YNBnotes

Конструируя небольшой настольный аппарат для точечной сварки мелочей, а это простое жаростойкое соединение нетолстых листов и проволок из разных металлов, для внутренней арматуры самодельных электровакуумных приборов, как водится, не обошлось без ошибок и просчетов. Представленная работа – их устранение, прошла в несколько небезынтересных итераций. Итак. Размеры свариваемых деталей невелики и при проектировании применен ряд решений для популярного и где-то близкого (никелевая лента), в последнее время, занятия – соединения элементов-аккумуляторов пальчикового типа в батареи. Такие приборы обычно собирают на базе удобного для перемотки высоковольтного трансформатора от микроволновой печи. Больше того, существует ряд недорогих и доступных встраиваемых модулей для управления такой сваркой. Все это пошло в дело (Фото 2).

В выходных клеммах зажаты простейшие пробные эрзац-электроды из медной, диаметром 3 мм, проволоки. К слову, это был не самый худший вариант, хотя и сильно неудобный – мал зазор, проволока сильно грелась, липла к деталям, оперировать настройками контроллера и пуском приходилось в слепую. Но в целом, варило недурно.

Массивные бронзовые электроды, значительный прижим, удобно работать. Однако, однако. Варило из рук вон плохо, хуже проволочных недоразумений (Фото 3) – недооценил гигантские токи, а сварочная цепь получилась составной из слишком многих деталей. И хотя постарался сделать их массивными и изрядного сечения, общее падение напряжения оказалось большим и мешающим сварке. А в силовой трансформатор, удалось продернуть только несколько витков кабеля – напряжение на нем изначально невелико.

Попричитав положенное время – «Ой где были мои глаза!», проанализировал конструкцию и способы ее оживления. Их ровно два – переделать сварочный трансформатор на аналогичный, но с большим напряжением, чтобы имеющимися потерями можно было пренебречь. Устранить, свести к минимуму, сами потери. Первая задача распадается еще на две – перемотать имеющийся трансформатор или изготовить новый, более мощный, а место в корпусе это позволяло. Кстати, при этом можно было бы сделать несколько переключаемых отводов от первичной его обмотки и расширить диапазон применения. Перемотать же планировалось более тонкой шиной чтоб влезло больше витков.

Повертев свою механизму пришел к неутешительному выводу – переделка ее была бы слишком материало- и трудоемка, ряд деталей выполнен так а не иначе из-за ограниченных технических возможностей имеющейся мастерской. Осторожный оптимизм внушала и самая простая версия с проволочными электродами и ручным прижимом (Фото 3).

Очень хотелось использовать добротно сделанный, с насмерть запаянными клеммами, сварочный трансформатор. В порыве, собран простой, встраиваемый в корпус, вариант механизма перемещения электродов (Фото 7).

Трансформатор с клеммами – от прошлого варианта. Верхний текстолитовый рычаг можно удлинить деревянной ручкой для увеличения усилия сжатия. Электроды легкосменные, плоские, выпиленные из пластины. Сваривало очень неплохо – потерь минимум, но перемещение рычага в сборе, не слишком плавное. Выводы от трансформатора короткие и жесткие – при пайке по жилам капиллярными силами затянуло припой и превратило их в прутки.

Осмыслив проделанную работу принял командное решение перемотать имеющийся трансформатор на, по возможности, большее напряжение вторичной обмотки и сделать длинные мягкие ее выводы. Этого удалось добиться применив в качестве провода плоскую самодельную шину из фольги (Фото 8). Вместе с этим, родилась и соответствующая конструкция прижима электродов – плоские кронштейны-пружины перемещающиеся только за счет их гибкости. На манер пинцета (Фото 9).

Электроды – все тот же проволочный эрзац, но и он с мелочами работает хорошо. Конструкция удалась чудо как хорошо – сваривает отлично, ход пластин исключительно мягкий, давления «от руки» для деталей из проволоки и листов до 0,4…0,5 мм толщиной, довольно вполне, электроды даже из нетолстой меди почти не липнут. Детали такой толщины свариваются при настройках контроллера на половину мощности и времени – будет соединять и более толстые, но нужны электроды помассивнее. Электроды, в отличии от исходного пруткового варианта (Фото 5) нетрудно сделать выдающимися вперед, для сварки внутри. Вердикт – принять на вооружение с удовольствием.

Доработка аппарата.

Что понадобилось для работы.

Набор некрупного инструмента для слесарных работ, работ по дереву, электромонтажа. Крепеж, мелочи, расходные материалы, ЛКМ.

К делу.

Пробные сварки с двумя последними механизмами делал с запиткой сварочного трансформатора от имеющегося, установленного в коробке, контроллера (Фото 10).

Демонтирован один из вентиляторов с панелью, обдувающий силовой трансформатор. Паче чаяний, короткие тупые гвоздики которыми она крепилась к деревянной стенке, без особенных затруднений и вандализма удалось извлечь. В новом варианте все доступные для манипуляций органы аппарата, будут спереди.

Расчистил и подготовил место для установки трансформатора с электродами – отремонтировал раненый при выпиливании провод, удлинил несколько проводов, проложил и закрепил их вдоль угла.

Перед сборкой несколько раз покрыл деревяшки акриловым лаком. Польстился на быструю сушку. Баловство конечно. Для надежной консервации дерева стоит применять масляный лак или краску.

Аж восемью штуками. Длинна их несколько избыточна и стоит только собрать этот модуль сразу внутри корпуса с креплением насквозь, в том числе и через дно, и задача решена. На фото – сверление отверстий в дне ящика. Основание электродно-трансформаторного модуля используется как кондуктор.

Из нетонкого листа твердой ДВП вырезал заготовку, разметил и лобзиком по дереву выпилил щели для электродов, просверлил отверстия для крепежа. Зашкурил и в пару слоев покрыл масляным лаком.

Где : 1 – сварочный трансформатор; 2 – модуль управления; 3 – субмодуль управления с индикацией, кнопками и зуммером; 4 – сервисный маломощный трансформатор для питания модуля управления и вентиляторов охлаждения; 5 – вентиляторы охлаждения, работают на половину мощности; 6 – выпрямитель для питания вентиляторов – диодный мост, при необходимости усилить обдув к нему добавляется оксидный конденсатор; 7 – автоматический выключатель; 8 – кнопка пуска и гнездо для подключения педали.

Вариант аппарата окончательный, возможные модернизации - только применение более совершенных электродов, например, каплеобразной формы из нетонкого листа и применение выносного сварочного пинцета.

Настольный аппарат контактной сварки для электровакуумного дела. Авторский конспект.

Babay Mazay, сентябрь, 2022 г.

Конструируя некрупный аппарат для контактной (точечной) сварки, стало ясно – даже относительно маломощный силовой трансформатор на основе перемотанного высоковольтного от микроволновой печи способен получить импульс в сотни ампер, хотя и очень небольшого напряжения («окно» магнитопровода). Такой ток дает заметное и существенное для процесса падение напряжения даже на очень маленьком, незаметном обычно, сопротивлении. Соединения и не слишком мощные провода разогреваются, драгоценные вольты расходуются на повышение энтропии во вселенной и мешают сварке. Мораль – к сварочному клюву для такого аппарата следует подходить самым ответственным образом – свести к минимуму соединения, возможно больше увеличить сечение соединительных проводов и уменьшить их длину.

Элементарными средствами удалось собрать простой, но вполне удобный и технологичный механизм прижима электродов для сварки «насквозь» с учетом перечисленного. Конструкция имеет задел для некоторой модернизации и видоизменения. Собственно, это укрупненный пинцет с перемещением губок за счет гибкости боковых планок.

Что потребовалось для работы.

Кроме заготовок, материалов и элементов - набор некрупных слесарных инструментов. Пригодился и ювелирный лобзик. Набор столярного инструмента, крепеж, мелочи, набор инструментов и материалов для пайки.

К делу.

Надо сказать, что громадный ток в сварочной цепи и изрядные потери на самом пустяковом переходном сопротивлении, заставляют иначе взглянуть на конструирование такого аппарата – здесь придется начинать от свариваемых железок. Мой силовой трансформатор перемотан самодельной шиной из медной фольги и имеет значительный выпуск концов (Фото 2).

Планировалось к подготовленным концам шины прижимать сменные плоские наконечники-электроды. Таким образом, мест соединений будет всего два и сечение провода нигде не уменьшается. Сама шина из нетолстых полос фольги, мягкая, гибкая и при работе будут приняты меры по сохранению её исходной гутаперчивости.

Что касается механизма точного перемещения электродов, то он пинцетообразный, но с изоляцией сторон-щёчек друг от друга. Одна из важных задач при конструировании узла – подобрать подходящие для них железки. Они, по возможности, должны пружинить, но более-менее легко обрабатываться. Забегая вперед – пластины можно изготовить составные и пожалуй, что даже неметаллические – жесткий пластик (пластики слоистые ?), дерево, фанера. При этом сама собой решается задача по изолированию выводов друг от друга. Жесткость пластин должна быть такой, чтобы надежно и с некоторым запасом удерживать электроды в нейтральном положении, легко изгибаться от усилия одной руки при сварке и без деформации возвращаться в исходное положение.

На ум приходит конечно сталь, но можно поискать и фосфористую бронзу. Порывшись в своих обрезках и металлоломе добыл пластину из мягкой нержавейки толщиной 1,5 мм. Отрезал от полосы две заготовки сообразно длине выводов трансформатора (Фото 3).

Собрав их концы бутербродом через нетолстый деревянный обрезок и зафиксировав на краю стола струбциной получил импровизированный макет прижима. Оценил жесткость заготовок при сжатии их свободных концов на рабочие ~10…15 мм. Оказалось жестковато. Пластины ослабил периодической перфорацией в средней части (Фото 4…6).

Опору-изолятор пластин выполнил из нетонкой, 15 мм, фанеры, обрезки которой нашлись в деревянном хламе (Фото 7…11).

Подготовка выводов трансформатора – для надежности и малого переходного сопротивления, концы всех лент-составляющих шины спаяны в одну плоскую клемму (Фото 12…15).

Пристроил поудобнее тяжелый трансформатор, отогнул и при необходимости фиксировал, мягкой медной проволокой, ненужные выводы. Ленты по одной выравнивал на деревяшке и зачищал наждачкой. Лудил паяльником, ПОС-61 со спиртоканифольным флюсом. Каждую с обеих сторон.

Следующая операция – спаивание каждой группы лент в клемму. Пришлось применить огневой нагрев и специальный негорючий неорганический флюс. Канифольные флюсы для такой пайки решительно не годятся, они легко вспыхивают и засаживают место пайки. После этого не о каком растекании припоя не идет и речи – все разбирай и зачищай заново. Смазанные флюсом луженые концы лент собрал в группы, зафиксировал медной проволокой, подложил кирпичик. Нагрел горелкой и после растекания припоя, придавил сверху ровной березовой деревяшкой. После остывания отмыл остатки флюса в теплой воде (аналогично Фото 14), высушил. Ювелирным лобзиком обрезал наплывы припоя, разметил и выпилил отверстия для винтов прижима. Некрупным напильником и надфилем, а после наждачкой, выровнял поверхности клемм.

Чтобы исключить затекание припоя по щелям между ними дальше и превращения выводов в жесткий монолит, на время пайки, за луженой областью разделил ленты полосками из бумаги.

Сборка узла проста – в стойку (Фото 11) установил трансформатор с подготовленными выводами (Фото 15), разметил, просверлил отверстия и закрепил его винтами М4 к подошве стойки. Клеммы с гибким пластинам закрепил самодельными латунными болтами М10 предварительно их доработав – укоротил и выровнял на точиле основание-шляпку, укоротил ювелирным лобзиком длину резьбовой части. Здесь, они не токопровод, но простой прижим. Латунь удачно сочетается (не гальваническая пара) с медью.

Электроды могут быть как вертикальными, так и несколько выдающимися вперед, для сварки небольших замкнутых форм. Очевидно, лучшими, будут плоские электроды, каплеобразные,  выпиленные тем же ювелирным лобзиком из массивной бронзовой пластины, толщиной, хотя бы 3…4 мм.

Что получилось.

Собранный модуль включил через контроллер аппарата контактной сварки для ходовых испытаний. Они показали отличные результаты – даже с простыми нетеплоемкими электродами из проволоки, на половине мощности без труда свариваются материалы ранее бывшие пределом возможностей. Медные нетолстые электроды, в отличие от ранних экспериментов, почти не прилипают. Это конечно заслуга не только уменьшенных потерь, но и усиленного трансформатора – намотка плоской шиной сэкономила «окно» на еще один дополнительный виток. В целом, конструкция получилась вполне удачной. К винтовым клеммам можно присоединить выносной сварочный клюв на кабеле, например, масштабированную версию имеющегося.

Окончательный вариант аппарата - вживление прижима с силовым трансформатором в имеющуюся конструкцию.

Babay Mazay, сентябрь, 2022 г.

Не всегда и не везде хорош принцип «выше-быстрее-сильнее» - и в домашней мастерской случаются задачи для миниатюрного инструмента. Взять те же горелки. В большинстве случаев безусловное – Больше!, Мощнее! но точная пайка мелочей твердым припоем, но работа с электролизером небольшой мощности, ювелирное дело, работа со стеклом. Здесь, речь пойдет именно о стеклодувном применении небольшого стационарного электролизера.

Стеклянное приборостроение и кустарное электровакуумное производство подразумевают, в том числе и высококачественное спаивание нетолстого стекла. Обычно, такие работы выполняются в пламени настольных или ручных стеклодувных горелок. Газо-воздушных или газо-кислородо-воздушных, при этом, надежное герметичное спаивание стекла требует изрядной квалификации стеклодува. Применение для такой работы кислород-водородной горелки усложняет оборудование, но резко упрощает процесс и существенно повышает качество спаев, выполненных даже малоопытным стеклодувом.

Кислород-водородный факел очень горячий и жёсткий. Стекло он расплавляет быстро и до совершенно жидкого состояния. В стеклодувном деле гремучий газ удобен или как высококалорийная добавка к газовоздушным горелкам, или в виде самостоятельного факела очень маленького размера, еще не продавливающего, не разбрызгивающего стекло. Такая горелка с микросоплом, а речь идет о диаметрах от 0,1 мм, может преотлично питаться гремучим газом от простого электролизера относительно небольшой настольной мощности. В комплекте с простой «подогревной» горелкой с широким мягким низкотемпературным пламенем (газовоздушная - инжекционная, радиационная), для первичного разогрева стеклянной работы и предотвращения термоударов, микрогорелка на гремучем газе позволяет легко и с высоким качеством спаивать даже довольно крупные детали. 

Микрогорелки с электролизерами используются традиционно и, как правило, вынуждено. У аппаратов небольшой мощности, производительности хватает только на них. Обычно, в качестве сопла для такой горелки используется игла от медицинского шприца – выбор объяснимый легкодоступностью, но неважный в теплотехническом смысле. Игла шприца – тонкостенная трубочка из плохо проводящей тепло нержавеющей стали. Малейший локальный перегрев и она оплавляется кислород-водородным пламенем. Напротив, в качестве сопла для такой горелки следует предпочесть толстостенный капилляр из медных сплавов. В крайнем случае, иглу можно обмотать нетонкой медной проволокой и тщательно пропаять серебром.

Медные или латунные капилляры, диаметром от ~0.15 мм сейчас вполне доступны, но еще один несложный вариант изготовления микросопла – сверление. Теория говорит - для достижения спокойного ламинарного потока газа и выраженного иглоподобного факела, длина сопла должна быть не короче 3…5 её диаметров. Так, для диаметра отверстия 0,3 мм, глубина сверления может быть всего 1 мм. Более того, тонкие глубокие отверстия могут представлять затруднения в эксплуатации – сложно прочищаться при неизбежных засорах. Практика показала – сверление неглубокого отверстия спиральным сверлом 0,3 мм. в бронзе и латуни, не представляет сложности. Сверла недороги и доступны. 

Что потребовалось для работы.

Набор некрупного слесарного инструмента, мелочи. В работе использовался сверлильный станок, электролизер для пайки твердым припоем, УЗ мойка.

К делу.

Здесь, описано изготовление сменного наконечника с соплом для имеющейся микрогорелки. Для основания подобрал медную 7 мм трубку, аналогичную штатной. На трубке-заготовке уже имелся изгиб, хотя и выполненный не вполне хорошо – без внутренней набивки, а потому несколько сплющенный. Заготовка была признана удовлетворительной. Примерив и разметив, отрезал нужную часть роликовым резаком (Фото 2).

Роликовый резак продавливает мягкую медь – для выравнивания образующегося сужения пришлось поработать круглым надфилем и наждачкой.

Для сопла подобрал латунную заготовку. Латунь, превосходный материал для такого применения – легко обрабатывается, хорошо паяется мягкими и твердыми припоями, имеет малый КТР (коэффициент термического расширения).

Длинную стойку спилил у основания ювелирным лобзиком. Длинна – с запасом, для удобства предварительной обработки. Утолщенная часть с внутренней резьбой чуть великовата.

Канавки на сверле невеликие, при работе нужно часто извлекать инструмент для удаления стружки. Случается удачно приобрести сверла несколько конической формы, особенно склонные ломаться. Отчасти помогает смачивание спиртом.

В ответственных случаях канал сопла следует отполировать, например, толстой ниткой натертой пастой ГОИ. В случаях особо ответственных, заднюю часть канала, примерно на ¾ делают еще и слегка конической, специальной разверткой. Практика, однако, показала, для гремучего газа и предложенных диаметров сопла, обычного сверления довольно вполне.

От пластинки фабричного ювелирного припоя ножницами отрезал полоску и зажал в обратном пинцете. Флюс – бура. Вносить ее удобно раскалив нетолстую стальную проволочину и макнув в порошок. Налипшую подплавленную буру перенес на раскаленные детали, убрав факел – сдувает. Нагревал место пайки гремучим газом из электролизера. Дидимовые стеклодувные очки защищают глаза и вырезают натриевое «содовое свечение» - место пайки хорошо видно.

Нагрев обычной инжекционной горелкой на пропане. По остыванию – немедленная отмывка от остатков флюса в теплой воде. Сначала вручную, старой зубной щеткой, затем несколько циклов в УЗ мойке.

К слову, диаметр 0,3 мм. глубокого отверстия, теоретически, является «предельным» для гремучего газа – с таким соплом, до некоторой степени, можно быть уверенным в отсутствии обратного удара.

Babay Mazay, май, 2022 г.

Получение в электролизере кислород-водородной смеси - гремучего газа, только часть задачи. Еще солидный кусок – подготовка газа для использования практического, а обычно это сжигание. Кроме прочего, гремучий газ полезно осушать иначе весомая часть тепла факела будет тратиться на испарение воды. Это как топить печь сырыми дровами – проделать громадную работу по заготовке, а тепла получить чуть. Осушение гремучего газа в простом электролизере, как оказалось, задача нетривиальная – нужен весьма прочный сосуд выдерживающий потенциальный подрыв (а осушитель – первый аппарат на пути обратного удара пламени), герметичный, стойкий к раствору щелочи (содержится во влаге). Опять же – из доступных материалов и более-менее удобный в эксплуатации. То есть не требующий слишком частого обслуживания и оно должно быть по возможности нетрудоемким.

Собирая свой аппарат для домашней мастерской, поторопился сделать осушитель из куска стальной водопроводной трубы с патрубками-вводами, предполагая засыпать его силикагелем и пропускать газ снизу вверх через слой-столб гранул. Однако, в переписке вовремя получил совет своего наставника и вдохновителя, владельца довольно мощного самодельного электролизера, прототипа моего. Как оказалось, газ после реактора и водяного затвора довольно влажный, а силикагель работает хорошо но увы, не особенно долго. Пропуская его через засыпку, получаем высокую эффективность, но и необходимость весьма часто извлекать осушающий реагент для регенерации. Увы, приходится довольствоваться компромиссом – извлекать из газа только часть влаги, при этом разбирать осушитель и прокаливать силикагель приходится много реже.

В частичном осушителе газ проходит через перфорированную трубку окруженную засыпкой из силикагеля. Гидравлическое сопротивление трубки много меньше чем у слоя гранул и практически весь поток проходит через нее. Тем не менее, гигроскопическое окружение связывает некоторую часть паров воды из проходящего газа. Степень осушения можно подобрать количеством и диаметром отверстий в перфорации.

В мой уже готовый осушитель (Фото 1, по центру), такой перфорированный канал легко не встроить, но кое что сделать удалось.

Что понадобилось для работы.

Набор слесарного инструмента, мелочи.

К делу. 

Короткий входной штуцер вварен внизу глубокой узкой шахты (Фото 5) и добраться до него сложно. Здесь, применил зеркальный вариант частичного осушения (Рис. 2) – газ будет омывать извлекаемый перфорированный осушительный патрон. Вариант получился вполне удобный во многих отношениях, настраивать степень осушения в нем легче легкого.

Итак, общий принцип выработан, материал – пластик. Здесь не нужна значительная прочность, важна лишь стойкость к влаге и щелочи. Оглядевшись по сторонам, в качестве корпуса патрона применил обрезок серенькой канализационной трубы Ø50 мм. Верхнюю и нижнюю крышку сделал из обрезков 0,5 л ПЭТ бутылки от минеральной воды, причем в нижней части патрона применил верхнюю половинку бутылки. Ее сужение - горлышко с пробкой позволило иметь внизу зазор для прохода газа и миновать торчащий внутрь штуцер (Фото 5).

На боках трубки разметил и просверлил ряды некрупных отверстий и острым ножом срезал пластиковые заусенцы. ПЭТ бутылка с нетолстыми стенками натурально работает как термоусадочная трубка и обдувая половинки строительным феном на второй передаче, плотно усадил их на торцы патрона. Нижнюю часть удерживающую столб гранул дополнительно закрепил двумя недлинными саморезами.

Операция в принципе лишняя – индикаторные гранулы девственно голубые (при увлажнении они становятся розовыми). Тем не менее, работа была проделана для тренировки. Силикагель засыпал нетолстым слоем 1…1,5 см толщиной в стопку металлических лоточков и поместил в самодельную электропечь. Настроил термоконтроллер на 180 ̊ С и четыре часа работы. Вынул после охлаждения до 60 ̊ С.

Силикагеля в патрон поместилось около 1.5 л. Бронзовый пробковый краник разобрал, промыл растворителем от старой смазки, отшлифовал наждачкой 2000 конус пробки, удалил остатки шлифовки смазал консистентной смазкой, собрал.

Она пробирается через две промывалки и окрашивает пламя, а также регулярно кристаллизируется в микросоплах горелок. Здесь эти кристаллы отфильтровываются набивкой из базальтовой ваты в сухом фильтре (тонкая часть осушителя) и не столь заметны. Большую часть факела теперь практически не видно, только изредка вылетает частичка щелочи и проявляет этакий луч. Отчасти факел можно увидеть при сильном затемнении в движении. В целом, это тонкая игла длиной 30…35 см.  

К слову об осушении. В электролизерах фабричных, осушение часто не проводится вовсе либо проводится но не силикагелем. Нередко в качестве осушителя применяют концентрированную серную кислоту (Н2SO4) барботируя (пробулькивая) через нее гремучий газ. Она работает долго. Реактив относительно недорогой и ходовой – электролит из любого автомагазина который нетрудно упарить в эмалированной посуде до появления белого пара. Концентрированная серная кислота пассивирует черную сталь, ее возят по железной дороге в стальных цистернах, то есть теоретически можно применить аппарат – копию водяного затвора. Однако, в процессе работы концентрированная кислота постепенно превращается в разбавленную и вероятно станет реагировать с железом. Опять же, мы уже знаем что частички щелочи вместе с парами воды проникают по «системе» вплоть до сопла горелки и с кислотой они будут реагировать. С одной стороны они гарантированно отсекутся, с другой – кислота постепенно превращается в соль. Ее придется периодически обновлять полностью.

Разобрал, насосал внутрь воды и устроил длительную промывку в ультразвуковой мойке. В чистой теплой воде. В медной ручке огнепреградитеьная набивка. Очень плотная, из тонкой отожженной медной путанки. Рядом два сменных наконечника с разными соплами.

Кроме прочего, с ручки ободрал веселенькую термоусадку, заменил шток игольчатого краника на лучший, уплотнил его. Появился новый металлический маховичок взамен яркой пластмасски. В целом - суровый челябинский стимпанк.

Восстановил соединения. Всё электролизное оборудование с комфортом разместилось сбоку от рабочего стола с настольной стеклодувной горелкой и вытяжкой. На фото видны водяной затвор и осушитель, сам реактор с блоком питания рядом, в узкой щели за кирпичной печкой. Там же и удобная розетка. В кадре также бензиновый карбюратор для получения по месту горючего газа.

Babay Mazay, февраль, 2023 г.

Редко когда бывает – чтобы вопиюще спроектированный прибор, отлично работал и чудо как хорошо вписывался в конструкции, правда, в несколько ином, чем планировалось, качестве. В самом деле, высоковольтный трансформатор от микроволновой печи - огромный ток холостого хода, людоедская индукция в вызывающе заваренном насмерть  сердечнике… Зато удешевление производства и экономия материалов. Интересно, что как не старались конструкторы, в вышедших из строя печах этот трансформатор почти всегда цел – надо полагать, в конструкции есть элементы еще более ненадежные.

А вот для некрупной настольной точечной сварки – лучше его, не придумать - габаритная мощность до киловатта при очень скромных размерах и массе, да и добыть удается незадорого, а нередко и вовсе даром. Работает секунды – дрянные параметры не успевают показать себя во всей красе, опять же легко перематывать – витков немного, провод толстый, сердечник разшелушивать на пластинки а потом собирать не нужно. Два витка нетонкого провода уже будут неплохо работать. Однако, однако. Кабель круглого сечения и невеликое окно для сильноточной «вторички» оставляют маловато вариантов, больше нескольких витков солидного провода, даже с самодельной, во имя экономии места, изоляцией, не продернуть. Такому аппарату по зубам либо совсем мелочи, либо заготовки чуть помассивнее, но сварочный клюв и соединительные провода должны быть очень короткими и весьма нетонкими. В то время как некоторые некрупные операции удобно делать выносным «пинцетом», хотя бы на полуметровом кабеле с его потерями.

Традиционно, для сверхсильноточных обмоток применяют фольгу (нетолстый лист). Он сильно экономит «окно» оставляя мало пустот, удобно ложится при обычной намотке на вынутую из стального сердечника катушку, изолируется обычными «межслойными» средствами. В собранный сердечник такую обмотку продернуть куда как сложнее, но попробовать стоит – в имеющийся трансформатор влезет больше витков, а при изрядном соотношении витков / Вольт, любой лишний оборот – большое дело.

Мой исходный сварочный трансформатор-заготовка намотан самодельным кабелем около 20 (?) мм2. 2 витка, короткие и жесткие выводы (Фото 2).

Любое промежуточное соединение и потери на нем критически уменьшают и без того невысокое напряжение, а для короткого клюва выводы слишком жесткие – по жилам заполз припой.

Что понадобилось для работы.

Набор некрупного слесарного инструмента, материалы, см.ниже, разметочный инструмент, длинная линейка, строительный фен, мелочи.

К делу.

Старую вторичную обмотку по возможности аккуратно демонтировал – распаял самодельные клеммы и наконечники горелкой, собрал припой, удалил провод (Фото 3).

Обмерил сердечник и определил высоту (ширину) ленты с учетом изоляции. Увы, слишком сильно рассчитывать на плотную укладку не приходится – жесткий кабель, складки изоляции. Попытаемся по возможности свести их к минимуму, рассчитать максимальную длину заготовки провода и намотать сколько влезет. Исходный трансформатор (Фото 2) неплохо работал с коротенькими эрзац-электродами из 3,3 мм медной жилы. Любое увеличение сечения или количества витков «вторички» ощутимо улучшит его свойства.

Моя заготовка для самодельного провода-шины – небольшой рулон медной отожженной фольги, доставшейся по случаю (Фото 4).

По магнитопроводу определил максимальную вероятную длину шины, накинул запас для некоротких выводов. Местами мятую фольгу, по возможности, выровнял, расстелив на ровной поверхности и с усилием прошелся по ней гладким цилиндром – литровой стеклянной банкой (Фото 5).

Освободил в мастерской большой стол, отрезанный кусок-заготовка в аккурат на нем помещался, что сильно упростило работу. Распустил заготовку на ленточки – каждую размечал, отчерчивал очередную границу под длинную линейку – алюминиевую квадратную трубу. Использовал слесарную чертилку. На темной меди процарапанный светлый след виден очень хорошо. Резал фольгу обычными, старыми портновскими ножницами. Тяжеловато, но получается несколько точнее, чем специальными по металлу. Спешить мне было некуда, растянул удовольствие на несколько дней. После резки край имеет небольшой заусенец на обоих частях. Выравнивал его, насколько возможно, той же банкой.

На самом деле получилось еще несколько больше – значения округлял в меньшую сторону. То есть – «не менее» 48 мм2.

Суперзадача – изолировать витки шины друг от друга. Увы, обычные намоточные приемы, вроде киперной ленты или бумажных полос с бахромой здесь не годятся и придется заранее изолировать весь намоточный провод. Здесь, применил термотрубку подходящего диаметра (Фото 8). Кроме прочего, она неплохо скользит даже без дополнительной смазки, что полезно при плотной намотке-продевании.

Сложив стопку лент, скрепил их в нескольких местах прищепками, примял острые торчащие углы на торце шины и в несколько приемов натянул термотрубку. Строительным феном с широким наконечником последовательно усадил термотрубку на меди. Левой рукой в нетонкой матерчатой перчатке, при необходимости выравнивал стопку лент по ширине, приминал волны.

Намотка изолированной шиной по ширине окна особенностей не имеет, за исключением, разве что, первого вывода. Разумеется, нужно правильно определить и выполнить направление намотки, совпадающее с таковым, у обмотки первичной. Контрольной, может быть пробная намотка из нескольких витков любого изолированного провода (Фото 9).

Выполнена куском двухжильного сетевого шнура. После подачи на сетевую обмотку стандартных ~220В на пробной обмотке должно появиться соответствующее виткам (примерно помноженное на 0,8) переменное же, напряжение.

Увы, в действительности, витков влезло меньше ожидаемого из-за трудноустранимых образующихся при намотке складок на самой ленте и изоляции. Тем не менее, получилось три витка сечением 48 мм2, с длинными мягкими выводами. При сетевом напряжении ~220В они дают чуть больше ~2,5 В. На такую обмотку с выводами около 20 см, ушло 1.2 метра самодельной шины.

Простейший сварочный клюв на основе такого трансформатора.

Babay Mazay, август, 2022 г.

Точечная сварка в домашней лаборатории-мастерской – полезный аппарат расширяющий возможности. Опуская основное, популярное ныне, его применение – сборку и ремонт аккумуляторных батарей, точечная сварка удобна при изготовлении вещиц из нетолстых листовых материалов, например, кровельной 0,45…0,5 мм толщиной оцинкованной стали. Это элементы корпусов для некрупных приборов, кожухи и прочее подобное. Точечная сварка используется для приваривания выводов к часовым элементам питания для применения в высококачественных ламповых усилителях ЗЧ (смещение). Наконец, без точечной сварки не обойтись в электровакуумном деле.

Что потребовалось для изготовления.

Кроме элементов и материалов - набор простых столярных и некрупных слесарных инструментов, набор для электромонтажа, ЛКМ, крепеж, мелочи.

Проектирование.

Самый толстый предполагаемый материал для сварки – сталь 0,5 мм толщиной, самый тонкий – на порядок меньше, т. е. требуется значительный диапазон регулировки и точная выдержка. Здесь, применил готовый фабричный контроллер китайского производства (Фото 2).

Регулирование кнопочное, индикаторы светодиодные семисегментные. Питание модуля переменным током 9…12 В от небольшого вспомогательного трансформатора. Запуск при замыкании контактов на колодке (кнопка, педаль). Отключаемая звуковая сигнализация.

Сварочный трансформатор. Сердце прибора и его возможности. К с частью, в связи с распространением аккумуляторной электротяги в разного рода подвижных механизмах, накоплен большой опыт использования перемотанного высоковольтного трансформатора от микроволновой печи. Кажется, это его лучшее применение, даже по сравнению с исходным – завышенный ток покоя и весьма скромные для заявленной мощности габариты, делают его длительное включение расточительным и опасным. Другое дело точечная сварка – относительно дешевый, а иногда и бесплатный, трансформатор. Мощный, компактный, легко переделываемый. А что до перегрева и перерасхода, так здесь он будет работать секунды.

К делу.

Дополнительные панели для установочных элементов сделал из нетолстого листового текстолита. Такой прием позволяет с удобством использовать для стенок корпуса материал значительной толщины (дерево, фанера).

Первое – нетолстым (1,5 мм) сверлом. Для точности. Дальше, рассверливание нужным диаметром. Сверлильной станок, средние обороты, предварительное накернивание центров отверстий на стальной плите.

Просверлил радиатор, нарезал резьбу. Прикрутил прибор за фланец, корпус дополнительно прижал парой нашедшихся кронштейнов. Под металлическую спину симистора плюхнул немного КТП-8.

Сварочный трансформатор - на основе высоковольтного от микроволновой печи. Доработан и имеет самодельную вторичную обмотку 20 (?) мм2. 2 витка.

Выточенные из латунного прутка с нарезанной резьбой М10х1. Наконечники для провода сделал из медной трубки. Спаял.

Лист отрихтовал, разметил, вырезал заготовки ножницами по металлу. Жесткой щеткой с мылом и водой отмыл и высушил заготовки.

Корпус прибора. Скомпоновал элементы аппарата и вычертил в КАДе. Из 10 мм фанеры нарезал заготовки стенок. Дно сделал из двух склеенных слоев такой фанеры. Собирал на столярный ПВА и некрупные гвоздики.

После грунтовки некрупной затертой наждачкой пригладил встопорщившиеся волокна.

Недлинные, откусывал им половину оставляя шляпку с хвостиком около 5 мм. Забивал небольшим молоточком поддерживая изнутри деревяшку тяжелым обрезком крупного швеллера.

Два вентилятора обдувают сварочный трансформатор и радиатор силового  ключа-симистора. Каждый свое. Вентиляторы запитаны постоянным напряжением 9 В. Через диодный мост от маломощного вспомогательного трансформатора. Контроллер имеет свой собственный бортовой выпрямитель-стабилизатор и питается переменными 9 В. Автоматический выключатель установил на обрезке стандартной DIN-рейки привинченной парой саморезов к нарочитому брусочку. Остальное очевидно.

Сварочный трансформатор закреплен винтами М4 с усиленными шайбами. Полоски резины приклеил "Моментом" – хорошие нескользящие ножки, опять же – «потай» для головок винтов.

Значения обоих параметров средние, есть куда и уменьшать и увеличивать. Регулирование четкое и удобное, подбирать режим легко.

Окончательный вариант распечатал на плотной фотобумаге. Вырезал скальпелем. Для маскировки неработающих сегментов индикатора, прямо на него наклеил слой бумажного малярного скотча.

В сборе, блок планируется как столик-подставка для нахлобученного сверху некрупного рычажного прижима (электродов). Отсюда незакрепленная верхняя крышка – придавится, и клеммы сзади.

Сварочные электроды должны быть массивными и из меди или сплавов – мои проволочные эрзацы, даже такие короткие,  на высоких токах и выдержках раскаляются докрасна.

Отключение сопутствующего всяким манипуляциям звукового «БИП!» в контроллере – одновременное нажатие пары нижних кнопок. Включение – верхних.

Дальнейшая модернизация прибора - перемотка силового трансформатора шиной из фольги для работы в удобном и компактном "местном" сварочном прижиме и вживление его в ящик аппарата.

Babay Mazay, июль, 2022 г.  

В аппаратах для точечной сварки, в том числе и относительно небольшой мощности, во вторичной низковольтной обмотке трансформатора протекают огромные токи. Любые и даже вполне невинные в обычных случаях, незначительные сопротивления в этой цепи – большие потери, местный нагрев, вероятный брак сварки. Лучше всего выполнить эту цепь максимально короткой, сплошной, проводом значительного сечения, идеально – тем же, каким и сделана обмотка, а к рабочим сварочным наконечникам припаять. В такой цепи будут наименьшие потери и лучшая надежность, однако, в эксплуатации конструкция будет удобной не вполне – наконечники со временем обгорают и требуют периодической правки, возможно, потребуются разной формы и размера; к одному сварочному аппарату может быть подключено несколько различных инструментов.

Итак, всё таки - соединение разъемное. Поскольку переключения здесь нечасты, применим клеммы простейшей конструкции – винтовые, но хорошие – значительного сечения и сжимаемой площади, из меди или ее сплавов. Соединения частей – пайкой. Покопавшись в ящиках с медным-латунным-бронзовым хламом подобрал и подходящие заготовки. Замечу, что не только токоведущие, но и все соприкасающиеся части клеммы должны быть из медных сплавов, применять обычный стальной или стальной оцинкованный крепеж, недопустимо – харам - гальваническая пара.

Что понадобилось для работы.

Кроме заготовок, пригодился набор некрупного слесарного инструмента, в том числе инструменты и материалы для огневой пайки – компактная горелка, флюс, припой. Инструменты для электромонтажа, мелочи.

К делу.

Для основной винтовой части клемм заготовкой принял имеющийся латунный пруток. Диаметр волевым усилием определен 10 мм, как раз нашлись и метчики-плашки. После грубых расчетов потребной длины винтов, прибавил и некоторый небольшой запас, отметил и нетолстым абразивным диском УШМ отрезал пару заготовок. Нужный для нарезания резьбы диаметр проточил в сверлильном станке, зачистным абразивным диском небольшой болгарки (Фото 2, 3).

Гайки. Увы, достаточно массивных заготовок из меди или сплавов, в своих закромах не нашел, что в очередной раз заставляет задуматься о некрупном литье из бронзы. Заготовкой для моих гаек послужила латунная болванка сложной формы – остатки от старого основания смесителя для ванной (Фото 6).

Для надежного присоединения мощного провода трансформатора сделал пару медных частей из 15-ти мм. трубы для водопровода.

Иногда таким резаком удобнее сделать глубокую метку и уже по ней отпилить, например, ювелирным лобзиком.

Резы сделал нетолстым абразивным диском болгарки, чтобы плотнее обжать провода перед пайкой. Кстати зря, сделать это можно было бы и без всяких пропилов. Нужна была бы только маленькая дырочка внизу стакана, чтобы выходил воздух при пайке. Стаканчик из пластичной отожженной меди, как миленький, обжался бы и так.

Провод самодельный, сложенный из двух сварочных, освобожденных от резиновой оболочки для экономии площади «окна». Новая изоляция – резиновой же изолентой на тканевой основе. Выходные концы укоротил, обрезал лишнее, зачистил от изоляции. Провод состоит из отдельных прядей. Каждую расплетал, зачищал наждачкой, лудил. Паяльником,  ПОС-61 со спирто-канифольным флюсом. Семен Семеныч, далеко а надо!

В ящике – блоке питания точечной сварки, отверстия для клемм расположены одно над другим, расстояние от трансформатора до стенки с клеммами определено и относительно невелико – короткие толстые и жесткие провода придется сильно изгибать. Во время пайки, припой капиллярными силами затащит между жилами и превратит значительную часть каждого провода в металлический монолит – паять их следует уже сформованными нужным образом, так как они и будут располагаться в корпусе. Пришлось сделать одноразовую деревянную оснастку для пайки.

Вставил подготовленные концы проводов в наконечники, без фанатизма обжал их плоскогубцами, сформовал провода и закрепил трансформатор некрупными саморезами – во время пайки он будет висеть а вся сборка стоять на площадке с клеммами, чтобы жидкий припой не выливался.

Подготовив и установив удобным образом детали, инструменты, материалы, по очереди нагрел горелкой медные наконечники снаружи, внес достаточное количество припоя. Припой использовал диаметром 3 мм, без канифоли внутри. 

Внутренние отверстия шайб также выпилены. Хоть и много дольше сверления, получается не в пример аккуратнее. Выпиленные заготовки шайб наждачкой с некрупным зерном зачистил от окислов, по одной закрепил на болтике М10 с гайкой и сунул в шуруповерт – минута работы инструмента и выровнены торцы. Здесь применил наждачку покрупнее.

Babay Mazay, июль, 2022 г.