קטגוריות: מאמרים מוצגים » אלקטרוניקה מעשית
מספר צפיות: 407784
הערות לכתבה: 11
ריתוך כתמים בבית המלאכה הביתי
זנים וסיווג ריתוך
ריתוך הוא תהליך השגת חיבור אינטגרלי של חלקים עקב היווצרות קשרים בין אטומיים בריתוך. קשרים כאלה נוצרים תחת השפעה של חימום מקומי או כללי של החלקים המיועדים לריתוך, או תחת השפעת עיוות פלסטי, או שניהם.
ריתוך משמש לרוב לחיבור מתכות וסגסוגותיהם, לחיבור תרמופלסטים ואפילו לרפואה. אולם ריתוך של רקמות חיות הוא מעבר לתחום המאמר. לכן, שקול בקצרה רק את אלה סוגי ריתוכים המשמשים בטכנולוגיה.
ההתפתחות המודרנית של טכנולוגיית הריתוך היא כזו שהיא מאפשרת לבצע ריתוך לא רק בתנאי ייצור, אלא גם באוויר הפתוח ואפילו מתחת למים. בשנים האחרונות הריתוך כניסוי כבר בוצע בחלל.
לייצור ריתוך משתמשים בסוגים שונים של אנרגיה. ראשית, מדובר בקשת חשמלית או בלהבת מבער גז. מקורות אקזוטיים יותר הם אולטרסאונד, קרינת לייזר, קרן אלקטרונים וריתוך חיכוך.
כל פעולות הריתוך קשורות בסכנת שריפה גבוהה, זיהום גז על ידי גזים מזיקים, קרינה אולטרה סגולה ופשוט סכנת התחשמלות. לפיכך, ביצוע עבודות ריתוך דורש קיום קפדני של תקנות הבטיחות.
כל שיטות הריתוך, תלויות בסוג האנרגיה וטכנולוגיית השימוש בהן, מחולקות לשלוש מחלקות עיקריות: מחלקת תרמית, כיתה תרמו-מכנית ומעמד מכני.
ריתוך בכיתה תרמית מתבצע על ידי התכה בגלל השימוש באנרגיה תרמית. זה ידוע לרוב ריתוך בקשת חשמלית ו ריתוך גז. ריתוך בכיתה תרמו-מכנית מבוצע באמצעות אנרגיה תרמית ולחץ מכני. לריתוך מכני בכיתה משתמשים באנרגיית הלחץ והחיכוך. כל פיצולי הריתוך לשיעורים נעשים בהתאם ל- GOST 19521-74.
ריתוך נקודתי
ריתוך נקודתי מתייחס לקטגוריה של מה שנקרא ריתוך מגע. בנוסף לכך, גם ריתוך התחת והתפר שייכים לשם. בתנאים של בית מלאכה ביתי, שני הסוגים האחרונים כמעט ואינם ניתנים ליישום, מכיוון שהציוד מסובך מכדי לחזור בתנאים מלאכותיים. לכן, המשך בלבד ריתוך נקודה.
על פי הסיווג שלמעלה, ריתוך כתמים שייך למעמד התרמו-מכאני. תהליך הריתוך מורכב מכמה שלבים. ראשית, החלקים שיש לרתך, ששילבו בעבר במצב הרצוי, מונחים בין האלקטרודות של מכונת הריתוך ונלחצים זה מול זה. ואז הם מחוממים למצב של פלסטיות, ועיוותים פלסטיים משותפים לאחר מכן. כאשר משתמשים בציוד אוטומטי בתנאים תעשייתיים, מושגת תדר ריתוך של 600 נקודות לדקה.
טכנולוגית ריתוך נקודתית קצרה
החלקים מחוממים על ידי אספקת דופק לטווח קצר של זרם הריתוך. משך הדופק משתנה בין 0.01 ... 0.1 שניות, תלוי בתנאי הריתוך. הדופק לטווח הקצר מבטיח את התכה של המתכת באזור האלקטרודות ויצירת גרעין נוזלי משותף לשני החלקים. לאחר הסרת הדופק הנוכחי, החלקים מוחזקים בלחץ זמן מה להתקררות ולגבישה של הליבה המותכת.
לחיצת החלקים בזמן דופק הריתוך מספקת את היווצרות סביב הליבה המותכת של רצועת האיטום, אשר מונעת את התזת ההמסה מאזור הריתוך. לפיכך, אין צורך באמצעים נוספים להגנה על נקודת הריתוך.
יש להסיר את כוח הדחיסה של האלקטרודות באיחור מסוים לאחר סיום דופק הריתוך, המספק תנאים להתגבשות טובה יותר של המתכת המותכת. במקרים מסוימים, בשלב הסופי, מומלץ להגדיל את כוח ההידוק של החלקים, מה שמבטיח חישול מתכת וביטול אי-הומוגניות בתוך הריתוך.
יש לציין כי בכדי להשיג ריתוך איכותי, יש להכין מראש את המשטחים שיש לרתך, במיוחד לנקות אותם מסרטי תחמוצת עבים או פשוט מחלודה. לריתוך יריעות דקות מספיקות, עד 1 ... 1.5 מ"מ, מה שנקרא ריתוך קבלים.
קבלים נטענים ברציפותזרם קטן מספיק, צורכת כוח זניח. בזמן הריתוך, הקבלים משוחררים דרך החלקים שיש לרתך, ומספקים את מצב הריתוך הדרוש.
מקורות כאלה משמשים לריתוך חלקים מיניאטוריים ותת-מיניאטוריים בתעשיית ייצור מכשירים, אלקטרוניקה ורדיו. במקרה זה, ריתוך של מתכות ברזליות וגם לא ברזליות אפשרי, ואפילו בשילובים שונים.
יתרונות וחסרונות של ריתוך כתמים
כמו כל דבר בעולם, לריתוך ספוט יש את היתרונות והחסרונות שלו. ראשית, היתרונות כוללים רווחיות גבוהה, חוזק מכני של ריתוכים במקום ויכולת אוטומציה של תהליכי ריתוך. החיסרון הוא חוסר ההידוק של הריתוכים.
עיצובים תוצרת בית של מכונות ריתוך ספוט
בתנאים של בית מלאכה ביתי, ריתוך כתמים עשוי להיות נחוץ, לכן פותחו מכשירים רבים המתאימים לייצור עצמי בבית. להלן תיאור קצר של חלקם.
אחד העיצובים הראשונים של המנגנון לריתוך כתמים תואר בכתב העת RADIO N 12, 1978, עמ '47-48. תרשים המעגל של המכשיר מוצג באיור 1.
איור 1. סכמטי של מכונת הריתוך במקום
מכשיר כזה אינו שונה בעוצמה מוגברת, בעזרתו ניתן לרתך מתכת גיליון בעובי של 0.2 מ"מ או חוט פלדה בקוטר של עד 0.3 מ"מ. עם פרמטרים אלה, ריתוך אפשרי בהחלט צמד תרמיכמו גם ריתוך חלקי נייר כסף דקים למצעי פלדה מסיביים.
אחת היישומים האפשריים היא ריתוך של יריעות נייר כסף דקות עם מדדי מתח מודבקים לחלקים שנבדקו. בשל העובדה כי החלקים שיש לרתך הם קטנים, כוח ההידוק בזמן הריתוך הוא קטן, לכן אלקטרודת הריתוך מיוצרת בצורה של אקדח. חלקי ההידוק מתבצעים ביד.
המעגל של מכונת הריתוך הוא די פשוט. מטרתו העיקרית היא ליצור דופק ריתוך למשך הזמן הנדרש, המספק מצבי ריתוך שונים.
היחידה העיקרית של המכשיר היא שנאי ריתוך T2. אלקטרודת ריתוך מחוברת לסלילה המשנית שלה (בהתאם לתכנית הקצה העליונה) באמצעות כבל גמיש רב-ליבתי, וחלק מרותך מסיבי יותר מחובר לקצה התחתון. החיבור צריך להיות אמין מספיק.
שנאי הריתוך מחובר לרשת דרך גשר המיישר V5 ... V8. תיריסטור V9 כלול באלכסון אחר של גשר זה: כאשר הוא נפתח, מתח החשמל דרך גשר המיישר מופעל על סלילה ראשונית של שנאי T2. התריסיסטור נשלט באמצעות כפתור "הדחף" S3 הממוקם בידית אקדח הריתוך.
כשמחובר לרשת ממקור עזר, קבל C1 נטען מיידית. מקור העזר מורכב משנאי T1 וגשר מיישר V1 ... V4. אם נלחץ כעת על כפתור ה- "Impulse" S3, הקבל C1 דרך המגע הסגור שלו והנגד R1 ישוחרר דרך הקטע של אלקטרודת הבקרה - הקתודה של הת'יסטורוס V9, שיוביל לפתיחתו של האחרון.
התיריסטור שנפתח יסגר את האלכסון של הגשר V5 ... V9 (זרם ישר), שיוביל להכללת שנאי ריתוך T1.התיריסטור יהיה פתוח עד לפרוק הקבל C1. ניתן לשלוט על זמן הפריקה של הקבל, ועל כן זמן הדופק של זרם הריתוך על ידי נגן R1 משתנה.
על מנת להכין את דופק הריתוך הבא, יש לשחרר את כפתור "הדחף" בקצרה כך שהקבל C1 נטען. הדופק הבא יוצר על ידי לחיצה נוספת על הכפתור: כל התהליך יחזור על עצמו, כמתואר לעיל.
כשנאי T1, כל הספק נמוך (5 ... 10W) עם מתח יציאה בסיבוב III של כ 15 וולט מתאים. סלילה II משמשת לתאורה אחורית, המתח שלה הוא 5 ... 6V. כאשר הדירוגים C1 ו- R1 המצוינים בתרשים, משך זמן הפעולה המרבי של דופק הריתוך הוא כ -0.1 שניות, מה שמבטיח זרם ריתוך של 300 ... 500 A, וזה די מספיק לריתוך החלקים בגודל קטן שהוזכרו לעיל.
השנאי T2 מיוצר על ברזל Sh40. עובי הסט הוא 70 מ"מ. הפיתול העיקרי מפותל עם חוט PEV-2 0.8 ומכיל 300 סיבובים. הפיתול המשני נפצע מיד בשני חוטים ומכיל 10 סיבובים. חוט התפתל המשני תקוע בקוטר 4 מ"מ. אתה יכול גם להשתמש בצמיג עם חתך רוחב של לפחות 20 מ"ר
לא מן הנמנע להחליף את תיריסטור PTL-50 ב- KU202 באותיות K, L, M, N. יתר על כן, יש להגדיל את הקבל C1 ל -2000 מיקרומטר. זה רק מהאמינות של המכשיר עם החלפה כזו יכולה להיות מופחתת במידה מסוימת.
מכונת ריתוך נקודה חזקה יותר
ניתן לקרוא למכשיר המתואר לעיל מכונת ריתוך. תרשים של מכשיר חזק יותר מוצג באיור 2.
איור 2. תרשים סכמטי של מכונת הריתוך במקום
בבחינה מדוקדקת יותר קל לשים לב שהוא דומה מאוד מבחינה מבנית לקודם ומכיל אותם צמתים, כלומר: שנאי ריתוך, מתג ת'יסטור מוליכים למחצה ומתקן עיכוב זמן המספק את משך הדופק הריתוך הנדרש.
תוכנית זו מאפשרת לך לרתך מתכת גיליון בעובי של עד 1 מ"מ, כמו גם חוט בקוטר של עד 4 מ"מ. עלייה זו בהספק בהשוואה למעגל הקודם מושגת באמצעות שנאי ריתוך חזק יותר.
המעגל הכללי של המנגנון מוצג באיור 2 א. הפיתול העיקרי של שנאי הריתוך T2 מחובר לרשת באמצעות מגשר קרבה של טיריסטור מסוג MTT4K. הזרם הישיר של מתנע כזה הוא 80 A, מתח ההפוך הוא 800 V. המכשיר הפנימי שלו מוצג באיור 2 ג.
המעגל של המודול די פשוט ומכיל שני תיריסטורים, מקבילים נגדי-מקבילים, שתי דיודות ונגד. אנשי קשר 1 ו -3 עוברים את העומס בזמן שאנשי הקשר 4 ו -5 סגורים, במקרה שלנו הם סגורים באמצעות קבוצת אנשי הקשר של ממסר K1. כדי להגן מפני מצבי חירום, המעגל מכיל מפסק AB1.
ממסר זמן מורכב על שנאי Tr1, גשר דיודה KTs402, קבלים אלקטרוליטיים C1 ... C6, ממסר K1 ומתגי מתג וכפתורים. במצב שמוצג בתרשים בעת הפעלת המכונה האוטומטית AB1, קבלים C1 ... C6 מתחילים להיטען.
קבלים מחוברים לגשר הדיודה באמצעות מתג P2K עם נעילה עצמאית, המאפשר לחבר מספר שונה של קבלים ובכך להתאים את השהיית הזמן. הנגד R1 מותקן במעגל טעינת הקבלים, מטרתו היא להגביל את זרם הטעינה של הקבלים ברגע ההטענה הראשוני. זה מאפשר לך להגדיל את חיי הקבלים. קבלים טעונים דרך איש קשר סגור בדרך כלל על כפתור KN1.
כשלוחצים על כפתור KN1 הוא נסגר כרגיל - מגע פתוח המחבר את ממסר K1 לקבל התזמון. בדרך כלל - קשר סגור ברגע זה, כמובן, נפתח, שמונע חיבור של ממסר K1 ישירות לגשר המיישר.
הממסר פועל, עם המגעים שלו הוא סוגר את מגעי הבקרה של ממסר התיריסטור, שמדליק את שנאי הריתוך.לאחר שחרור הקבלים, הממסר יכבה, דופק הריתוך ייפסק. כדי להתכונן לדופק הבא, יש לשחרר את כפתור KN1.
לבחירה מדויקת של זמן הדופק, משתמשים בנגד R2 משתנה. כממסר, K1 מתאים ממסר ריד הקלד RES42, RES43 וכדומה עם מתח תגובה של 15 ... 20 V. יתר על כן, ככל שזרם הפעולה של הממסר נמוך יותר, כך איחור הזמן ארוך יותר. הזרם בין המגעים 4 ו -5 של מתנע התיריסטור אינו עולה על 100 מיליאמפר, ולכן כל ממסר בעל זרם נמוך מתאים.
קבלים C1 ו- C2 ב 47 מיקרוגרם, C3, C4 100 מיקרוגרם, C5 ו- C6 470 מיקרוגרם. מתח ההפעלה של הקבלים הוא לפחות 50 V. שנאי Tr2 מתאים לכל אחד עם הספק של לא יותר מ 20 וואט עם מתח משני של 20 ... 25 V. ניתן להרכיב את גשר המיישר מדיודות נפרדות, למשל, ה- 1N4007 או 1N5408 הנפוצה.
שנאי הריתוך מיוצר על גבי מעגל מגנטי מ LATRA שרוף של 2.5 A. לאחר הסרת המתפתל הישן, הברזל עטוף בשלוש שכבות לכה לפחות. בקצות המעגל המגנטי, לפני סלילת הבד הלכה, מותקנים טבעות של קרטון חשמלי דק, המכופפים לאורך הקצוות החיצוניים והפנימיים של הטבעת. זה מונע את השמדת בד הלכה בזמן סלילה ותפעול לאחר מכן.
הפיתול העיקרי מתבצע עם חוט בקוטר של 1.5 מ"מ. עדיף אם החוט יהיה עם בידוד מבד, מה שמשפר את תנאי ההספגה של המתפתל עם לכה. עבור הספגה, ניתן להשתמש בלכה KC521 וכדומה. מספר הסיבובים מוצג באיור 2b. בעזרת ברזים תוכלו לבצע התאמה גסה של זרם הריתוך. בין הפיתולים הראשוניים והמשניים נפתחת שכבה של קלטת כותנה שלאחריה ספוג הסליל לכה.
הפיתול המשני עשוי חוט תקוע בבידוד סיליקון בקוטר 20 מ"מ ומכיל 4 ... 7 סיבובים. שטח חוט לא פחות מ -300 מ"ר. בקצות החוט מותקנים מזיקים, אותם יש להלחם למגע טוב יותר. אפשר לבצע סלילה משנית עם צרור של כמה חוטים דקים יותר. יש לציין לפחות את השטח הכולל, ואת כל החוטים להיות פצועים בו זמנית. תכנון זה של השנאי מספק זרם ריתוך של עד 1500 A. מתח המעגל הפתוח הוא 4 ... 7 V.
מנגנון מגע הריתוך מתבצע בהתאם לאופי העבודה שבוצעה על פי אחת מהתכניות הידועות. לרוב מדובר בצבת ריתוך. הלחץ שנוצר על ידי המנגנון הוא כ 20 ק"ג / ס"מ. ליתר דיוק, מאמץ זה נבחר בצורה מעשית. המגעים עשויים נחושת או ברונזה בריליום. במקביל, גודל רפידות המגע צריך להיות קטן ככל האפשר, מה שמבטיח ליבת ריתוך טובה יותר.
עיצובים חובבים לריתוך נקודתי ניתן למצוא כיום הרבה. הכל בא לידי ביטוי. לדוגמא, אחד העיצובים מבוסס על שנאי חשמל TS270 מטלוויזיות צבעוניות ישנות. כדי ליצור התקנה כזו היה צורך בשישה שנאים. אפילו מעגלים מבוקרים במיקרו-מעבדים מופיעים, אך המשמעות הכללית של המבנים נותרה בעינה: ליצור דופק לטווח קצר של זרם הריתוך וכוח הידוק מספיק באתר הריתוך.
בוריס אלאדישקין
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: