Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плазморез из сварочного инвертора своими руками

Плазморез из сварочного инвертора своими руками


12668

Плазменный резак часто используется сварщиками, когда нужно осуществлять резку металлических изделий. Совсем не обязательно использовать покупные изделия, которые продаются отдельно. Можно сделать плазморез из сварочного инвертора своими руками. Такой инструмент может хорошо подойти для бытового использования. Он обеспечивает рез высокого качества с тонким слоем прорезания. С его помощью можно осуществлять обработку различных заготовок с высоким уровнем аккуратности.

Плазморез из сварочного инвертора своими руками

Плазморез из сварочного инвертора своими руками

Если вы решили сделать самодельный плазморез из сварочного инвертора, то в первую очередь следует обратить на силу тока. Его величина определяется источником питания. В данном случае инвертор является намного более предпочтительным вариантом, чем трансформатор, так как он предлагает более стабильную работу. Также у него экономичное энергопотребление, в отличие от прямого конкурента. Естественно, что по такому параметру, как толщина прорезаемой заготовки он уступает трансформатору. Во всех остальных параметрах инвертор оказывается более удобным. Он не столь массивен и габаритен, а коэффициент полезного действия у него заметно выше. Все это сказывается на качестве работы.

Чтобы собрать конструкцию полностью, можно применять готовые детали, которые продаются в соответствующих магазинах. Вполне возможно, что все комплектующие уже могут быть в наличии дома. Во время сборки нужно четко придерживаться схемы, а также построения отдельных ее элементов. Сопло желательно подбирать подлиннее, но не слишком длинное, так как со временем его нужно будет заменять из-за высокого износа.

Схема работы плазмореза

Плазморез из сварочного инвертора позволяет данному виду техники выполнять свое основное предназначение, а именно, подавать сильно разогретый воздух на металлические изделия. Температура может достигать более тысячи градусов, что приводит к нагреву кислорода. В результате нагрева он поступает на поверхность металлического изделия под давлением. Это приводит к разрезанию металла. Чтобы ускорить данную процедуру, следует обеспечить дополнительную ионизацию среды электрическим током.

Схема плазменного инвертора, его силовой части выглядит следующим образом:

Схема силовой части плазмореза

Схема силовой части плазмореза

Схема плазменного инвертора (управления аппаратом) имеет следующий вид:

Схема плазменного инвертора

Схема плазменного инвертора

Конструкция плазмореза

Плазморез из сварочного инвертора можно сделать при наличии следующих деталей:

  • Компрессор – устройство, которое обеспечивает подачу мощного воздушного потока под давлением;
  • Плазмотрон – выглядит как обыкновенной сварочный резак, с его помощью производятся все основные процедуры по резке;
  • Электроды – с их помощью оснащаются некоторые виды техники, они служат для розжига дуги;
  • Сопло – это наиболее функциональный конструктивный элемент инверторного плазмореза, так как оно дает возможность определить вариант сложности работ, исходя из своей формы и других параметров;
  • Плазморез – элемент, выполняемый в виде косвенного или прямого воздействия.

Конструктивные элементы для сборки

Перед тем как самому сделать плазморез из сварочного инвертора, следует определиться с конструктивными элементами, так как их следует правильно подобрать.

Первым делом нужно обратить внимание на источник питания. В данном случае им выступает инверторный сварочный аппарат. Он обеспечивает подачу тока с заданными характеристиками на устройство. При отсутствии инвертора можно воспользоваться обыкновенным трансформатором.

Плазмотрон является основным элементом в конструкции, так что его подбирают с особой тщательностью. Мощность воздушного компрессора должна быть достаточно высокой, чтобы можно было резать достаточно толстые заготовки. Здесь нужно еще позаботиться о достаточной длине шлангов, чтобы процесс проходил удобно на любом расстоянии

Для плазмотрона нужно подобрать соответствующий электрод, который был бы сделан из подходящего материала. Наиболее подходящим вариантом является торий, бериллий, гафний и цирконий. Эти виды металла хорошо подходят по той причине, что во время нагрева они создают тугоплавкие пленки оксида на своей поверхности. Это обеспечивает высокий уровень защиты и предотвращает инструменты от разрушения.

От характеристик сопла зависит общий результат работы и ее качество. Одним из лучших вариантов является сопло с диаметром около 3 см. Длина влияет на качество и аккуратность исполнения разреза. Но если оно будет слишком длинным, то это приведет к его быстрому разрушению.

Ни один плазморез не обходится без компрессора. Он не только подает воздух под давлением, но и может служить как дополнительная система охлаждения.

Конструкция плазмотрона

Процесс изготовления резака своими руками

Плазморез из сварочного аппарата своими руками сделать не так уж сложно, при наличии соответствующих инструментов и материалов. Когда все элементы правильно подобраны и подготовлены к сборке, то можно приступать к сборке. Чтобы соединить компрессор, плазмотрон и источник питания, необходимо использовать особый кабель-шланговый пакет. В данном деле главное соблюдать правильный порядок.

  1. Проверяется работоспособность сварочного инвертора, а затем от при помощи кабеля подключается к электроду, что обеспечивает создание дуги.
  2. Сжатый воздух подается от компрессора через шланг.
  3. Шланг соединяет компрессор и плазмотрон, который должен преобразовывать струю воздуха в плазму для резки.

Если все уже собрано, следует проверить работоспособность аппарата. Когда техника включена, то инвертор должен подавать высокочастотный ток на плазмотрон. В этот момент в зажигается дуга и ее температура может составлять, примерно, 6-8 тысяч градусов. Из патрубка подается воздух, который проходит через электрическую дугу. Его объем начинает увеличиваться до 100 раз. На данном этапе происходит ионизация электрической дуги.

Вся субстанция выводится из сопла, которое помогает сформировать узкий поток рабочей среды. Скорость подачи потока составляет до 3 м/с. В это же время рабочая температура повышается до 30 тысяч градусов Цельсия, что создает плазму. Когда плазма соприкасается с деталью, то дежурная дуга начинает гаснуть, а вместо нее зажигается режущая. Благодаря потоку воздуха все расплавленные детали металла сдуваются. Это обеспечивает получение аккуратного шва.

Во время работы следует обращать внимание, чтобы пятно дуги располагалось непосредственно по центру электрода. Чтобы поддерживать все в стабильном состоянии, здесь используется тангенциальная подача воздуха. Если во время работы произошли какие-либо нарушения воздушного потока, то качество резки начнет сильно ухудшаться.

Заключение

Как стало видно, создать плазморез из сварочного инвертора своими руками не составляет большого труда. Для этого может подойти практически любой доступный источник питания, будь то итальянские сварочные инверторы или отечественные. При самостоятельном создании используются зачастую покупные конструктивные элементы, что делает сам процесс более безопасным. Здесь не так уж много элементов для сборки и подобрать их по необходимым параметрам для специалистов не составит особого труда.

Читайте так же:
Формула для расчета жесткости пружины

Плазменная резка металлов

Какая термическая резка дает лучшие результаты? Лазер! — ответят многие и будут неправы. Да, лазер для многих — это вершина технологий, внедрение инноваций. Но в условиях производства главными являются вопросы: что резать, какие толщины, точность, скорость, эксплуатационная стоимость. Именно поэтому в большинстве случаев современные установки для плазменной резки металлов предпочтительнее лазеров.

Несмотря на то, что технология плазменной резки появилась давно, в последнее время наблюдается пик ее популярности. Перечислим вкратце общие преимущества плазменной резки и сравним с другими способами.

Сравнение с кислородно-ацетиленовой резкой. Основное преимущество кислородно-ацетиленовой резки — малые капитальные затраты при разделительной резке углеродистых сталей. В остальном выигрывает плазменная резка. Качество реза па порядок выше, а именно: окалина (грат) минимальна или вообще отсутствует, исключается или сводится к минимуму необходимость последующей обработки, меньше зона термического влияния. Есть возможность резать цветные металлы, нержавеющие стали и алюминий, что невозможно при кислородно-ацетиленовой резке. Скорость резки при толщине металла до 30-35 мм в несколько раз выше, нет периода разогрева, пробой отверстия требует меньшего времени. Затраты на единицу длины реза значительно ниже, чем при других способах.

Сравнение с лазерной резкой. Современный опыт свидетельствует, что использование лазера при резке металлов наиболее эффективно, когда требуется геометрическая точность реза сталей менее 0,5 мм, при толщине менее 5-6 мм.

Преимущество плазменной резки в существенно меньших капитальных и эксплуатационных затратах, а также расходах на техническое обслуживание.

Плазменная резка используется для алюминиевых сплавов, что проблематично для лазерной резки из-за высокого коэффициента отражения. Скорость плазменной резки выше. Во многих случаях, при правильном подборе плазменной установки, выигрыш в скорости и стоимости резки — за плазмой.

На что обращать внимание, какие особенности надо учитывать, какое оборудование предпочесть — об этом далее.

Теория и практика плазменных установок. Любая установка для плазменной резки, как минимум, состоит из двух частей: плазмотрона (резака) и источника питания.

Плазмотрон — основная часть и рабочий инструмент любой системы плазменной резки. Его основная функция: зажечь дугу, обеспечить превращение подаваемого газа в плазму (когда газ продувается через дугу), стабилизировать и сконцентрировать плазменную струю, чтобы добиться лучшей точности и скорости при резке.

Источник питания должен обеспечить стабилизированный ток и напряжение резки, подаваемое на плазмотрон.

Не очень сложно? Действительно, в обычных резаках для ручной резки используют следующую стандартную схему работы.

В качестве плазмообразующего газа используют воздух, поступающий от компрессора или пневмосети (для цветных металлов можно использовать азот). Поджиг дуги обычно происходит контактным или бесконтактным способом. Источник питания может быть любой конструкции, наиболее современные — источники инверторного типа (преобразование и управление напряжением/током осуществляется мощными силовыми транзисторами).

Но если стоит задача более качественной резки, то все резко усложняется.

Во-первых, основная задача, особенно при автоматизированной резке, — добиться как можно большей долговечности сопла и электрода. Жизненный цикл комплектующих при этом измеряется не в часах и километрах, а в числе пусков в зависимости от продолжительности цикла резки. Все плазмотроны любых производителей могут показать приемлемое качество резки, если в них установлен новый электрод и новое сопло. Однако после сотни-другой циклов (а в некоторых случаях хватит и десятка), качество и параметры резки существенно ухудшаются. Поэтому ключевые производители таких систем используют более сложные схемы работы плазмотрона.

Это может быть специальный цикл процесса резки, позволяющий существенно уменьшить износ электрода в течение одного цикла резки. Например, технология LongLife фирмы Hypertherm, обеспечивающая комбинированное ступенчатое изменение давления плазмообразующего газа и силы тока, дает возможность использовать один электрод при более 1000 пусках без существенного снижения качества резки!

С возрастанием мощности/качества резки практически всегда используется только бесконтактный поджиг дуги — такой способ меньше повреждает сопло и катод по сравнению с контактным поджигом.

И, наконец, чем лучше охлаждение головки плазмотрона, тем лучше температурный режим работы и больший срок службы его частей. По этой причине, а также в силу других факторов в наиболее распространенных плазмотронах для высококачественной резки сегодня используют схему с изолированным контуром жидкостного охлаждения вместе с двухгазовой системой резки.

Схема такого плазмотрона отличается дополнительной защитной насадкой на сопло. Между ними пропускают защитный газ. Он решает четыре задачи: улучшенное охлаждение сопла; дополнительное сжатие дуги и, как следствие, лучшая концентрация и лучшие режущие свойства; охлаждение и защита кромок разрезаемой детали; защита сопла от брызг разрезаемого металла, особенно при пробое.

Даже если в качестве режущего и защитного газа используется воздух, такая схема обеспечивает лучшие параметры по сравнению с обычной схемой. А что если использовать другие газы и их комбинации? Наиболее распространены такие варианты:

2+воздух. Режущий газ — кислород, защитный газ — воздух. Эта комбинация обеспечивает наибольшую скорость и высокое качество резки углеродистых сталей. На кромках реза не бывает азотирования, минимум грата (заусенцев, наплывов на кромках реза с обратной стороны).

N2+воздух. Режущий газ — азот, защитный газ — воздух. Обеспечивает хорошее качество резки нержавеющих сталей и алюминия. Срок службы расходных материалов значительно выше, чем на воздухе.

H35+N2. Режущий газ — смесь Н35 (аргон — 35%, водород — 65%), защитный газ — азот. Применяют при резке нержавеющей стали и алюминия больших толщин. При этом обеспечивается резка металла максимально возможной толщины при минимальной величине грата, минимальное термическое воздействие, высокое качество реза без ухудшения свариваемости заготовок, а также длительный срок службы расходных материалов.

F5+N2. Режущий газ — смесь F5 (азот — 95%, водород — 5%), защитный газ — азот. Как результат — высококачественная резка нержавеющих сталей небольшой толщины.

Кстати, есть еще одно немаловажное преимущество такой системы. При использовании двухгазовой системы плазмотрона становится возможной резка . под водой! При этом водяной стол дает важные преимущества при эксплуатации: практически исключаются выбросы и загрязнение воздуха, весь шлак, дым и искры улавливаются водой; снижается световое излучение дуги и шум; улучшается охлаждение детали, при этом минимизированы возможные деформации.

Читайте так же:
Реле давления воды для насоса регулировка видео

Технология двухгазовой плазменной резки используется в большинстве плазмотронов для высококачественной резки. Каждая фирма использует свои инновации, патенты, секреты, чтобы добиться лучших режущих свойств дуги. Например, установки фирмы Hypertherm, резаки серии HyDefinition, используют дополнительное промежуточное вихревое сопло. Похожую систему использует фирма Kjellberg для резаков серии HiFocus. В результате качество реза таких установок вплотную приближается к качеству лазерной резки.

Существуют также и другие возможности. Представьте, что вместо защитного газа используется вода. Мы получаем лучшее охлаждение сопла и кромок детали. Такой способ используют для улучшения качества реза нержавеющих сталей. Единственное условие — этот способ должен применяться вместе с водяным столом. Отдельной разновидностью такого способа является способ водного впрыска (Water Injection). Вода подается по специальному каналу, улучшая концентрацию дуги. При этом возможно создание радиальных сжимающих сил и дополнительного закручивающего эффекта.

В заключение этой части перечислим основные проблемы, которые могут препятствовать достижению качественного реза:
• образование грата (окалины) на обратной стороне (неправильный режим резки, изношенные детали резака);
• угол разреза не прямой (неправильное направление движения, неправильная или непостоянная высота резака от детали):

• низкий срок службы деталей резака (начало и завершение резки вне поверхности листа).

Товары и цены — что почем. Приведем основных производителей и ценовой диапазон установок плазменной резки (цены даны средние).

Во-первых, установки воздушной плазмы для ручной/механизированной резки. Схема плазмотрона стандартная, режущий газ только воздух или азот, максимальная толщина реза 8-50 мм, требуется снятие небольшой окалины или последующая дополнительная обработка. Такие установки обычно обеспечивают высокую производительность и низкую себестоимость работ, особенно если требуется заменить кислородно-ацетиленовую или механическую резку. Качество реза нельзя назвать идеальным, но в большинстве случаев даже самый плохой рез воздушной плазмой лучше реза кислородно-ацетиленовым способом. Для улучшения качества реза используются малые средства механизации (резка по шаблону, тележки, вращатели и пр.)

В основном такие установки делают фирмы, выпускающее также сварочное оборудование. На рынке сейчас таких предложений масса, цепы варьируются от 500$ (толщины реза до 8 мм, Китай) до 7000$ (толщины реза до 50 мм, Европа.США). Конечно, производителя и модель установки надо выбирать исходя из задач и условий эксплуатации. Например, если требуется высокая надежность, лучше покупать аппараты промышленного класса. Такие аппараты обычно сделаны с высокой пыле-, влаго- и ударозащитой и могут работать в тяжелых условиях, жарком климате или северных регионах (одна из лучших таких установок — Genesis 35 фирмы Selco, рез 15 мм, 8 кг, 220В, цена 2600$).

Во-вторых, предположим, у вас уже есть источник для плазменной резки, по вы хотите получить высококачественный рез, используя двухгазовую систему резки. Есть фирмы, которые специализируются на изготовлении только плазмотронов, например фирма ТЕС.МО (Италия). Модель плазмотрона D250BW, 250А, 100% ПН, любые варианты режущего/защитного газа, в том числе с водяной защитой. Цена плазмотрона 2500$. Очень неплохое бюджетное решение, если у вас есть хорошие специалисты.

И, наконец, производители, специализирующиеся на разработке источников питания и плазмотронов для качественной автоматизированной резки. Обычно их оборудование продается уже в комплекте с системой привода — портальной машиной или роботом фирмы, изготавливающей или продающей средства автоматизации и роботизации. В таком случае покупатель приобретает не набор «сделай сам», а уже готовое сбалансированное решение (о приводах мы здесь говорить не будем, хотя их стоимость может быть па порядок больше стоимости плазменной установки).

Мировые производители плазменных установок — Hypertherm, Kjellberg, Thermal Dynamics, Kaliburn, Esab и др. Помимо портативных установок для воздушной плазмы (плазмотрон другой конструкции, порядок цен немного выше, чем у производителей сварочного оборудования, 10000-14000$), установки для высококачественной резки выпускаются обычно двух классов:
• средний класс установок, двухгазовая система, жидкостное охлаждение резака, любые режущие газы, максимальная толщина реза 40-80 мм, максимальная толщина реза без окалины — 15-40 мм. В некоторых случаях при параллельном подключении двух источников питания можно увеличить максимальную толщину реза вдвое — до 160 мм (!). Цены 30000-40000$;
• установки с тонкоструйными плазмотронами, те же параметры по толщине реза, что и средний класс, но самые высокие параметры по точности/углам реза (угловые отклонения 2-4, по стандарту ISO 9013). Обычно позволяют также проводить разметку и маркировку. Цены 40000-65000$.

Газовые консоли для получения смесей Н35, F5. Если простые модели — смесители, цена 2000- 2500$. Цена станции с автоматическим управлением в течение цикла до 18000$, но они необходимы для получения максимально качественной резки нержавеющих сталей и алюминия.

Критерии выбора. Итак, будем считать, что вы — директор, владелец или технолог производства. Перед вами стоит вопрос: если покупать установку для плазменной резки, то как правильно выбрать нужную? Предлагаем учесть следующие факторы, а также ответить на некоторые вопросы.

Типы разрезаемых материалов. Если вы режете только нержавеющие стали, то кислородная плазма не нужна. Если же вы в основном режете конструкционные стали (черные) и редко цветные, то лучше предпочесть установку кислородной плазмы с возможностью подключения разных газов. В случае использования спецсталей и сплавов сначала проведите испытания па образцах, чтобы понять, какой тип плазменной резки даст оптимальные результаты.

Толщины разрезаемых материалов. Какой диапазон толщин должна резать данная установка? Определите 2-3 варианта толщин, которые вы будете резать чаще. Установите максимальную толщину пробоя (прожог отверстия не с торца). Эти данные определят мощность и тип установки. Помните, что обычно лучшие результаты резки достигаются где-то на половине максимально возможной толщины. То же и с толщиной пробоя — обычно это не больше половины максимальной толщины.

Какая операция будет проводиться после резки (сварка, формовка, механическая обработка)? Вид последующей обработки определит тип используемого газа для резки, чтобы добиться требуемых металлургических свойств кромок. Если, например, после резки конструкционной стали потребуется сварка непосредственно по кромке, лучше всего резать кислородной плазмой, чтобы избежать азотирования и последующих дефектов сварного шва.

Какое требование к кромкам и точности реза (отклонения по углу/общий допуск)? Каков минимальный диаметр прорезаемых отверстий? Этот параметр покажет, какой класс плазменной установки нужен. При низких требованиях возможно использование недорогих установок даже с ручными плазмотронами, это обеспечит низкую стоимость расходных материалов и эксплуатации. И, наоборот, если хотите лучшего результата (например, отклонения в пределах всего -1 . +2°), вам нужны тонкоструйные установки высокого качества резки. Например, если минимальный диаметр вырезаемых отверстий менее 2 см, ско¬рее всего, вам понадобятся такие системы.

Читайте так же:
Шлифовально щеточные барабаны для станка

Ценовой диапазон — вы укладываетесь? Помните, что разница в цене между установками для ручной воздушной резки и для высококачественной резки тонкоструйными плазмотронами отличается на порядок. Ориентируйтесь на требуемый результат.

Дополнительно задайтесь вопросом: возможно ли в перспективе существенное расширение производства? Позаботьтесь о запасе производительности резки. Это тем более важно, если вы планируете резку с большой продолжительностью (например, 6 ч из 8 ч рабочей смены). В некоторых случаях также может потребоваться параллельная установка нескольких плазмотронов. Определитесь, что при выборе для вас наиболее важно: снижение себестоимости эксплуатации (если у вас уже есть лазеры); повышение производительности (кислородно-ацетиленовая резка); упрощение снабжения производства (отказ от сторонних поставщиков); цена покупки или цена эксплуатации (например, некоторые установки имеют режимы, продлевающие срок службы сопел и катодов — но их стоимость при покупке выше).

Плазморез из инвертора

Плазморезы широко применяются на предприятиях, работающих с цветными металлами. В отличие от обычной стали, разрезать которую можно пропан-кислородным пламенем, нержавейку или алюминий так обработать не получится, ввиду большей теплопроводности материала. При попытке реза обычным пламенем нагреву подвергается широкая часть поверхности, что приводит к деформации на данном участке. Плазморез способен точечно нагревать металл, производя разделку с минимальной шириной реза. При использовании присадочной проволоки аппаратом можно наоборот сваривать цветные виды стали. Но это оборудование стоит довольно дорого. Как собрать плазморез самостоятельно из сварочного инвертора? По какому принципу работает аппарат? Какова схема оборудования? Возможно ли изготовить пистолет-резак самостоятельно, или лучше купить этот элемент? Далее рассматриваются ответы на эти вопросы, включающие тематическое видео.

post-44903-004065600-1344544107

Принцип работы и комплектующие

Смастерить плазморез из инвертора своим руками получится в том случае, если хорошо понимать принцип работы аппарата и элементов, задействованных в процессе. Суть функционирования плазмореза заключается в следующем:

  1. Источник тока вырабатывает необходимое напряжение, подаваемое по кабелям в резак-горелку (плазмотрон).
  2. В плазмотроне находится два электрода (катод и анод), между которыми возбуждается дуга.
  3. Поток воздуха, подаваемый под давлением и специальным закрученным каналам, направляет электрическую дугу наружу, одновременно усиливая ее температуру. В других моделях применяется жидкость, которая испаряясь, создает выпускное давление. Получаемое высокотемпературное ионизированное пламя (как оно выглядит внешне) и есть плазма.
  4. Кабель массы, предварительно подключенный к изделию, содействует замыканию дуги на разрезаемой поверхности, что дает возможность работы плазмореза.
  5. В случае выполнения сварки, в роли подаваемого газа может выступать аргон или иные инертные смеси, защищающие сварочную ванну от внешней среды.

Температура дуги, благодаря разгону потоком воздуха, может достигать 8000 градусов, что позволяет моментально и точечно нагревать необходимый участок металла, производя резку, и не перегревая остальное изделие.

Плазморезы отличаются по мощности и комплектации. Небольшие модели способны резать металл толщиной около 10 мм. Промышленные машины работают со сталями толщиной до 100 мм. Часто это большие станки на кронштейнах, на которые подаются листы стали тельферами. Плазморез, сделанный в домашних условиях, будет способен разделывать нержавейку и другие металлы до 12 мм. Им можно будет выполнять фигурные вырезы в листовом железе (круги, спирали, волнообразные формы), а так же сварку легированной стали с присадочной проволокой.

Самый простой самодельный плазморез должен иметь четыре составляющих узла:

  • источник питания;
  • плазмотрон;
  • компрессор;
  • массу.

Источник тока

Сборку изделия необходимо начинать с поиска подходящего источника тока. В промышленных моделях используются мощные трансформаторы, позволяющие получать большую силу тока и способных резать толщину свыше 80 мм. Но в домашних условиях работать с такими величинами не приходится, да и такой трансформатор будет сильно гудеть.

В качестве источника тока можно взять обычный инвертор, который стоит в четыре раза дешевле самого простого аппарата плазменной резки. Он будет превосходить работу трансформатора, выдавая устойчивое напряжение с высокой частотой. Благодаря этому будет обеспечиваться стабильность горения дуги и требуемое качество реза. Инвертор будет удобен и ввиду малых размеров, на случай выездной работы с плазморезом. Легкий вес позволит проще транспортировать аппарат на нужное место.

Плазморез из инвертора, в готовом виде, должен соответствовать ряду ключевых требований:

  • питаться от сети 220 V;
  • работать при мощности 4 кВт;
  • иметь диапазон регулировки силы тока от 20 до 40 А;
  • холостой ход 220 V;
  • номинальный режим работы 60% (при цикле около 10 минут).

Чтобы добиться этих параметров, изделие необходимо снабдить дополнительным оборудованием, строго по схеме.

Схема плазмореза и ее работа

plazmorez_sam_shema

Как сделать плазморез хорошо показано на некоторых видео в сети. Там же можно найти и важные схемы, по которым собирается устройство. Чтобы прочитать обозначения, необходимы элементарные навыки электротехники и умение понимать условные обозначения.

Схема плазмореза обеспечивает в реальности возможность выполнения работы аппаратом. Происходит это следующим образом:

  1. Плазмотрон имеет кнопку пуска процесса. Нажатие кнопки включает реле (Р1), подающее ток на блок управления.
  2. Второе реле (Р2) пускает ток на инвертор, и одновременно подключает электроклапан, выполняющий продувку горелки. Поток воздуха высушивает камеру горелки и освобождает ее от возможных окалин и мусора.
  3. Через 3 секунды срабатывает третье реле (Р3), питающее электроды.
  4. Одновременно с третьим реле запускается осциллятор, ионизирующий воздух между катодом и анодом. Возбуждается дуга, называемая дежурной.
  5. Когда пламя подносят к изделию, подключенному к массе, зажигается дуга между плазмотроном и поверхностью, называемая рабочей.
  6. Реле геркона отсекает подачу тока, работающего на розжиг.
  7. Ведется резка или сварка материала. Если контакт с поверхностью был потерян (дуга попала на уже вырезанное место), то реле геркона снова срабатывает на розжиг дежурной дуги.
  8. После отключения кнопки на плазмотроне, любой вид дуги гаснет, а четвертое реле (Р4) запускает кратковременную подачу продувочного воздуха для удаления с сопла нагоревших элементов.

Сборка плазмотрона

Плазменная резка и сварка выполняется горелкой (плазмотроном). Она может иметь различные модификации и размеры. Соорудить модель работающую на воде в домашних условия довольно сложно, поэтому стоит приобрести такой «пистолет» в магазине.

Читайте так же:
Сварка полуавтоматом для чайников часть 1

Сделать плазмотрон с воздушной системой гораздо проще. Самодельные версии плазмореза чаще всего именно такие. Для сборки своими руками потребуются:

  • рукоятка с отверстиями для кабелей (можно использовать от старого паяльника или игрушек);
  • кнопка пуска;
  • специальный электрод;
  • изолятор;
  • завихритель потоков;
  • сопла под разные диаметры металла;
  • наконечник с защитой от брызг;
  • дистанционная пружина для выдерживания зазора между соплом и поверхностью;
  • насадки для снятия фасок и нагара.

Сварка и резка одним и тем же устройством может вестись на разных толщинах металла благодаря сменным элементам оголовка плазмотрона. Для этого предусмотрены разнообразные сопла, отличающиеся по диаметру выходного отверстия и высоте конуса. Именно они направляют сформированную струю плазмы на металл. Приобретаются сопла отдельно в магазине. Купить стоит каждый вид по несколько штук, т. к. они будут оплавляться, что потребует, со временем, замены.

Сопла крепятся специальной прижимной гайкой, чей диаметр позволяет пропустить через себя конус сопла, и зажать его широкую часть. Сразу за соплом находится электрод и изоляционная втулка, не дающая зажечься дуге в непредусмотренном месте. После, располагается механизм закрутки воздушного потока, усиливающий действие дуги. Все это помещается во фторопластовый корпус и закрывается металлическим кожухом. Некоторые из этих элементов можно изготовить самостоятельно, а другие лучше купить в магазине.

Магазинный плазмотрон может отличаться и системой воздушного охлаждения, которая позволит дольше работать устройству без перегрева. Но если резка будет вестись кратковременно, то в этом нет необходимости.

Используемые электроды

Электроды играют важную роль в обеспечении процесса горения дуги и осуществлении резки плазмотроном. В их изготовлении используют бериллий, гафний, торий и цирконий. Благодаря образованию тугоплавкой поверхностной пленки, электродный стержень не подвергается перегреву и преждевременному разрушению при работе с высокими температурами.

Покупая электроды для самодельного плазмореза следует выяснить из какого они материала. Бериллий и торий дают вредные испарения, и подходят для работы в специальной среде, обеспечивающей надлежащую защиту сварщика. Поэтому, для домашнего использования лучше приобрести электроды из гафния.

Компрессор и кабель-шланги

Большинство самодельных плазморезов включают в свою схему компрессор и пути подачи воздуха к горелке. Это важная часть устройства, позволяющая развивать температуру электрической дуги до 8000 градусов, и обеспечивающая процесс резки. Дополнительно, компрессор продувает каналы оборудования и плазмотрона, осушая систему от конденсата и удаляя частички мусора. Возможность прохождения сжатого воздуха по горелке содействует охлаждению работающих частей.

В свой плазмотрон можно установить простой компрессор, применяемый при покраске пульверизатором. Подсоединение к аппарату выполняется тонким шлангом и соответствующим разъемом. На входе устанавливается электроклапан, регулирующий подачу воздуха в систему.

Канал от плазмореза к горелке содержит уже электрическую составляющую (кабель для запитки электрода), поэтому используют более толстый шланг, например от старой стиральной машинки, внутрь которого помещают провод электросети. Подающийся воздух будет одновременно охлаждать кабель. Массу выполняют из провода сечением более 5 мм квадратных, с зажимом на конце. Если контакт массы будет плохим, то дежурная дуга не сможет переключаться на рабочую. Поэтому зажим важно покупать сильный и надежный.

Собрать плазморез в домашних условиях при помощи видео и купленных комплектующих вполне возможно. Рабочий инвертор и схема послужат основой для реализации цели. А вышеприведенные советы помогут лучше понимать процесс и предназначение каждого элемента в сборке.

Делаем плазморез из сварочного инвертора своими руками

Практическая конструкция самодельного плазменного аппарата не фантастика. Имея хотя бы обычный сварочный трансформатор или инверторный сварочник, можно создать горелку. Она была бы неплохим дополнением к уже имеющемуся оборудованию. Предельно простая, но рабочая, конструкция изображена ниже.

Схема плазменного резака

Самодельный плазморез

Катод можно изготовить из вольфрамового сварочного электрода 4 мм. Он фиксируется в держателе стопорным винтом или приваривается. Держатель можно изготовить из стали. Ручка из изолирующего материала. Изолирующая втулка изготавливается из фторопласта, фенопласта, гетинаксовой трубки. Материал должен быть изолирующим, стойким к нагреву. Крышка из стали или латуни.

Анод медный или латунный (желательно помассивнее, но без фанатизма), а сопло из чистой электротехнической меди. Катод подается винтом по мере выгорания. Сопло отвинчивается и меняется по мере износа. Сначала сопло работает хорошо в режиме реза, затем его прочищают рассверливанием, слегка зенкуют от заусенцев. Им еще можно варить и паять некоторое время. И, наконец, утилизировать, переплавив в заготовку для нового сопла.

Резьба между соплом и анодом смазывается графитом. Между держателем катода и крышкой – им же. Можно взять обычный карандаш и мелко растолочь. Такая смазка отлично проводит ток и не закоксуется.

Размеры и толщины зависят от мощности горелки. В этой горелке дуга возбуждается искрой высокого напряжения. Это очень важный момент и об этом чуть ниже.

Схема горелки с контактным поджигом (подвижный катод) окажется гораздо сложнее механически: придется уплотнять подвижный шток, потребуется возвратная пружина и возникнет много побочных проблем. Зачем делать из горелки винтовку М-16? В домашних условиях проще решить задачу электрическими способами. К сожалению, размер статьи не позволяет привести все подробности, но основной принцип будет показан дальше.

Рабочий газ подается через штуцер. А как насчет спирто-водяной смеси? Можно сделать и это. В принципе, для этого достаточно подавать ее в парообразном состоянии от маленького перегонного куба, если вы сможете стабилизировать и регулировать давление пара. Также можно охлаждать анод, слегка распыляя на него воду прямо снаружи. Этот способ охлаждения куда эффективнее проточного. Теплота испарения воды весьма значительна.

Схема осциллятора

Варианты схем осцилляторов (только принцип работы) на рисунках ниже. Красным цветом показано самодельное дополнение оборудования, черным – стандартный покупной сварочный инвертор, вторичная цепь которого упрощенно показана диодом D1 и конденсатором С1. Горелка уже обсуждалась.

Схема последовательного типа

Схема осциллятора последовательного типа

Это осциллятор последовательного типа. Генератор импульсов должен вырабатывать мощные импульсы тока для трансформатора Т2. Это связано с тем, что вторичная обмотка Т2 включена в разрыв цепи сварочного тока и вынужденно имеет малое число витков толстого провода. Конденсатор C2 совершенно необходим, он закорачивает контур высокого напряжения и защищает элементы инвертора в его выходной цепи (да и не только). В домашних условиях лучше выбрать второй вариант.

Читайте так же:
Резка металла из рулона

Схема параллельного типа

Схема осциллятора параллельного типа

Во второй схеме, параллельного типа, первичная обмотка Т2 возбуждается куда меньшим током, чем в предыдущем варианте. Однако, дроссель L2 также необходим как и конденсатор C2 в предыдущей схеме. Дроссель подавляет ток, ответвляемый от цепи высокого напряжения повышающего трансформатора в инвертор и защищает его.

В обеих схемах частота выбирается порядка десятков кГц. Трансформаторы Т2 и дроссель L2 намотаны на ферритовом кольцевом сердечнике или сердечнике от строчного трансформатора телевизора.

Дуга запускается нажатием на кнопку Пуск. В сухой горелке в течение долей секунды должна загореться дуга и войти в режим горения от основного тока инвертора. После прогрева анода на воздухе в качестве рабочего газа, можно постепенно переключать воздух на водно-спиртовую или водно-ацетоновую смесь, если это у вас уже налажено.

Осторожно! В момент запуска на горелке присутствует высокое напряжение. Руки должны быть изолированы от цепи анода и катода. Заземление на схеме показано условно. Заземляться может и цепь анода горелки. Тогда катод оказывается под высоким напряжением.

Схема простого сварочного инвертора – электросхема инверторного сварочного аппарата для дома

Схема простого сварочного инвертора – электросхема инверторного сварочного аппарата для дома 1Схема простого сварочного инвертора разделяется на силовую, то есть как раз ту, которая выдает ток на дугу, и управляющую части. Инвертор по сути своей – это блок питания, достаточно мощный, позволяющий поддерживать работу дуги. По рабочим схемам напоминает импульсный блок питания, у них весьма схожая работа по преобразованию энергии.

По какому принципу работает электросхема инверторного сварочного аппарата?

Схема работает по тому же принципу, что и, например, блок питания в персональном компьютере. В процессе работы происходит преобразование тока и напряжения, причем несколько раз и в разных параметрах.

В работе прослеживаются несколько четких этапов:

  1. Напряжение в розетке составляет 220V, поэтому сначала происходит выпрямление переменного напряжения.
  2. Вступает в работу преобразователь, постоянное напряжение переводится в переменные высокие частоты.
  3. Напряжение высокой частоты постепенно понижается до нужных значений.
  4. В свою очередь, на этом этапе, уже пониженное напряжение нуждается в выпрямлении.

Весь процесс кажется немного нелогичным, но у этого есть свои причины.

Ранее в сварочных инверторах использовались трансформаторы, очень мощные, работающие за счет обмотки трансформатора и имеющие, из-за этого, размеры и вес, делающие сварочные аппараты громоздкими и неудобными в применении.

Инверторные же аппараты удалось существенно уменьшить и облегчить с помощью увеличения частоты работы до 70-80 кГц и удешевить, поскольку меди на обмотку и других материалов уходит в разы меньше.

Схема простого сварочного инвертора – электросхема инверторного сварочного аппарата для дома 2

Схема инвертора

Электросхема сварочного инвертора состоит из транзисторов, мощных, берущих на себя большую часть работы. Частота тока в сети составляет всего 50 Гц, транзисторы же переключаются с высокой частотой, поэтому необходимо обеспечить их подачей постоянного напряжения. Вот тут и вступает в работу выпрямитель, как раз занимающийся тем, чтобы поступающий ток имел постоянные параметры.

Достигается этот эффект диодным мостом и фильтрующими конденсаторами. Диодный мост очень мощный, поэтому есть необходимость ставить его в паре с охлаждающим радиатором. На нем, в свою очередь, установлен предохранитель от перегревания, который при достижении критических температур размыкается. Необходим он для того, чтобы избежать поломки прибора от перегрева. Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более 220V.

Схема простого сварочного инвертора – электросхема инверторного сварочного аппарата для дома 3

Важным элементом схемы является фильтр электромагнитной совместимости, ставится он перед выпрямителем и защищает сеть от высокочастотных помех, появляющихся из-за работы инвертора.

Сам инвертор состоит из двух транзисторов на радиаторах для контроля тепла. Для понижения же напряжения схема простого сварочного инвертора успешно работает с трансформатором высокой частоты. Далее транзисторы коммутируют постоянное напряжение через обмотку трансформатора, величины достигают примерно 340V.

Если совсем по-простому, то роль трансформатора в том, что первичная обмотка выдает большое напряжение и маленький ток, а с вторичной обмотки уходит меньшее напряжение, но максимальный ток, показатели могут быть около 120 ампер.

Выходной выпрямитель – это диоды с высокими показателями быстродействия, сдвоенные, с общим катодом. Электросхема инверторного сварочного аппарата нуждается в именно быстродействующих диодах, суть их работы в том, что они очень шустро открываются и закрываются, нужно это для того, чтобы защитить сами диоды и весь прибор от перегревания и выхода из строя.

Когда инвертор включается, начинают заряжаться конденсаторы, поскольку в этот момент зарядный ток очень велик, настолько, что может вывести из строя диодные мосты, то применяется схема ограничения заряда, еще она называется «мягкий пуск». Работа его основывается на резисторе, имеющем высокое сопротивление, как раз он и принимает на себя основной удар и отвечает за ограничение тока в схеме.

Самостоятельный подход к ремонту и эксплуатации

Самые важные элементы схемы уже описаны, остается лишь добавить, что сварочный инвертор — прибор не очень сложный, при желании и заинтересованности его можно собрать своими руками. По запросу: схемы сварочных инверторов скачать, можно найти огромное количество готовых схем и видеороликов о самостоятельной сборке сварочных инверторов и их ремонте на нашем сайте.

Если вы понимаете сам принцип работы аппарата, то, достав нужные запчасти, можно очень экономно подойти к вопросу, покупать ли инвертор, чинить его самим или отнести в мастерскую.

Схема простого сварочного инвертора – электросхема инверторного сварочного аппарата для дома 5

Еще по этой теме на нашем сайте:


    Для принципа плазменной резки характерно использование электродов, способствующих возникновению электрической дуги. Так как образующаяся плазма достигает температуры до 30.000 градусов, происходит разделение обрабатываемого материала в.

Инвертор представляет собой прибор, который служит для сварки и резки чёрных и цветных металлов, а также нержавеющей стали. Основным его преимуществом является работа от постоянного.

Исходя из условий работы и прямого назначения, к трубам предъявляют целый список условий, установленных ГОСТом (специальный технические условия). Так, например, сварочные трубы, которые применяются во.

Сварочные полуавтоматы популярны среди не только среди профессионалов, но также среди любителей, исповедующих простое правило: хочешь сделать хорошо – сделай сам. Именно для них следующий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector