Плазменная сварка является современной передовой технологией. До недавнего времени ее применение относилось только к промышленности. Такая сварка производилась на специальном оборудовании. Сейчас плазменный сварочный аппарат своими руками стал реальностью.
Плазменная сварка имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с другими видами сварки. Обладание технологией позволяет расширить возможность сварных соединений металлов в домашних условиях. Аппарат можно использовать и для точечной сварки (рис. 1).
Самодельный сварочный аппарат, в том числе аппарат для точечной сварки, состоит из следующих основных частей: источник сварочного тока, плазмотрон, компрессор или баллон с газом и система охлаждения.
Рисунок 1. Конструкция плазменного сварочного аппарата.
При использовании устройства открытого типа (наиболее распространенная конструкция) применяется также источник тока для образования вспомогательной дуги.
В качестве источника тока для сварочной дуги лучше всего использовать стандартный инвертор для электродуговой сварки небольшой мощности. Такой инвертор обеспечивает подачу постоянного тока в сварочную зону, за счет чего зажигается основная дуга между соплом плазмотрона и свариваемой деталью. Мощность инвертора может быть минимальной, так как мощность дуги значительно усиливается за счет потока плазмы (рис. 2).
Изготовление вспомогательного источника тока
Источник тока для вспомогательной дуги собирается самостоятельно. Он включает выпрямительный диодный мост, выходной трансформатор (дроссель) и балластовый (нагрузочный) резистор. Рекомендуются следующие детали: диоды на ток 50 А и рабочее напряжение до 500 В; резистор мощностью до 5 кВт. За счет балластового резистора напряжение на первичной обмотке трансформатора создается порядка 100 В при токе не более 20 А.
Рисунок 2. Конструкция плазменного генератора.
Трансформатор подбирается так, чтобы на вторичной обмотке напряжение составило порядка 20 В. Можно использовать любой трансформатор 110/24 В мощностью 1,6 кВт (например, типа ОСМ). В качестве балластового сопротивления можно использовать любой нагревательный элемент или сборку из нескольких нагревателей.
Сборка вспомогательного источника производится в металлическом щитке. На дне щитка устанавливается трансформатор. Если балласт выполняется из нагревателей, то их следует разместить отдельно в металлическом каркасе. В щитке устанавливается контактная колодка, на которую выводятся концы вторичной обмотки трансформатора, и подключается кабель для подведения тока к плазмотрону.
Выбор источника газа и системы охлаждения
В качестве источника плазмообразующего газа, может использовать автомобильный компрессор для подачи сжатого воздуха мощностью до 50 л/мин. Если вместо газа используется водяной пар, то следует установить стандартный небольшой парогенератор. В этом случае следует использовать только дистиллированную воду.
Охлаждение анода плазмотрона может основываться на автомобильной стеклоочистительной системе. Если есть возможность, то лучше обеспечить охлаждение от водопроводной сети через резиновые шланги.
Как все выглядит?
Плазмотрон состоит из двух основных блоков – анодного и катодного. Анодный блок включает анод, выполненный в виде сопла, и корпус для крепления анода, в котором необходимо разместить охлаждающую рубашку (трубки, змеевик). На корпусе анода закрепляется винт для подведения электропитания.
Рисунок 3. Схема плазмотрона.
Катодный блок состоит из следующих основных частей: корпус блока, держатель катода, катод. В качестве катода используется вольфрамовый сварочный электрод диаметром 4 мм, который совмещен с хвостовиком. Верхняя часть хвостовика завершается регулировочным винтом с изолированной ручкой. Катод закрепляется в держателе катода. Держатель катода состоит из нескольких участков.
Нижний участок – заостренная трубка небольшого диаметра, выполняющая роль направляющей для катода. Средний участок – втулка с внешней резьбой для крепления на корпусе и внутренним каналом для прохождения электрода. Верхний участок – трубка для крепления электрода. Ее внутренний диаметр соответствует диаметру хвостовой части катода. Держатель катода устанавливается внутри корпуса, который выполнен из полимерной трубы. В корпусе катодного блока предусмотрено отверстие и соответствующий штуцер для подачи плазмообразующего газа. Газ подается через трубку, размещенную в пространстве между нижней частью держателя и корпусом. В держателе предусмотрен винт для подключения электрического питания. В корпусе просверлено отверстие для прохождения провода (кабеля) (рис.3).
Изготовление анодного блока
Анод изготавливается как медный колпачок (в виде шляпы). Общая длина анода – 10-15 мм. Нижняя торцевая часть (бортик) имеет диаметр 20-25 мм и длину 3-4 мм. Цилиндрическая часть – диаметром 15-20 мм. В центре анода на всю длину сверлится отверстие диаметром 1,8-2 мм. На цилиндрической части анода нарезается резьба для закручивания его в корпус.
Корпус анодного блока желательно изготовить из бронзы, но можно и из стали, в виде двух цилиндров (труб), между которыми располагается охлаждающая рубашка. Цилиндры свариваются (спаиваются) между собой. Наружный диаметр внешнего цилиндра рекомендуется 50-80 мм. Но размеры цилиндров могут быть любыми с учетом найденных труб. Главное условие: корпус должен состоять из двух цилиндров, которые входят друг в друга, при этом внутренний диаметр должен быть равен диаметру цилиндрической части анода, а между цилиндрами должны располагаться трубки охлаждающего змеевика. Длина корпуса – 30-60 мм.
На цилиндре нарезается резьба с обоих торцов. На нижнем торце резьба нарезается внутри и предназначена для крепления анода, на верхнем торце – внутри внешнего цилиндра для соединения с катодным блоком. На наружном цилиндре изготавливается отверстие с резьбой для установки винта, обеспечивающего подключение кабеля.
Изготовление катодного блока
Корпус катодного блока изготавливается из полимерной или текстолитовой трубы диаметром равным внутреннему диаметру внешнего цилиндра анодного блока. На нижнем торце трубы нарезается внешняя резьба для соединения с корпусом анодного блока. Внутри корпуса нарезается резьба для ввинчивания держателя катода. Длина корпуса 7-10 см.
Держатель катода изготавливается из бронзы или стали и имеет разный диаметр на разных участках. Нижний участок, длиной в 15-20 мм, выполняется в виде заостренной трубки диаметром в 8-10 мм и внутренним диаметром в 5-5,5 мм.
Средний участок, длиной в 20-25 мм, имеет диаметр равный внутреннему диаметру корпуса катодного блока. На этом участке нарезается резьба для крепления на корпусе.
Диаметр внутреннего канала должен быть не менее 5 мм. Верхний участок, длиной в 30-40 мм, имеет диаметр 10-15 мм. Внутренний диаметр этого участка 6-7 мм. На верхнем участке держателя нарезается внутренняя резьба для крепления электрода. Снаружи в верхней части нарезается резьба на длине 20-25 мм для установки стопорной гайки. Такой держатель лучше всего изготовить на токарном станке.
Катод изготавливается из стандартного вольфрамового сварочного электрода диаметром 4 мм. Его конец заостряется. Вольфрамовый стержень длиной в 40-50 мм прочно соединяется с хвостовиком катода, на котором нарезается резьба для крепления на верхнем участке держателя катода. Длина хвостовика 40-60 мм, диаметр 6-7 мм. Верхняя часть хвостовика переходит в регулировочный винт (любой формы), который, в свою очередь, имеет ручку из изоляционного материала. Катод закручивается во внутренний канал держателя так, чтобы его заостренный конец вышел из нижнего (направляющего) участка держателя на 5-10 мм. Путем вращения ручкой положение катода можно изменять.
Для ограничения и контроля продольного перемещения катода служит стопорная гайка, установленная на держателе.
В корпусе катодного блока на уровне нижнего участка держателя сверлится отверстие и устанавливается штуцер для подачи плазмообразующего газа. Газ подается через трубку, размещенную в пространстве между нижней частью держателя и корпусом. В держателе предусмотрен винт для подключения электрического питания. В верхней части корпуса просверлено отверстие для прохождения провода (кабеля).
Сборка плазмотрона
Вначале собирается катодный блок в следующей последовательности. Электрод вкручивается в держатель. Затем держатель вкручивается в корпус. К винту держателя подключается провод, который выводится через отверстие в корпусе. Катодный корпус вкручивается в анодный корпус. Снизу в анодный корпус вкручивается анод. Электрод дополнительно подкручивается так, чтобы стержень уперся в анод. Стопорная гайка на держателе устанавливается по этому положению электрода.
Сборка сварочного аппарата
Сборка сварочного аппарата включает в себя следующие операции. К контактному винту анодного блока плазмотрона присоединяется одна из жил сварочного кабеля от инвертора, вторая закрепляется на свариваемой детали. К штуцеру в анодном блоке присоединяется шланг охлаждения, а к штуцеру катодного блока – шланг от компрессора. На контактных винтах анодного и катодного блоков плазмотрона закрепляется кабель от трансформатора питания вспомогательной дуги. При зажигании вспомогательной дуги катод касается анода и затем быстро отводится на 2-3 мм.
Необходимый инструмент и оборудование.
При изготовлении самодельного сварочного аппарата необходимо использование следующего инструмента:
- сварочный аппарат;
- электродрель;
- болгарка;
- фрезер;
- напильник;
- ножовка по металлу;
- тиски;
- круг наждачный;
- плоскогубцы;
- отвертка;
- ключи гаечные;
- зубило;
- молоток;
- штангенциркуль;
- метчик;
- плашка;
Плазменная сварка современный эффективный вид сварки. Самодельный сварочный аппарат поможет производить практически любые сварочные работы, в том числе работать как сварочный аппарат для точечной сварки.
С каждым годом темпы развития промышленности увеличиваются. Это приводит к внедрению новых технологии и способов изготовления тех или иных изделий. При этом нововведения должны быть не только эффективнее морально устаревших методов, но и не уступать по экономической целесообразности и безопасности работы. Давайте поговорим о том, что такое сварка плазменная. Появилась она относительно недавно, но уже очень активно применяется во многих
О плазменной сварке
Такой метод соединения используется для металлических труб, нержавейки и некоторых других материалов. Суть метода заключается в локальном плавлении при направлении плазменного потока на нужный участок. Плазма же представляет собой ионизированный поток газа, который содержит множество заряженных частиц, активно проводящих электрический ток. При нагреве происходит ионизация газа, что достигается при использовании высокоскоростной дуги, выходящей непосредственно из плазмотрона. Естественно, что с повышением температуры газа увеличивается степень ионизации. Температурная амлитуда дуги - не менее 5 и не выше 30 тысяч градусов по Цельсию. Конечно, сегодня сварка плазменная используется повсеместно, но оборудование, в частности плазмотрон, очень дорогостоящее. Таким способом можно соединять детали без разделки кромок, что очень удобно.
Принцип работы
Сварка плазменная возможна только в том случае, если из обычной дуги удастся получить плазменную. Достигается это обычно сжатием и с помощью системы принудительной подачи специального газа в дугу. В качестве плазмообразующего газа используется аргон с небольшим количеством гелия или же водорода. Крайне важно создать защитную оболочку вокруг электрода, для этих целей лучше всего подходит все тот же аргон. Кстати, электроды выполняются из вольфрама, активированного торием или иттрием. Стоит отметить, что стенки плазмотрона сильно нагреваются из-за высокого давления, поэтому их требуется постоянно охлаждать. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что сварка плазменная примечательна высокой температурой в сочетании с небольшим диаметром дуги. Последний параметр позволяет увеличить давление на металл в несколько раз. Кроме того, процесс поддерживается при небольшом токе в 0,2-3,0 Ампер.
Плазменная сварка своими руками
В первое время такой не использовался среди домашних умельцев, так как требовал высокой квалификации. Сегодня ситуация не изменилась кардинально. Тем не менее есть , которые подходят для использования в бытовых условиях. Технология в этом случае достаточно простая. Вам понадобится обзавестись специальным электродами и присадочной проволокой.
Перед началом работ электрод затачивается до получения конусообразной формы с углом не более 30 градусов. Крайне важно правильно установить электрод. Главное - следить за совпадением оси электрода с осью газообразующих насадок. Сварочный стык обрабатывается точно так же, как и при аргоновой сварке. Кромки зачищаются и обезжириваются, только после этого можно приступать к выполнению работ. Кстати, обратите внимание на отсутствие зазоров более 1,5 мм. Участки прихватки нужно дополнительно зачистить и следить за тем, чтобы прихваточные точки и сварочный шов были аналогичными по качеству.
Продолжаем выполнение работ
Плазменная сварка своими руками выполняется при величина которого не должна выходить из рекомендуемого диапазона. Кроме того, за 5-20 секунд до начала сварки подается защитный газ, который отключается примерно через 10-15 секунд после обрыва дуги. Во время работы плазмотрон должен находиться на расстоянии не более 1 см от изделия, а дугу желательно не обрывать до окончания шва. При сварке нельзя допускать перегрева металла. По достижении критической отметки сварка плазменная приостанавливается. Металл охлаждается сжатым воздухом, и только после этого работы возобновляются. Обратите внимание на то, что горелка должна перемещаться плавно и равномерно, как на автоматическом устройстве. В этом случае вы можете рассчитывать на действительно качественный и надежный шов.
Плазменная сварка «Горыныч»: цена и особенности
Многофункциональный сварочный аппарат «Горыныч» является одним из самых известных среди отечественных аппаратов. Можно говорить о том, что это действительно качественное изделие, благодаря которому можно самостоятельно осуществлять сварочные работы. Стоит отметить, что модельный ряд «Горынычей» отличается по мощности. Есть модели на 8, 10 и 12 Ампер. Первый вариант отлично подойдет для бытовых нужд, средний имеет отличное соотношение цена/производительность, а наиболее мощный «Горыныч» используется только профессионалами. Так, модель на 8 Ампер обойдется в 29 тысяч, на 10 А - в 30 тысяч, а на 12 А - в 33 000 рублей. В принципе, плазменная сварка «Горыныч», цена которой ниже, чем у зарубежных аналогов, очень популярна на территории России, Украины, Беларуси и др. государств.
Плазменный сварочный аппарат
Если раньше найти подходящую модель было весьма сложно, то сегодня с этим проблем не возникает. Как правило, аппарат плазменной сварки можно найти в любом специализированном магазине. Вы будете приятно удивлены большим выбором предлагаемых агрегатов. Но все они намного дороже электросварки и инверторов. Плазменный аппарат на фоне остальных вариантов смотрится очень выгодно. Во-первых, скорость выполняемых работ в разы выше, а во-вторых, практически не остается никаких отходов. Для работы плазмосваркой необходимы электричество и сжатый воздух, а при наличии специального компрессора - только подключение к сети. Периодической замене подлежит сопло горелки и электрод. Кроме того, плазматрон должен регулярно заправляться. Для этого применяют специальные баллоны. Интересно, что и сварка считаются самыми безопасными. Тем не менее работы желательно проводить на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.
О сварке на среднем токе
Мы уже немного знаем о том, что такое плазменная сварка. Цена на оборудование, как вы видите, зависит от его мощности. Но стоит обратить внимание на то, что есть несколько видов сварки. Один из них - работа на среднем токе (50-150 Ампер). Такую сварку можно сравнивать с аргоновой, но она считается несколько эффективней, так как мощность дуги выше, а площадь нагрева ограничена. Такой вариант, по сравнению с традиционной дугой, позволяет увеличить глубину проплавки обрабатываемого металла и улучшить передачу теплоты вглубь слоев. В принципе, это обусловлено не только энергетической характеристикой, но и высоким давлением на сварочные ванны. Сварка на среднем токе выполняется с помощью присадочной проволоки. На сегодняшний день это очень востребованное и эффективное решение. Если вы собираетесь работать в домашних условиях, вам подойдет такого рода плазменная сварка. Цена на оборудование отличаться не будет, так как там предусмотрена возможность регулировки.
Сварка на большом токе
В этом случае работы протекают под током свыше 150 Ампер. Это необходимо для получения большего воздействия на металл. По сути, сварка при 150 А аналогична сварке при такой же температуре неплавящимся электродом. Отличительная особенность такого решения заключается в том, что во время выполнения работ образуется сквозное отверстие в ванной, что гарантирует полное проплавление обрабатываемой поверхности. Но тут крайне важно соблюдать технологию, так как при небрежном отношении можно с легкостью получить прожоги. Кроме того, должны соблюдаться и другие важные параметры: охлаждение плазмотрона и условия его хранения, периодическая замена сопла горелки, дозаправка и многое другое. В принципе, инструкцию пишут не просто так, и предъявляемые требования необходимо соблюдать. Обычно аппарат плазменной сварки и резки, работающий на большом токе, необходим для соединения легированных и низкоуглеродистых сталей, меди, титана и др. материалов.
Сегодня промышленность развивается довольно быстрыми темпами. Ежегодно появляются новые технологии сварки, которые пользуются огромным спросом в частном домостроении. Благодаря этим методикам существенно облегчаются строительные работы, при этом сварочное оборудование становится все более производительным и безопасным. К таким методикам можно отнести плазменную сварку.
Появление в современных технологиях новых видов металлических сплавов заставило специалистов разрабатывать новые методики, чертежи оборудования для сварки изделий, изготовленных из них. Так как многие современные металлы плохо поддаются традиционным техникам сваривания. В результате появился новый плазменный метод сваривания металлических образцов, который успешно используется при выполнении различных ремонтно-монтажных процессах.
Основные отличия плазменной технологии сваривания
Плазменная сварка чем-то напоминает аргонную сварку, но характерные отличия присутствуют. Например, она отличается рабочей температурой, которая намного выше. Сварочная дуга может иметь температуру от 5 до 30 тысяч градусов. Благодаря этому качеству, используя плазменную технологию сваривания, можно соединять элементы строительных конструкций, которые невозможно сварить самодельным и стандартным заводским оборудованием, температура дуги которых не превышает 5 тысяч градусов.
Принцип действия плазменной сварки
Сущность данной сварки: посредством воздействия на металлическую поверхность потока ионизированного газа, проводимого электрический ток, происходит плавление металла. При нагреве дуги газ подвергается ионизации, уровень которой увеличивается с повышением температуры газа. Плазменная струя, которой характерна сверхвысокая температура, повышенная мощность, формируется из обыкновенной дуги после сжатия, вдувания в дугу, образующуюся плазмообразующим газом, в качестве которого обычно выступает аргон (редко используется водород, гелий).
Кинетическая энергия химических элементов, находящихся в газе, в процессе ионизации значительно увеличивает тепловую энергию плазменной дуги. При этом дуга, если сравнивать с обычной, имеет возможность в разы повысить на поверхность металла давление благодаря уменьшению собственного диаметра.
Преимущества плазменной технологии
- В отличие от газосварки скорость резки металла толщиной 5-20 сантиметров по плазменной методике выше в три раза.
- Высокая точность швов, получаемых в результате плавления, сварки металла, качество выполняемых работ практически исключает необходимость последующей обработки краев изделий.
- Плазменная резка применяется для обработки практически любых типов металла. Например, можно варить образцы из запорожской стали, чугуна, меди, алюминия.
- При выполнении сварки металл не подвергается деформациям даже при необходимости вырезания сложных фигур. Плазменная методика сваривания предоставляет возможность выполнять резку по неподготовленной предварительно металлической поверхности, к примеру, ржавой или покрытой слоем краски. При этом краска в рабочей зоне плазменной дуги не воспламеняется.
- Отсутствует потребность в аргоне, ацетилене, кислороде. Это существенно снижает финансовые затраты.
- Высокая степень безопасности выполнения работ, так как не используются газовые баллоны. Этот показатель говорит об экологичности процесса.
Разновидности плазменного сваривания
В зависимости от используемых инструментов, плазменная сварка бывает:
- на токах с любой полярностью;
- с проникающей/непроникающей дугой;
- точечная, импульсная;
- автомат, полуавтомат, ручная;
- с проволокой присадочной, и без.
В случае использования малых токов методика соединения называется микроплазменной, которая является наиболее востребованной. Данная схема востребована при производстве конструкций толщиной до 1,50 мм – это обычно соединение тонкостенных труб, емкостей, приваривание мелких элементов к тяжелым конструкциям, изготовление ювелирных украшений, термопар, а также сваривания образцов из фольги. Тонкостенные металлические изделия также варят с использованием электрозаклепок.
Если соединение производится посредством присадочной проволоки, тогда используется цельнотянутая проволока (порошковая).
Особенности микроплазменного соединения
Сварка по плазменной схеме бывает трех вариантов, зависимо от силы тока, используемой в процессе работы:
- микроплазменная технология сваривания на токах — 0,1А-25А;
- соединение с наличием средних токов — 25А-150А;
- соединение с наличием больших токов — 150А и выше.
Первая вариация более востребованная. В процессе соединения металлических образцов посредством низкоамперного тока формируется дежурная дуга. Она бесперебойно горит меж соплом водоохлаждения из меди и двухмиллиметрового сечения вольфрамовым электродом.
Основная дуга формируется после подведения плазмотрона к поверхности обрабатываемого металлического образца. Газ, формирующий плазму, подается по соплу плазмы, диаметр которого может быть 0,5-1,5 миллиметров.
Максимальный диаметр дуги плазмы 2 миллиметра. Благодаря этому показателю на относительно небольшом элементе обрабатываемого изделия формируется довольно большая тепловая энергия. Подобный тип сварочных работ, как и сварка электрозаклепками, более всего эффективен для металлических образцов, толщина которых составляет меньше 1,5 миллиметра.
Для формирования плазмы, защитной газовой среды по этой технологии применяется аргон. В зависимости из какого металла или сплава образец, дополнительно могут использоваться добавки для увеличения КПД «плазмы».
Плазменный сварочный аппарат способен соединять металлические изделия в разных режимах. Диапазон использования сварки довольно обширный:
- крепление мембран к масштабным конструкциям;
- производство тонкостенных труб, емкостей;
- сваривание фольги;
- изготовление ювелирных украшений;
- множество прочих соединений.
Сварка своими руками
Подобный тип сваривания металла в бытовых условиях первоначально не использовался, так как предполагал высокой квалификации от сварщика. На сегодняшний день благодаря совершенствованию самой методики и применяемого оборудования, существуют сварочные агрегаты, которые можно использовать в домашних условиях. Методика работы очень простая. Для выполнения сварочных работ нужно приобрести соответствующее оборудование, присадочную проволоку, электроды, ознакомиться с инструкцией эксплуатации устройства.
- Электрод предварительно необходимо заточить до конусообразной формы, при этом угол затачивания должен составлять максимум 30 градусов.
- Важно! Правильность установки электрода. Его ось должна совпасть с осью насадок для формирования газа.
- Сварочный стык подвергается аналогичной обработке, как при сварке аргоном.
- Необходимо обязательно зачистить, затем обезжирить кромки обрабатываемого изделия.
- Необходимо проследить, чтобы не было зазоров больше 1,5 миллиметра.
- Дополнительно зачищаются участки прихватки, они должны быть такого же качества, как сварной шов.
- Можно приступать к сварочным работам.
- Сварка своими руками осуществляется с использованием постоянного тока. Его величина должна находиться в установленном диапазоне.
- До начала сваривания образцов, за 10-15 секунд, подается газ, который после обрыва дуги выключается через 15 секунд.
- Плазмотрон в процессе работы должен быть расположен от заготовки на расстоянии менее одного сантиметра.
- Сварочную дугу рекомендуется держать до полного завершения шовного соединения.
- Нельзя в период сваривания перегревать металл. После достижения критической точки сварка приостанавливается, осуществляется охлаждение металлического образца, после чего сварочные работы можно возобновлять.
- Пистолет (горелку) нужно передвигать равномерно, тогда можно рассчитывать на получение высококачественного сварного соединения.
Сварочный аппарат «Горыныч»
Многофункциональная сварка «Горыныч» – это один из наиболее востребованных сварочных агрегатов отечественного производства. Это действительно качественный инструмент, который позволяет выполнять сварочные работы в домашних условиях своими руками. Необходимо отметить, что в линейке оборудования «Горыныч» есть аппараты различной мощности (8,10,12А).
Для бытовых работ прекрасно подойдет устройство на 8А, 10-ти амперный аппарат характеризуется ценой/производительностью, а вот более мощное оборудование на 12А уже считается профессиональным. Агрегат для сварки марки «Горыныч» является довольно популярным как в России, так и на Украине (в частности, в Запорожье), в Белоруссии.
Бесспорно многие из нас видели видео на ютубе, где Виталий Богачев собрал плазменный резак из обычного сварочного аппарата дуговой сварки
Постараюсь объяснить простыми словами без всякого фанатизма. Виталий, удалил вторичную обмотку на сварочном трансформаторе и вместо нее намотал новую вторичную обмотку кабелем меньшего сечения, что бы поднять выходное напряжение до 200В. Следом установил диодный мост на радиаторы и дроссель намотанный на железе, походу от большего сварочного трансформатора. Подключил это дело к резаку.
Для продувки использовал обычный воздух накачиваемый компрессором
Вот первое видео в котором Виталий описал конструкцию прибора
Во втором видео Виталий показал как работает его самопальный плазменный резак. Видно, что резак режет метал до 8мм, но Виталий не показывает сам аппарат во время резки, даже элементарно зайти в это помещение и показать куда тянется рукав от резака, этого нет
Честно, ну очень меня поманила эта идея и захотелось собрать подобное устройство, но вот что насторожило. Почему заводские аппараты для плазменной резки стоят приличных денег, если в них нет ничего такого сложного, может в видео есть подвох и на самом деле видео для пиара
Во первых нужен сварочный аппарат для дуговой сварки переменного тока 200А, а точнее таких аппаратов нужно пара. Первый трансформатор будет силовой, второй трансформатор будет в качестве дросселя. На сварочном трансформаторе три обмотки, две первичные обмотки 0-220-400В, а так же вторичная обмотка 40В. Вот что я планирую делать с этими трансформаторами, разрезать оба трансформатора, снять вторичную обмотку с первого и на ее место поставить первичку второго трансформатора, вот и должно у меня получится на вторичной обмотке 200В. Теперь о дросселе. Остается у меня железо со второго трансформатора, а так же две вторичные обмотки, которые можно одеть на второй сердечник и последовательно соединить. Должен получиться великолепный дроссель с пока неизвестной индуктивностью.
Посмотрел на эти сварочные трансформаторы в Яндекс маркете и нашел самый дешевый вариант по 2 376 ₽ за один. Значит за два с учетом доставки выйдет примерно 6,500Р.
Вот такие сварочные аппараты
Иду далее, нужны 4 диода напряжением от 600В, но лучше 1000В. Ток для диодов лучше выбрать побольше скажем 150А будет в самый раз. За этим делом обращусь ка я на AliExpress. Нашел подходящий диодный мостик на 150А 1600В на обратный пробой, такой хороший запас по обратному напряжению не будет лишний.
Цена на такой диодный мостик 770,33 руб., вот ссылка для покупки. Так же нужен радиатор для охлаждения диодного моста, лучше чем радиатор с процессора ПК идей нет, такой радиатор можно на барахолке купить за 100-200Р. И того 1000Р за выпрямитель
Для работы плазменного резака нужен компрессор, ну это дело решенное, давно собран. Компрессор это хорошо, а вот воздух должен быть чистым, без масла и влаги. Значит надо перед резаком ставить осушитель, который опять же лучше заказать с Китая. Приглянулся мне фильтр AF2000-02 G1/4 за 442,20 руб.
Осушитель выдерживает давление в 1.5 МПа, что вполне устраивает. Так же нужен клапан для управления, клапан буду использовать типа такого, цена на него 480Р. Вот ссылка
Так же для соединения между собой нужны штуцера диаметром 1\4 дюйма
Как вариант можно заказать 5 штучек за 276 руб. ссылка вот
Следующий компонент плазменного резака и пожалуй основной это сама горелка. Такая горелочка стоит немало у нас, но и в Китае просят за нее 2400Р.
Из того что предлагают Китайцы, это самый дешевый вариант. Заказать такой можно по ссылке . Так же для подключения этого рукава нужен штуцер, такой же как я показывал в статье про . Что то найти толкового ничего не смог в интернете, поэтому прийдется заказывать у токаря. Это еще рублей 600-800
Еще несколько компонентов надо для полного комплекта.
Несколько релюшек для управления силовым трансформатором и клапанном газа.
Такие реле можно
Плазморез своими руками из инвертора не так сложно собрать. Важно предусмотреть наличие следующих элементов:
- плазмотрон, т. е. непосредственно ;
- источник питания, в качестве которого выступает сварочный инвертор (можно применять и трансформатор);
- компрессор для подачи воздушной струи охлаждения и формирования плазменного потока;
- кабель-шланги для сборки и подключения отдельных элементов в единую систему.
Плазморез можно использовать не только для резки различных деталей, но и для сварки.
Плазменный самодельный резак можно использовать для выполнения различных работ. Это не только производство, но и бытовые работы, например, обработка различных металлических заготовок, где требуется точный тонкий и высококачественный рез. Есть модели, которые можно использовать для сварки в защищенной газовой среде с использованием аргона.
При сборке внимание следует уделить силе тока. Величина зависит от источника питания, предпочитают использовать инвертор. Он обеспечивает более стабильную работу, энергопотребление экономнее, чем у трансформатора, хотя толщина заготовок, с которыми он может работать, ниже. Почему именно инвертор? Все дело в том, что он удобнее в работе, чем трансформатор. Его вес меньше, он не такой массивный. Электроэнергии потребляется меньше, при этом КПД выше на 10%, что положительным образом сказывается на качестве работы.
Схемы для сборки можно использовать уже готовые, если покупаются элементы конструкции все вместе. Можно ее взять из сети, особенно когда все детали уже есть и покупать ничего не требуется. При сборке внимание следует уделять точности и четкости соответствия схеме, соединению отдельных элементов. Сопло следует брать длинным, но не слишком, так как его придется быстро заменять.
Выбор конструктивных элементов
Изготовление плазмореза своими руками из инвертора требует наличия таких элементов:
- Источник питания для оборудования, в этом качестве и выступает инвертор, обеспечивающий подачу тока с необходимыми характеристиками на плазморез. Вместо инвертора, если его нет в наличии или невозможно найти, можно использовать трансформатор.
- Если вместо инвертора выбирается трансформатор, необходимо учесть его большой вес и слишком высокое потребление электроэнергии.
- Плазмотрон, т. е. плазменный резак, который является основным элементом конструкции.
- Воздушный компрессор и кабель-шланговый пакет.
Что выбрать в качестве источника тока для сборки плазмореза? Трансформатор — не самый лучший вариант по целому ряду причин. Дело не только в его большом весе, что затрудняет использование оборудования после сборки, но и в слишком большом потреблении электроэнергии. Устройство получается слишком затратным. Из преимуществ следует отметить слабую чувствительность к перепадам напряжения в сети во время работы. Таким оборудованием можно резать различные заготовки, толщина которых значительная.
Инвертор в качестве источника питания является более предпочтительным, он экономнее, его стоимость ниже . Кроме того, вес инвертора гораздо меньше, устройство после сборки в использовании проще. Но толщина заготовок не может быть слишком большой. Такие плазменные резаки можно использовать в домашних мастерских, на небольшом производстве, так как мощности вполне хватает для такого «скромного» производства. Есть и еще одно преимущество в пользу первого. Это уровень КПД, который у инверторного резака примерно на 30% выше, дуга отличается более стабильными показателями, резка получается качественнее. Удобнее такое оборудование и для работы в труднодоступных местах, где трансформаторные использовать не получается. Плазмотрон — главный элемент резака, его конструкция включает в себя сопло, канал подачи воздуха (сжатого для обеспечения резки), электрод, изолятор/охладитель.
Вернуться к оглавлению
Сборка плазменного резака
Для плазмотрона необходимо подобрать электрод, можно приобрести из тория, бериллия, циркония либо гафния. Такие материалы являются оптимальными для обеспечения резки воздушно-плазменного типа. На поверхности электродов в процессе резки возникают так называемые тугоплавкие оксиды, они не дают электроду разрушаться. При выборе следует помнить, что некоторые их этих металлов опасны для сварщика. Бериллий вызывает образование радиоактивных оксидов, а торий — токсичных. Лучше всего использовать гафний, он абсолютно безопасен для оператора.
При сборке внимание следует уделить соплу, при помощи которого формируется струя для резки. От диаметра сопла зависят характеристики струи, время резки, ширина резки. Лучше всего использовать изделия диаметром в 3 см, длина его должна быть значительной, чтобы рез получился более качественным и аккуратным. Однако брать слишком длинное сопло нельзя, оно быстро разрушается.
Для подачи воздуха конструкции необходим компрессор. Особенности работы резака предполагают, что использоваться будут газы для защиты и плазмообразования, при этом работа проводится при силе тока в 200 А, но не больше. Для функционирования устройства используется сжатый воздух, он необходим для охлаждения оборудования в процессе работы и для формирования плазмы. Такой вариант позволяет резать заготовки, толщина которых составляет 50 мм. Для промышленного оборудования сжатый воздух не используется, здесь применяются кислород, гелий, водород, аргон, азот, их смеси.
Для соединения источника питания, плазмотрона и компрессора применяется специальный кабель-шланговый пакет. Порядок сборки такой:
- Инвертор (или трансформатор) электрическим кабелем соединяется с электродом для создания дуги.
- Через шланг от компрессора подается сжатый воздух, он образует плазменную струю внутри плазмотрона.
Вернуться к оглавлению
Как работает плазменный резак?
После того как плазменный резак собран, надо проверить его работоспособность. При включении инвертор начинает подавать ток на плазмотрон с высокой частотой. Появляется дуга, ее температура в этот момент составляет от 6000°С до 8000°С, зажигается она между наконечником сопла и рабочим электродом. Далее в камеру начинает поступать сжатый воздух, он из патрубка проходит через электродугу, нагревается, в объеме увеличивается до 100 раз. Струя приобретает токопроводящие свойства, ионизируется.
Соплом формируется узкий рабочий поток, скорость которого равна 2-3 м/сек. Температура в это время сильно повышается, может достигать от 25000°С до 30000°С. На выходе образуется высокотемпературная плазма, используемая для резки. При соприкосновении плазмы и детали дежурная первоначальная дуга гаснет, а зажигается уже режущая, которая обрабатывает деталь локально. Металл плавится только в месте реза, потоком воздуха все металлические расплавленные частички сдуваются.
Использование такого резака из обычного сварочного инвертора позволяет получить аккуратные резы в металлических заготовках. При работе необходимо следить, чтобы пятно дуги находилось строго по центру катода/электрода, для чего используется так называемая тангенциальная подача рабочего воздушного потока. Если при работе такой воздушный вихревой поток будет нарушен, то работать устройство начнет нестабильно, качество реза сильно ухудшится. Важно, чтобы при работе не образовывалось сразу две дуги, в этом случае аппарат просто выйдет из строя. Нельзя, чтобы плазменный резак имел слишком сильный поток воздуха.
Скорость, обеспечивающая хорошее качество, равна 800 м/сек, но при этом сила тока должна составлять до 250 А, не выше.
Но надо учесть, что расход воздуха будет увеличен.
Плазменный резак, в качестве главного элемента которого используется инвертор для дуговой сварки, применяется для реза металлических заготовок. Сборка простая, конструкция включает себя такие элементы, как источник тока, сопло, плазменный резак, компрессор. При сборке следует сразу определиться с источником питания, вместо инвертора некоторые предпочитают трансформатор. Все преимущества и недостатки устройств были описаны выше, вам остается только сделать выбор.