СВАРОЧНЫЙ — БЕЗ СХЕМ И ФОРМУЛ

Самодельными сварочными аппаратами занимаюсь не первый год. При их изготовлении учитываю советы и рекомендации «Моделиста-конструктора» и других хорошо зарекомендовавших себя технических изданий, справочной литературы. Начинал со «Сварочного малыша» (№ 11 ’87), используя ЛАТР с готовой первичной обмоткой. Для вторичной же — рекомендуемого журналом шино-провода не нашел. Рискнул намотать требуемое число витков гибким многожильным проводом сечением 6 мм2 в виниловой изоляции. И что же? Конечно, такой аппарат быстро перегревался даже при сварке трехмиллиметровым электродом. Чтобы хоть как-то решить проблему, связанную с охлаждением, надумал опустить «сварочник»… в воду. Исходил из того, что у вторичной обмотки прекрасная изоляция. Да и первичная, по которой раньше ходил бегунок, тоже ведь не была оголенной, так как заблаговременно удалось покрыть ее в несколько слоев защитным лаком.

Аппарат опускался в наполненное водой полиэтиленовое ведро емкостью 20 л (металлическое опасней) и давал на выходе во время сварки 140 А. Правда, при использовании 10—15 электродов диаметром 3 мм охлаждающая жидкость нагревалась до 60° С. Приходилось поэтому периодически отключать аппарат, чтобы, залив в очередной раз холодной водой и «врубив» в сеть, продолжать сварку.

Следующие аппараты у меня были «сухие» — сделанные на основе статора от электродвигателя. Убедился: лучше всего использовать соответствующий магнитопровод от асинхронной трехфазной машины мощностью 4—5 кВт. Высвободить такой статор из корпусной оболочки проще всего кувалдой или увесистым молотком, ударяя по самым слабым местам.

Далее удаляется обмотка. Причем — в два приема. Сначала убирают ее с какой-нибудь одной стороны, воспользовавшись ножовкой по металлу. Хотя вполне можно применить для этой же цели молоток со стамеской, направляя силу удара по касательной к диаметру статора. Ну а затем уже, зайдя с противоположной стороны, начинают пассатижами вытаскивать отрезки «наполовину разлохмаченных» проводов из пазов. Освобождающийся от обмотки магнитопровод и станет тороидальным сердечником сварочного трансформатора.

Как показывает практика, при выборе «пакета железа» для него надо стремиться к тому, чтобы размер «а» статора-заготовки находился бы в пределах 30…40 мм. Тогда для получения оптимального сечения в 20…25 см2 придется расчленить наш исходный тор на 2—3 части, чтобы размер «в» оказался равным 50…80 мм. Лучше это сделать ножовкой по металлу, пропилив наружные литые стяжки в пазах (обычно их 8). Затем, удалив «попорченные» 3…4 листа «статорного железа», расклепывают стяжки, скрепляя тем самым каждый из будущих тороидальных сердечников. А вот дуговой резкой-сваркой здесь увлекаться не следует, так как возникающие в этих местах вихревые токи Фуко ведут к разогреву магнитопровода и существенно снижают эффективность работы трансформатора.

Внутренние зубцы — полюса статора — выбираются зубилом-крейцмейселем с особой заточкой (см. рис.). Естественно, не следует при этом пренебрегать правилами техники безопасности. Обязательно надо использовать очки и рукавицы. Зубило лучше всего держать пассатижами, а не руками.

Сварочный трансформатор с магнитонроводом из статора сгоревшего электродвигателя (изоляция между обмотками, их слоями, а также магнитопроводом условно не показана):

1 — ножка-амортизатор (от флаконов с бытовой химией, резина, 6 шт.), 2 — стенка-корпус (10-мм термостойкий листовой изолятор, 2 шт.), 3 — клемма-стяжка (болт М8 из меди или латуни, 6 шт.), 4 — гайка М8 (из меди или латуни, 18 шт.), 5 — шайба медная (28 шт.), 6 — кабель силовой одножильный сечением 20 мм2 (2 шт.), 7 — гайка-барашек М8 (2 шт.), 8 — отвод (отрезок провода электрического многожильного сечением 20 мм2 в хлопчатобумажной изоляции, 4 шт.), 9 — магнитопровод с сечением a хЬ (из статора сгоревшего электродвигателя), 10 — кабель сетевой двухжильный, 11 — вывод вторичной обмотки трансформатора (2 шт.).

Заточка зубила-крейцмейселя.

Ни в коем случае нельзя срезать зубцы электро- или газосваркой. Ведь в магнитопроводе при работе трансформатора опять-таки возникнут токи Фуко. Поэтому лучше всего воспользоваться здесь «дедовским методом» с зубилом и молотком массой в 1 кг. А остающиеся после вырубки зубцов неровности целесообразно убрать шлифовкой с помощью абразивного круга. Готовый магнитопровод-тор обматывается киперной или другой изоляционной лентой на тканевой основе.

Теперь дело за первичной обмоткой. Количество витков в ней с приемлемой для практики точностью можно найти, умножив значение напряжения в сети на частное от деления «40» на площадь поперечного сечения (в см2) сердечника трансформатора. В нашем случае этот коэффициент, характеризующий расчетное число витков на 1 В, равен двум.

Таким образом для сетевой (первичной) обмотки предлагаемого мной «сварочника» потребуется всего лишь 440 витков. Причем лучше всего использовать здесь медный провод сечением 2…3 мм2 (диаметром 1,6…2 мм) в стеклотканевой изоляции. Слои первичной обмотки тщательно изолируются друг от друга. Как, впрочем, и слои вторичной, число витков в которой, исходя из требуемого напряжения (56 В) и вышеназванного коэффициента (2), должно быть равно 112, а сечение — 10…30 мм2. Обмоточные провода можно взять из старых электродвигателей с фазным ротором мощностью 3…6 кВт. Я, например, использовал именно от них провод с стеклотканевой изоляцией (сечение — 3 мм2) для первичной обмотки. Кстати, из этих же электродвигателей можно заимствовать и шинопровод сечением 18 мм2 для вторичной обмотки сварочного трансформатора. Тем более что все это — из чистейшей меди.

Естественно, для намотки «сварочника» можно довольствоваться и алюминием. Но тогда размер сечения каждой из обмоток увеличивается в 1,65 раза. Например, для первичной потребуется провод уже не менее 3,3…5 мм2. Помня об этом, я в одном из вариантов сварочных трансформаторов был вынужден использовать двужильный алюминиевый провод — «лапшу» с сечением 2×2,5 мм2 (диаметр одной жилы у него составляет почти 1,9 мм).

Сколько надо взять провода для той или иной обмотки? Определить это, как говорится, проще простого. Измерив расход провода на 1 виток обмотки (см. рис.), надо данную величину помножить на расчетное число витков обмотки. Но взять (учитывая толщину изоляции и пр.) с трехпроцентным запасом (для первичной) или шестипроцентным (для вторичной обмотки).

В своих «сварочниках» предусматриваю 5 ступеней регулировки (до максимума в 56 В), делая отводы во вторичной обмотке, рассчитанные на напряжения 32 В, 38 В, 44 В и 50 В. При переходе на витки это, соответственно, будут 64, 76, 88 и 100. Отводы предпочитаю выполнять путем подмотки отрезков гибкого провода сечением не менее 10 мм2.

Найти точные места выводов во вторичной обмотке проще всего экспериментально, методом «проб и ошибок». Особенно если ее намотка «рыхлая», да еще и велась гибким проводом. Тогда смело включают трансформатор в сеть и условно, приняв первый вывод вторичной обмотки за «общий», протыкают изоляцию щупом-иглой то в одном, то в другом месте. А найдя таким образом напряжения 32 В, 38 В, 44 В, 50 В, маркируют их. Если же вторичная обмотка намотана шинопроводом, то придется-таки ограничиться «расчетным» методом. То есть заранее определять, на каком витке будет выполнен тот или иной отвод, умножая вышеназванный коэффициент (2) на требуемое число вольт.

Готовому трансформатору придают удобную и надежную с точки зрения пользователей форму. Для этого вырезают два квадрата из 10-мм фанеры. А еще лучше — из стеклотекстолита или другого термостойкого изолятора. В середине высверливают 30-мм круг для вентиляции (см. рис.), а симметрично ему и по углам — семь 8-мм отверстий для прохода клемм-стяжек и сетевого провода.

Корпус, по сути, готов. Ну а остальное, думаю, ясно из иллюстраций, которые здесь приводятся. Убежден: сделать себе добротный сварочный трансформатор по изложенной выше методике сможет любой желающий.

В предлагаемом сварочном во вторичной обмотке сделаны выводы с шагом в 6 В. Используя же принцип автотрансформатора, можно иметь на выходе целую «гамму» напряжений: от 6 до 56 В. В частности, используя выводы 56 В и 50 В, легко получить разностное напряжение 6 В. Выводы 44 В и 56 В позволяют иметь на выходе 12 В. Подключив, например, к такому трансформатору выпрямитель на 200 А, можно смело запускать стартер двигателя.

Да, «сварочник» действительно выдает до 200 А во вторичной обмотке. А это значит, что можно уже использовать электроды 0 2…5 мм! Будучи сделанным по предлагаемой технологии, сварочный трансформатор имеет небольшие габариты (в пределах 350x350x200 мм) и поистине минимальную массу (до 25 кг).

О. ЛАВРОВ, электрослесарь