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Punkt-Mikroschweißen

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Punkt-Mikroschweißen


Ein tragbares kleines Elektroschweißgerät mit einer externen Schweißpistole ist zum Schweißen von rostfreiem Blech und gewöhnlichem Stahl mit einer Dicke von 0,08 bis 0,15 mm an massiven Stahlteilen sowie zum Schweißen von Stahldraht mit einem Durchmesser von bis zu 0,3 mm vorgesehen. Es kann in vielen Bereichen der Volkswirtschaft Anwendung finden, beispielsweise bei der Herstellung von Thermoelementen, zum Schweißen von Dehnungsmessstreifen, die auf Stahlfolie vorgeklebt sind, an Metallstrukturen und in vielen anderen Fällen.

Das Aussehen des Schweißgeräts ist auf der 3. Seite dargestellt. Tabs (oben). Die Masse des Leistungsteils des Gerätes beträgt ca. 8 kg, Maße sind 225x135x120 mm.
Wie aus dem Schaltplan (Abb. 1) hervorgeht, besteht das Gerät aus zwei Hauptkomponenten: einem elektronischen Relais an einem V9-Transistor und einem leistungsstarken Schweißtransformator T2.

Abb.1




























Eine Schweißelektrode ist mit einem der Schlüsse ihrer Niederspannungs-Sekundärwicklung verbunden, der zweite Ausgang ist zuverlässig mit dem massiveren der beiden zu verschweißenden Teile verbunden.
Die Netzwicklung des Schweißtransformators ist über eine V5-V8-Diodenbrücke mit dem Netz verbunden, deren Diagonale an einen elektronischen Relaistrinistor V9 angeschlossen ist. Der stromsparende Hilfstransformator T1 speist den Transistorregelkreis (Wicklung ///) und die Schweißpunktlampe HI (Wicklung //).

Das Gerät arbeitet wie folgt.
Beim Schließen der Kontakte des Schalters S1 "Ein" Die Versorgungsspannung von 220 V wird der Primärwicklung des Transformators T1 des Trinistor-Steuergeräts zugeführt. Der Kondensator C1, der über die geschlossenen Kontakte des Schalters S3 "Impulse" mit der Gleichrichterbrücke V1-V4 verbunden ist, wird geladen. Die Primärwicklung des Schweißtransformators T2 ist stromlos, da der V9-Transistor geschlossen ist. Wenn der Schaltknopf S3 gedrückt wird, wird der Ladekondensator C1 über einen variablen Widerstand R1 mit der Steuerelektrode des V9-Trinistors verbunden.
Der Entladestrom des Kondensators öffnet den Transistor und die Netzspannung wird der Primärwicklung des Schweißtransformators T2 zugeführt. Wird die Sekundärwicklung des Schweißtransformators mit den zu schweißenden Teilen verbunden, so entsteht darin ein starker Stromimpuls, der eine starke Erwärmung des Metalls am Berührungspunkt der Schweißelektrode bewirkt.
Die Dauer des Stromimpulses ist abhängig von den Parametern der Steuerkette R1C1. Wenn die nominalen Elemente dieses Ziels im Diagramm dargestellt sind, beträgt die maximale Impulsdauer t und (ohne Berücksichtigung des Innenwiderstands des Trinistors) ungefähr 0,1 s. In dieser Zeit kann der Strom in der Sekundärwicklung 300 ... 350 A erreichen. Dies ist völlig ausreichend, um massive Strukturen von Folienteilen mit einer Dicke von bis zu 0,15 mm, beispielsweise aus legiertem 1X18H10T-Stahl, dauerhaft zu verschweißen.
Das Gerät kehrt am Ende der Entladung des Kondensators C1 automatisch in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Der optimale Schweißmodus stellt den Trimmer R1 "Mode" ein.
Strukturell besteht das Schweißgerät aus zwei Teilen: dem Leistungsteil und der Schweißpistole, die über ein flexibles Kabel mit einem mehrpoligen Steckverbinder verbunden sind. Auf dem Chassis des Netzteils befinden sich fast alle Elemente des Gerätes. Das Design des Fahrgestells und seine Hauptabmessungen sind auf der Kupplung angegeben.

Abb.2. Netzteilgehäuse
Abb.3. Power Block Design
Auf der Basis des Chassis 3 sind ein Schweißtransformator 4 und Bänder mit Dioden V1-V8 angeordnet. An der Frontplatte des Chassis ist eine Halterung 8 angebracht, an der ein Hilfstransformator 5, ein Kondensator 6 und ein Trinistor 7 angebracht sind. und ein Clip für die Verbindung - massiver der geschweißten Teile.

Das Gehäuse 1 besteht aus 2,5 mm starkem Duraluminium und ist mit einem Tragegriff 2 ausgestattet. Die Vorrichtung der Schweißpistole ist in der Abbildung dargestellt.

Abb.4. Schweißpistole Gerät
Der Körper 7 der Pistole besteht aus zwei Teilen gleicher Form, die aus 12 mm dickem PCB-Blech gefräst sind. Der Koffer enthält die Halterung 3 der Schweißelektrode 2. Die Beleuchtungslampe 8 mit dem Druckschalter 4 "Beleuchtung", der Mikroschalter 6 "Impuls". Das Verbindungskabel 5 ist ein flexibles 24-adriges Kabel in Gummiisolation mit einem Außendurchmesser von 11 mm und einem Querschnitt von 0,75 mm im Quadrat.
Fünf Drähte des Kabels werden verwendet, um den Mikroschalter und die Hintergrundbeleuchtung zu verbinden, und die verbleibenden neunzehn werden direkt an die Elektroden des Halters 3 gelötet. Der Halter besteht aus Kupferstab mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt. Die Elektrode 2 ist ein Kupferstab mit einem Durchmesser von 8 mm. Die Elektrode muss fest in der Halterung sitzen. Gleichzeitig sollte es möglich sein, die Elektrode zu wechseln. Zum Verschweißen der Folie wird der Elektrodenstich mit einem sich in eine Kugel mit einem Durchmesser von 1 ... 1,5 mm bewegenden Kegel angespitzt. Zum Schweißen des Drahtes diente die Elektrode mit einem flachen Highlander.

Die Installation der Pistole beginnt mit dem Kabelschneiden. Neunzehn Kabelleiter werden sorgfältig gereinigt, zusammengedreht, gewartet und in das Loch des Halters 3 der Elektrode eingeschweißt. Die restlichen fünf Drähte werden auf die erforderliche Länge zugeschnitten und mit dem Mikroschalter 6 und der Hintergrundbeleuchtung 8 verlötet. Das zweite Ende des Kabels wird in den Einsatz des Steckverbinders Typ A für 20 Kontakte eingeführt (Kabelaufbau, siehe Foto auf der Registerkarte). In der Pistole werden der Mikroschalter MPZ-1T, die Beleuchtungslampe SM-34 bei 6 V, 0,25 A mit Beschlägen, die mit einer kleinen Linse ausgestattet sind, der Einschaltknopf für die Beleuchtungslampe - von einer Schreibtischlampe verwendet.
Installieren Sie das Gegenstück des Verbindungskabels an der Vorderseite des Gehäuses des Netzteils. Fünf entsprechende Stifte des Verbinders sind mit dem einen oder anderen Stromkreis des Geräts verbunden, und der Rest ist parallel geschaltet und mit einem der Anschlüsse der Sekundärwicklung des Schweißtransformators verbunden.

Abb.5. Aussehen des Gerätes

Der Magnetkern dieses Transformators besteht aus Sh40-Platten, die eingestellte Dicke beträgt 70 mm. Die Primärwicklung enthält 300 Windungen des Drahtes 2 0,8. Die Sekundärwicklung dieses Transformators besteht aus 10 Windungen aus isoliertem Draht oder Bus mit einem Querschnitt von mindestens 20 mm² (in der beschriebenen Konstruktion besteht diese Wicklung aus zwei mehradrigen Leitern mit einem Durchmesser von 4 mm, die gleichzeitig gewickelt sind). Der gleiche Querschnitt besteht aus dem "Erdungs" -Anschlussleiter der Sekundärwicklung. Die Länge sollte nicht größer als 2 ... 2,5 m gewählt werden. Der Transformator T1 kann ein beliebiger sein und an den Sekundärwicklungen eine Spannung von 8 ... 10 V (zum Laden des Kondensators C1) und 3 ... 6 V (zum Betreiben der Lampe) bereitstellen. .
Bei diesem Entwurf wurde der Magnetkreis vom Transformator der Kindereisenbahn verwendet (Abschnitt 10x10, L-förmige Platten). Darauf wird die Netzwicklung gelegt, die 8000 Drahtwicklungen 0,08 enthält, die Wicklung // - 330 Drahtwicklungen 0,3 und die Wicklung /// - 350 Drahtwicklungen 0,2. Die Klemme, die mit dem unteren (gemäß dem Schema) Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators T2 verbunden ist, wird ohne Isolierdichtungen auf dem Chassis montiert.
Bei der Herstellung von Transformatoren ist zu beachten, dass die Sicherheit beim Arbeiten mit dem Gerät von der Qualität der Isolierung der Wicklungen abhängt. Daher sollten auf die Primär- (Netz-) Wicklungen von Transformatoren mindestens 4-6 Schichten lackiertes Tuch oder mit Paraffin imprägniertes Papier aufgetragen werden.

Im Schweißgerät werden der Schweißwiderstand PPZ-11, der Kondensator K50-3, der Netzkippschalter TP1-2 verwendet. Es ist zu beachten, dass die Verwendung des PTL-50-Trinistors ausschließlich auf dem Wunsch beruht, eine hohe Zuverlässigkeit des Geräts und einen zuverlässigen Betrieb unter rauen klimatischen Bedingungen und mit großen Schwankungen der Netzspannung zu gewährleisten. Bei einer gewissen Verschlechterung der Schweißqualität in der Vorrichtung können Trinistoren der Serie KU202 mit den Indizes K, L, M oder H. Es ist erforderlich, den Widerstand R1 auf 50 Ohm und den Kapazitätskondensator C1 auf das Doppelte zu reduzieren. Die vorschriftsmäßig montierte Einheit beginnt sofort ohne jegliche Einstellung zu arbeiten.
Die Qualität der Schweißnaht (Punkt) wird wie folgt überprüft. Ein 10 ... 12 mm breiter Stahlfolienstreifen wird mit drei bis fünf Punkten auf die Oberfläche des Stahlstabs aufgeschweißt, von Zunder befreit und mit einer Zange abgerissen.
An den Schweißpunkten der Folie sollten Löcher mit einem Durchmesser von 0,5 ... 0,8 mm verbleiben, was darauf hinweist, dass der Spalt nicht an der Schweißstelle, sondern um diese herum auftritt. Wenn sich die Folie am Schweißort löst, wählen Sie den Schweißstrom über den Abgleichwiderstand "Mode" aus. Bei der Auswahl des Stroms ist zu berücksichtigen, dass sich die Qualität der Schweißnaht mit zunehmendem Druck auf die Elektrode verschlechtert. Es ist auch zu beachten, dass gemäß Referenzdaten die konstante Spannung, die an die Steuerelektrode des PTL-50-Trinistors angelegt werden muss, um diesen zu öffnen, 8 V beträgt. Die Qualität der Naht wird jedoch erheblich verbessert, wenn diese Spannung auf 12 ... 15 V erhöht wird (Spannung des geladenen Kondensators) C1).

Die Vorgehensweise zum Arbeiten mit dem Gerät.

Zunächst werden das Schweißgerätegehäuse und die Struktur, an die das Teil geschweißt werden soll, „geerdet“. Bei der Arbeit mit einem Schweißgerät müssen Schutzgummihandschuhe getragen und auf einer Gummimatte abgestellt werden. Die Vorrichtung wird eingeschaltet, das zu schweißende Teil wird auf die Struktur aufgebracht und fest mit der Spitze der Schweißelektrode der Pistole an der Stelle gedrückt, an der es erforderlich ist, einen Schweißpunkt zu erhalten. Klicken Sie auf den "Abzug" der Pistole (auf den Mikroschalterknopf), nach 1 ... 1,5 s entfernen sie die Pistole vom Teil und stellen den Stich auf den nächsten Punkt. Schalten Sie in diesen Fällen gegebenenfalls die Hintergrundbeleuchtung ein.

Wenn Sie das Gerät in der Produktion betreiben, muss es vom örtlichen Sicherheitsausschuss verabschiedet werden. Zusammenfassend ist anzumerken, dass die Fähigkeiten des Geräts erheblich erweitert werden können. Wenn Sie beispielsweise eine kupferkaschierte Graphitelektrode mit einem Durchmesser von 6 ... 8 mm verwenden, können Sie kupferverzinnte Leiter mit einem Durchmesser von bis zu 0,3 mm verschweißen.
Sehr gut sind diese Leiter mit verzinnten und versilberten Teilen sowie mit kupferzinnfreier Folie verschweißt. Beispielsweise können dünne Leiter ohne Verwendung von Flussmittel an eine Folie einer Leiterplatte angeschweißt werden. Gute Ergebnisse werden beim Schweißen von Blechen aus sehr dünner Kupferfolie erzielt. In diesem Fall müssen Sie die Länge und Form der Spitze der Graphitelektrode experimentell auswählen.

Wenn Teile aus dickeren Blechen geschweißt werden müssen, muss der Schweißtransformator durch leistungsstärkere ersetzt werden. Zum Verbinden von Stahlblechen mit einer Dicke von 0,5 ... 0,7 mm wird beispielsweise ein Transformator mit einem Querschnitt eines Magnetkerns von mindestens 65 ... 70 cm 2 benötigt.
Die Primärwicklung eines solchen Transformators sollte 160-165 Windungen eines PETV-Drahtes mit einem Durchmesser von 1,62 ... 1,7 mm und die Sekundärwicklung - 4,5 Windungen eines Kupferbusses mit einem Querschnitt von mindestens 90 mm² (basierend auf einem Schweißstrom von 1400 ... 1800 A). Der Durchmesser der Elektrode sollte auf 18 ... 20 mm erhöht werden. Gleichzeitig fließt in der Primärwicklung des Transformators zum Zeitpunkt des Schweißens ein Impulsstrom von ca. 45 A. Daher müssen die V5-V8-Dioden durch leistungsstärkere ersetzt werden, beispielsweise VL-50.
Trinistor V9 sollte auch für einen Gleichstrom von mindestens 50 A ausgelegt sein. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass zum Schweißen von Stahlblechen mit einer Dicke von 0,5 ... 0,7 mm die Verwendung eines PTL-50-Trinistors ohne zusätzlichen Kühler akzeptabel ist, da das Schweißen Der Schwung ist sehr kurz.
Um die Nennbetriebsart beim Schweißen von Metallen unterschiedlicher Dicke (von 0,08 bis 0,7 mm) zu gewährleisten, ist es erforderlich, eine breitere Steuerung des Schweißstroms in der Vorrichtung vorzusehen. Am zweckmäßigsten ist es, anstelle des Kondensators C1 einen Satz von drei Kondensatoren mit einer Kapazität von jeweils 1000 Mikrofarad zu verwenden, die entweder nacheinander (für Dünnbleche) oder parallel geschaltet werden.