de modo a alcançar o orifício na ponta. Passamos o fio de solda pela ponta e pressionamos na superfície removida do cilindro. O resultado é uma ranhura que guia o fio para fora do furo. À medida que a ranhura é acionada, a ponta se curva para cima, prolongando assim a vida útil da ponta em 5 a 10 vezes. O comprimento da manga pode chegar a 2,5 m, o que permite soldar carros sob elevador, mas o motor alimentador deve ter potência suficiente para empurrar o fio para dentro da manga, e o fio deve passar livremente dentro da espiral e pela ponta, caso contrário, ficará preso no mecanismo de alimentação. Detalhes. Um transformador toroidal é selecionado como transformador de soldagem. Seu núcleo é feito de aço elétrico permalloy fino com superfície oxidada (para eliminar correntes parasitas). O fator de enrolamento é geralmente 1 V/volta. Potência total 2 kW. As demais características calculadas dependem da qualidade do núcleo e são selecionadas experimentalmente. O autor escolheu um transformador toroidal por apresentar alta eficiência, pequenas dimensões e peso e excelentes parâmetros quando operando com característica rígida. Estas vantagens são extremamente necessárias para o SPA considerado. O acelerador L2 é semelhante à versão anterior do SPA [1]. Via de regra, o indutor é projetado de acordo com as leituras da componente variável no momento da soldagem: 1-1 V, mas o metal a ser soldado deve derreter imediatamente no momento em que o fio toca. Se esta condição não for atendida, o número de voltas no indutor diminui ou a resistência dos resistores R2-R3 aumenta. Se o metal não derreter, é necessário realizar testes sem os capacitores C5-C7, no caso do resultado anterior - sem o indutor L12. Se neste caso o metal não derreter, é necessário aumentar a potência do transformador (claro, verificar o retificador de potência). Dados aproximados do indutor: núcleo de um transformador de 1 kW 50 Hz, número de voltas 60, folga não magnética 2-5 mm (getinax), quanto maior a folga, maior a indutância (até certos tamanhos). Diodos VD1 e VD2 (Fig. 3) VL-100-90 (ou quaisquer outros com corrente contínua máxima de 100 A, possível sem radiador), VD3-VD6, VD12 tipo D226 ou outros com corrente contínua de pelo menos 1 A. VD7-VD11 tipo D232, D246 ou qualquer outro com corrente contínua de pelo menos 10 A em radiador de alumínio com área de dissipação de 60 cm2 cada. O ventilador M1 é de um minicomputador de 220 V, o M2 é um limpador de para-brisa de carros. Chave de pacote SA1 para 380 V, 15 A ou dois tipos emparelhados VDS-632075 para 15 A. Fusível FU1 para 15 A, microinterruptor SA2 de qualquer tipo para corrente de 0,5 A. Capacitores: C1-C3 0,1 μ x 400 V; C4 - 1000 x 50 V tipo K50-18; C5-C10 - 10000 x 100 V do mesmo tipo, C11 - 200 x 50 V tipo K50-32; C12 - alta tensão 0,1 x 700 V. Resistores R1-R4 tipo MLT-0,5; R5 - reostato variável 47 Ohm, R6 - 100 Ohm PZ-75, HL1 - 40 V x 10 W. Núcleo K4 feito de el. aço, número de voltas?200 PEV-0,1, se esquentar, aumente o número de voltas. Relés K1, K2 de qualquer tipo para uma corrente entre contatos de pelo menos 2 A (contatos emparelhados) tipo TKE-54 PD1. Qualquer conector X1 para uma corrente entre contatos de pelo menos 5 A (os contatos devem estar emparelhados). Os fios indicados no diagrama por uma linha grossa devem ter seção transversal de pelo menos 10 mm2. Configuração de SPA. O transformador de soldagem é enrolado conforme método [3], após o qual é verificado com eletrodos convencionais com diâmetro de 2 mm. Em seguida, o circuito de controle e o mecanismo de alimentação são montados. A partir do retificador de potência você pode fornecer imediatamente corrente através dos cabos para o mecanismo de alimentação (atenção! O mecanismo deve estar bem isolado da carcaça). À medida que se move, o fio deve derreter, criando uma grande quantidade de escamas (para isso é necessário ter um traje que cubra todas as partes do corpo). Se o fio não derreter, é necessário rebobinar o transformador, aumentar o núcleo e a espessura das voltas do enrolamento secundário. Reduza o coeficiente de enrolamento para 0,9-1 V/volta. Esta operação é realizada com os capacitores C5-C10 desconectados, caso contrário os eletrólitos podem romper. Se o resultado for positivo, conecte C5-C10 e o indutor L1. Se não houver tensão na saída do retificador de potência, selecione R3 e R4; para alguns tiristores, capacitores de 3 x 4 V de qualquer tipo são conectados em paralelo com R0,22, R100. O retificador de potência é verificado no momento da soldagem ou ligado em carga com resistência de 1 a 10 Ohms feito de fio de nicromo com diâmetro de 3 mm. Melhores resultados podem ser alcançados selecionando C12 e R7-R12, bem como alterando a folga do acelerador. Usando R5, o fio é alimentado de forma que tenha tempo de derreter o metal a ser soldado e não se enrosque no rolo de alimentação. R6 é ajustado para que o fio tenha tempo de parar e se projete da ponta não mais que 5 mm. Ao utilizar bocais cônicos 3 (Fig. 6), a pressão na saída do redutor de dióxido de carbono pode ser ajustada para 0,3 atm. Se o bocal for cilíndrico, então em 0,5 atm., em uma área aberta e com vento - até 1 atm. O bocal não deve sobressair mais do que 2-3 mm além da ponta. Atenção! Todas as peças de alta tensão (220 V) devem ser cuidadosamente isoladas. Não use o aparelho em local úmido! Por segurança, o autor recomenda que todas as operações de ajuste sejam realizadas com luvas de borracha sobre um tapete de borracha longe de substâncias inflamáveis. Sob nenhuma circunstância você deve soldar tanques de gás, latas (em uso) ou próximo a eles. Durante a operação, uma grande quantidade de incrustações (respingos de metal quente) é formada. Literatura:
Autor: I. N. Pronsky
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