闲聊-51(自制电焊机) 在我被调到乌兰浩特航站工作以后,许多琐碎的技术问题,都需要自己来解决,在建立发射台的时候,需要安装良好的“保安地线”,按照那时的《三级机场定型设计》,埋设保安地线需要挖一个约十米长、一米宽、一米深的沟,沟里打入三根三米长、直径三寸的钢管,再用50×5mm的扁钢焊接起来引入发射台。 挖沟和打钢管的任务雇用当地力工比较容易完成,而焊接钢管与扁钢的事就比较麻烦了。我发现那里有一个相当大的美国制造的变压器,从它的铭牌上看出输入是230V、60HZ,输出是32V、80A。根据我当时对电焊技术的了解,估计它可以勉强进行电焊,于是设法借来了一些电焊条、焊钳和面罩、皮手套,开始做试验。为了限制它的“短路电流”,在变压器的初级串联了一个5KVA的调压器(用改变圈数来调节阻抗),并且输入用了380伏电压以便提高输出电压。初步试验的结果证明利用它可以焊接,但是因为电压偏低较多,加上我根本没有电焊的经验,维持电弧相当困难。不过不管怎样,经过一段时间奋斗,还是把几根钢管和扁钢焊接起来了。 1967年11月所作记录 原来那个输出32伏80安培的变压器和5KVA调压器仍是不可缺的,另外找来一个报废的发射机高压变压器(它原是为输出2×2500V的高压用的,转换功率也有2千瓦左右)把它的次级高压绕组拆除,再用自制的“纱包线”(所谓自制“纱包线”,是利用原来从油机房送电到“土塔台”的输电线(长度约有二百米),它的芯线是七股镀银铜线,每股线径近一毫米,剥掉它原来很厚而且破损的胶皮,用棉纱的“寸带”缠绕上去当作绝缘层),绕满空出来的窗口,结果输出电压约有20几伏。我把这三个变压器按照下图的方法连接起来: 1972年12月记录 220V市电直接供给那个输出32V的降压变压器、另一路市电经调压器供给我自己制作的降压变压器;两个降压变压器的次级串联起来(当然要注意相位问题),调节调压器的圈数就可以改变电焊机的工作电流。 由于两个变压器次级绕组相串联,其空载电压约50V(当时受条件限制:只有那么些粗导线,变压器的“窗口”也只有那么大;如果能够把20伏输出增加到30~40伏效果会更好。后来——2010年1月我从网上查找得到的资料,交流弧焊机的空载电压,应当在50~90伏范围内),所以电弧能够相当稳定地维持下去,工作电流也可以适应大多数实际焊件,这个自制的电焊机就为我们服务了许多年。后来为了参加一次沈阳管理局办的“技术革新展”,为了移动的方便,还把它安装在一个小车上,装上了买来的儿童车的小车轮,可以比较容易地拉走。 回来之后,我们把自制变压器拆开,将“自制纱包线”的烧焦了的纱层去掉,再用绝缘油绸裹上,变成了“油绸包线”再绕起来,于是提高了耐热性又提高了绝缘强度,还减小了绕组厚度。直到1979年我离开乌兰浩特,这个电焊机一直工作得很好,不知道后来它的命运如何了。 后来在1972年初,我还设计了一个电路,不过后来并没有施行。 根据我那些年电焊的经验,焊接时的手法对焊接质量有影响,一般情况右手握焊把使焊条与工件成45度角,引弧之后焊条前端在焊件上一边“画圆圈”一边向前推进,就像我们在纸上画线圈那样,焊弧的长度尽量让它短一些,但是前进方向也很重要,如果焊条向着焊弧吹的方向前进,焊接的效果就会比较好,而如果反过来向着焊把的方向走,焊接效果就会较差。据我猜想,是因为前一种方法,对即将焊接的工件进行了预热,而焊接后的焊缝立即离开了焊弧快速冷却;而后一种方法,焊缝没有受到预热,而焊后继续受到焊弧加热,不能及时冷却,故而效果不好。 针对不同的焊件也要用不同的焊条,例如我们买过一批“铸铁焊条”,它的外涂层是黑色的(好像含碳质),很容易起弧和维持电弧,我就用它焊接过梯子,不料这梯子没用多久,所焊梯级根部就出现裂纹,原来这“铸铁焊条”很脆而且强度也差,并不适合焊接这类“结构”焊接。不同厚度、体积的焊件,也要用不同直径的焊条,一般能用到的焊条直径,有2mm、3.2mm、4mm几种。使用不同直径的焊条,也要改变不同的焊接电流。 焊条外面有一层“药料”大多呈白色,这一层药很重要,因为在电弧的高温下,蒸发出大量导电的粒子,在维持电弧上起着重要的作用,同时产生一层“药皮”覆盖在焊缝上,保护了高温的焊缝不致氧化。 按照现在(21世纪)的想法,像开关电源技术之类的新技术,也很容易用在“电弧焊机”里面,产生合理的焊弧电压、维持准确的“恒流”都很容易。而且开关电源的变压器工作在“超音频”,体积和重量都会小很多,价钱也不会很高,我想工作电流可以是直流电,因为直流电维持焊弧更稳定,焊弧发出的噪声也更小;也可以是“超音频”的交流电,由于它的频率高于人能够听到的声音,因此不会干扰人的耳朵。
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