"Вольтодобавка" в сварочном аппарате

Самодельные малогабаритные сварочные аппараты с переменным сварочным током и питанием от бытовой электросети просты в изготовлении и недороги, однако работать с ними трудно — устойчивость дуги недостаточна. Улучшить работу аппарата можно, если перевести его на постоянный сварочный ток [1].

Как показывает практика, при постоянном сварочном токе для горения дуги вполне достаточно напряжения 30...40 В. Но зажечь ее по-прежнему не просто. Для маломощного сварочного аппарата — это самый тяжелый режим, так как происходит замыкание вторичной обмотки на короткое время до момента отведения электрода от детали.

Облегчить процесс зажигания дуги можно повышением напряжения холостого хода сварочного аппарата. Однако повышение этого напряжения ограничено требованиями электробезопасности — оно не должно превышать 80 В согласно ГОСТ95-77Е [2]. К тому же, как уже было сказано, оптимум по условиям горения дуги находится, наоборот, в зоне меньших значений напряжения.

Поэтому я поставил себе задачу разработать сварочный аппарат, у которого напряжение холостого хода повышено "вольтдобавкой", а после зажигания дуги уменьшается до оптимальных 30...40 В. Схема такого аппарата показана на рис. 1.

Сварочный трансформатор Т1 с диодным выпрямителем VD1—VD4 дополнен еще одной обмоткой III, выпрямителем VD5—VD8, дросселем L1 и переключательным диодом VD9. Обмотка III намотана на отдельном каркасе и рас-

положена рядом с катушкой, содержащей сетевую и основную обмотки I и II соответственно.

Основная вторичная обмотка II рассчитана на напряжение 30...40 В и ток 100... 120 А. Она обеспечивает рабочий сварочный ток в дуге. Дополнительная вторичная обмотка III рассчитана на напряжение 12... 14 В при токе 10 А. Она формирует напряжение "вольтдобавки".

До момента касания электродом свариваемых деталей напряжение на нем равно сумме значений выпрямленного напряжения обеих обмоток, поскольку переключательный диод VD9 оказывается закрытым выходным напряжением моста VD5—VD8, а оба моста — включенными последовательно. Напряжение на электроде равно 42...54 В.

При касании электродом детали диод VD9 открывается, напряжение на нем уменьшается до 1,5 В, обеспечивая сварочный ток через зажженную дугу. Поскольку через диоды VD5—VD8 и дроссель L1 сварочный ток не протекает, для этого моста достаточно десятиам-перных диодов, а дроссель можно намотать на любом магнитопроводе сечением 10... 12 см2. Обмотку выполняют проводом ПЭВ-2 диаметром 1,6... 1,8 мм до заполнения окна. При сборке магнито-провода необходимо предусмотреть немагнитный зазор между его частями, вложив прокладку из прессшпана толщиной 0,5... 1 мм.

Вместо КД242Б можно использовать диоды Д305, Д214, КД213А, КД213В, КД2999А—КД2999В. Их надо установить на пластинчатые теплоотводы размерами 100x100x5 мм. Вместо ВК2-200 подойдут диоды Д161-250, Д161-320.

Эти диоды лучше всего смонтировать на теплоотводы заводского изготовления. Здесь могут быть полезны рекомендации, данные в [2].

Конструктивно устройство "вольтдобавки" может быть выполнено и в виде приставки к бытовому сварочному аппарату, переведенному на постоянный сварочный ток. Схема такой приставки показана на рис. 2. Магнитопровод трансформатора Т1 и его сетевая обмотка — от сетевого трансформатора ТС-270, используемого в старых ламповых телевизорах цветного изображения. Вторичную обмотку на 12 В при токе до 15 А надо намотать самостоятельно. Целесообразно предусмотреть у этой обмотки выводы на 13, 14и 15Вс тем, чтобы приставку можно было использовать и для других целей, в частности для зарядки аккумуляторных батарей.

Переключательный диод VD5 входит в состав приставки. Дроссель L1 такой же, как указано выше.

Если немного изменить схему на рис. 2, можно уменьшить число необходимых диодов, а значит, и громоздких теплоотводов для них, как показано на рис. 3. Работа этого узла аналогична описанному выше, разница лишь в том, что роль переключательных выполняют два диода VD1, VD3 выпрямительного моста аппарата. Они открываются поочередно на половину периода сетевого напряжения, когда дуга еще не зажжена, и закрыты, когда дуга горит.

В заключение следует заметить, что при изготовлении сварочного аппарата целесообразно воспользоваться информацией, изложенной в [2].

ЛИТЕРАТУРА

1.  Клабуков А., Бабинцев С. Доработка сварочного аппарата. — Радио, 2002, № 4, с. 42.

2.   Володин В. Сварочный трансформатор: расчет и изготовление. — Радио, 2002, № 11, с. 35, 36; №12, с. 38, 39.

РАДИО № 6, 2004, с.40