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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Saldatura elettrica semiautomatica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / attrezzatura per saldatura Ne sono sicuro: una saldatrice elettrica semiautomatica compatta (ESPA), il cui funzionamento impeccabile è garantito dall'elettronica e da un ambiente protettivo di anidride carbonica, non sarà superflua in nessuna casa. Soprattutto quando si ripara il rivestimento di macchine agricole o di carrozzeria, nonché quando si realizzano giunti permanenti da lamiere sottili (ad esempio alluminio o acciaio), quando, per evitare bruciature, l'area riscaldante del metallo dovrebbe essere minimo, ma non a scapito della qualità della cucitura. Consiglio di realizzare un ESPA di questo tipo in un'officina domestica o in un garage, con componenti, parti e materiali ampiamente disponibili, con un minimo di tornitura e operazioni complesse di lavorazione dei metalli. Ebbene, se sorgono difficoltà legate all'ingegneria elettrica e radio, allora c'è sempre l'opportunità di rivolgersi a radioamatori esperti (ad esempio, tra parenti, amici, vicini o semplicemente conoscenti e specialisti comprensivi), che aiuteranno ad assemblare ed eseguire il debug correttamente la parte elettronica della saldatrice semiautomatica. Prendiamo, ad esempio, l'alimentatore ad arco, che include un trasformatore di saldatura T1, con un ponte a diodi VD1-VD4 e un induttore L1, nonché un regolatore di tensione a tiristori. La tensione sull'avvolgimento primario T1, e quindi sull'arco stesso, viene impostata tramite il resistore R5. Quest'ultimo, insieme a C1 e C2, forma catene di sfasamento dalle quali vengono ricevuti i segnali di controllo per i tiristori VS1 e VS2.
La particolarità del progetto circuitale qui utilizzato è tale che ciascuno dei tiristori è operativo solo se esiste un semiciclo corrispondente della tensione di rete anodica. Inoltre, questi dispositivi a semiconduttore controllati vengono aperti per un tempo regolato dai parametri elettrici delle catene di sfasamento. Il trasformatore di saldatura T1 non è diverso dai suoi prototipi. Si tratta infatti di un noto convertitore della tensione di rete CA da 220 volt in una ridotta da 56 volt, realizzato sullo statore di un motore elettrico bruciato. La sezione trasversale del circuito magnetico toroidale formato dopo la rimozione dei ponti scanalati dal pezzo è di 40 cm2 nella versione dell'autore. Come dimostra la pratica, l'avvolgimento primario di un trasformatore di saldatura per ESPA dovrebbe contenere 220 spire di filo di rame con un diametro di 1,9 mm, preferibilmente con isolamento in fibra di vetro. Ebbene, nel secondario è sufficiente avere rispettivamente 56 spire di cavo multipolare o bus con sezione (per il rame!) di 60 mm2. I diodi del ponte raddrizzatore sono progettati per una corrente diretta di almeno 100 A. Per un migliore raffreddamento, ciascuno di essi è dotato di un radiatore, la cui area di trasferimento del calore è di 200 cm2. Molto buono, ad esempio, è un ponte costituito da due gruppi di potenti valvole multipolari V200 e VL200, il cui design (anodo" o, al contrario, rimozione del calore "catodico" e, di conseguenza, alloggiamenti verdi o cremisi) consente possono essere facilmente combinati in un blocco raddrizzatore compatto con metà “più” e “meno” del ponte. I gruppi omogenei sono fissati con prigionieri M8 e tra gruppi dissimili viene installata una guarnizione in gomma con due sezioni simmetriche di radiatori. Materiale dettagliato su tale soluzione tecnica è stato pubblicato nella rivista "Modelist-Constructor" n. 5 del 1997. Lo starter L1 viene utilizzato per accendere l'arco in modo affidabile. Il nucleo magnetico in questo caso è il nucleo del trasformatore di alimentazione di un televisore di 3a generazione (“Temp-738”) o simile con una sezione trasversale di 15-20 cm2. Il "silovik" di base viene smontato, tutti gli avvolgimenti vengono rimossi da esso. Tra le metà del pezzo grezzo del nucleo sono posizionate piastre di textolite spesse 2 mm. Il circuito magnetico risultante con uno spazio vuoto è avvolto in due strati di nastro di supporto, sopra il quale è posizionato un avvolgimento, costituito da 30 spire di un nucleo di rame isolato o di un cablaggio metallico con una sezione trasversale di 20 mm2. L'unità di alimentazione per il motore elettrico M1 del meccanismo di alimentazione e la valvola pneumatica K2 è assemblata secondo un circuito stabilizzatore parametrico. Il trasformatore T2 abbassa la tensione di rete a 15 V, che, dopo la rettifica da parte del ponte a diodi VD5-VD8, viene livellata dal condensatore C3 e fornita a VT2, che funge da elemento di regolazione. Utilizzando il resistore R7 viene impostata la tensione di uscita dello stabilizzatore e quindi la velocità di rotazione del motore elettrico M1. Quando si preme il pulsante SB2, il relè K1 viene attivato. A sua volta, chiude il circuito di alimentazione del motore elettrico e della valvola pneumatica e il diodo VD13 protegge i contatti K1.1 dalla combustione. Il relè per l'accensione degli abbaglianti viene utilizzato come K1. Valvola pneumatica K2 dal sistema EPH dell'auto VAZ-2107. Come T2 è accettabile qualsiasi trasformatore step-down con una tensione nell'avvolgimento secondario di 15-20 V e una corrente di 10 A, compreso quello fatto in casa.Condensatori e resistori sono comuni, con valori indicati nello schema. L'unica eccezione è R6, la cui resistenza si trova secondo la legge di Ohm, dove la tensione U = Uc3 - 18 (V) e la corrente I = 0,01 (A). La torcia di saldatura serve a fornire al sito di saldatura il filo “elettrodo”, la tensione dell’arco e l’anidride carbonica. Il canale per il filo di saldatura è ricavato dalla guaina di un cavo di comando tachimetro da 1,2 mm. Un tubo guida con una filettatura esterna M4 all'estremità è saldato a un'estremità con rame e l'altra è saldata al canale del bruciatore.
Il pulsante SB2 è installato su una staffa a forma di U, saldata con rame al canale del bruciatore. Mediante una lega di rame viene collegato (o addirittura avvitato) un cavo di alimentazione di sezione 20 mm2, non mostrato in figura, proveniente dall'induttore L1. Viene saldato anche un tubo di rame al quale è collegato un tubo flessibile per l'alimentazione di anidride carbonica. Il corpo in textolite del bruciatore ha un design pieghevole, non mostrato in figura. Tutti i tubi flessibili e i cavi sono assemblati in fasci e fissati in posizione con quattro o cinque fasce leggere.
Per il meccanismo di alimentazione viene utilizzato un motore con cambio dell'azionamento del tergicristallo GAZ-69. L'albero di uscita del cambio viene accorciato a 25 mm e all'estremità viene tagliata una filettatura sinistra M5, necessaria per l'autoserraggio del rullo motore durante l'alimentazione del filo. Il rullo condotto ruota liberamente su un asse del diametro di 5 mm, passando attraverso le barre e il telaio formato dal supporto e dalla barra, saldamente serrato con un dado. Sul lato anteriore di entrambi i rulli sono tagliati dei denti con una larghezza di 5 mm, che si innestano tra loro quando il meccanismo entra in funzione. Il numero e il modulo dei denti possono essere qualsiasi (in questo caso z = 15; m = 2 mm). Inoltre sul lato posteriore di entrambi viene eseguita una zigrinatura di larghezza 10 mm per un migliore impegno del filo di saldatura. Naturalmente questi rulli dopo la produzione devono essere induriti. Il telaio del rullo condotto è fissato ad un'estremità ad un asse che passa attraverso la staffa e la boccola e serrato con un dado. Lo spessore della boccola viene selezionato durante la regolazione del meccanismo in modo che i denti su entrambi i rulli corrispondano. All'altra estremità del telaio viene tesa una molla, con l'aiuto della quale il filo di saldatura viene bloccato tra i rulli. L'altezza dei supporti per i guidafili di saldatura è scelta in modo che corra al centro della superficie zigrinata dei rulli. Il meccanismo di alimentazione, la valvola pneumatica, l'interruttore SB1, i resistori R5 e R7 sono montati su una piastra di textolite spessa 6 mm, che è il coperchio della scatola in cui si trova la parte elettronica dell'ESPA. Sulle pareti laterali e sul fondo della scatola sono praticati fori di ventilazione. La bobina del filo di saldatura è fissata con un morsetto sul cabestano del lettore. Il cabestano è posizionato ad una distanza di 200 mm dal meccanismo di alimentazione in modo che quando il filo rimane per metà, sia sullo stesso asse con le guide durante il funzionamento. Prima del lavoro, le guide devono essere avvicinate il più possibile ai rulli e serrate con dadi. Passare quindi il filo di saldatura attraverso le guide, il meccanismo, la torcia e la punta. La punta deve essere avvitata nel canale del bruciatore e deve essere applicata una custodia protettiva che deve essere serrata con una vite. Collegando il tubo proveniente dalla bombola di anidride carbonica con un riduttore alla valvola pneumatica, è necessario regolare la pressione del gas a circa 1,5 atm utilizzando il riduttore. Dopo aver acceso l'alimentazione, non resta che regolare la velocità di avanzamento del filo con la resistenza R7 (e la tensione richiesta con R5) e iniziare a saldare. ESPA può lavorare con filo di diametro 0,8-1,2 mm, è sufficiente modificare il diametro del foro della punta e regolare la tensione sull'arco. La saldatura viene eseguita meglio con un "angolo all'indietro" (ovvero l'angolo tra la cucitura e la torcia), che si traduce in un arco stabile e una cucitura di alta qualità. Tuttavia, è necessario tenere conto anche delle caratteristiche. Quando si saldano giunti sovrapposti si consiglia di dirigere la torcia con un angolo di 55-60° rispetto al piano delle lamiere, mentre quando si saldano giunti a T con disposizione verticale della parete con un angolo di 45-50° rispetto al fondo parete. La sporgenza del filo (distanza dal piano di giunzione alla punta) durante la saldatura deve essere impostata nell'intervallo 5-15 mm per filo con un diametro di 0,5-0,8 mm e 8-18 mm quando il filo di saldatura è più spesso. Riducendo lo sbalzo si rischia di contaminare rapidamente la torcia con schizzi di metallo e di complicare il monitoraggio del processo di saldatura, allo stesso tempo, con questa modalità operativa, l'arco viene eccitato meglio e la sua stabilità aumenta. È necessario lavorare con ESPA con una tuta da saldatura, con guanti protettivi sulle mani e una maschera con un filtro luminoso corrispondente alla corrente di saldatura sul viso. Inoltre, se Iw è 15-30 A, è necessario utilizzare un filtro C3, a 4-30 A è preferibile utilizzare C60. Per correnti di saldatura più elevate si può consigliare C5. o anche filtri luce super densi (C6 o C7), dato che il valore massimo di Ist per ESPA è di circa 120 A. È inoltre necessario ricordare il rigoroso rispetto delle norme di sicurezza elettrica e antincendio. Autore: M. Kostin, Penza
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