Як зробити потужний плазморез своїми руками: порядок, схеми, відео

1. Що вибрати: трансформатор або інвертор?
2. Середня вартість заводських апаратів
3. Принцип дії
4. Відмінності апаратів прямого і непрямого дії
5. конструкція
6. необхідні комплектуючі
7. Підбір блоку живлення
8. Плазмотрон
9. осцилятори
10. електроди
11. Компресор і кабель - шланги
12. схеми
13. збірка
14. Перевірка плазмореза
15. Переваги саморобного апарату

Наши партнеры ArtmMisto

Плазмова різка активно використовується в багатьох промислових областях. Однак плазморез цілком здатний стати в нагоді приватного майстра. Апарат дозволяє з високою швидкістю і якістю різати будь-які струмопровідні і не струмопровідні матеріали. Технологія роботи створює можливість обробки будь-яких деталей або створення фігурних різів, яка здійснюється дугою плазми високою температурою. Створюється потік базовими складовими - електричним струмом і повітрям. Але вигоди від використання апарату кілька захмарюються ціною заводських моделей. Щоб забезпечити себе можливістю роботи можна створити плазморез своїми руками. Далі наводимо детальну інструкцію з порядком дій і переліком обладнання, яке необхідно.

Що вибрати: трансформатор або інвертор?

За рахунок наявності особливостей і параметрів апаратів для проведення плазмового різання можливо розділити їх на типи. Найбільшу популярність завоювали інвертори і трансформатори. Вартість апарату кожної моделі буде визначатися заявленою потужністю і робочими циклами.

Інвертори володіють малою вагою, компактними габаритами і мінімально споживають електроенергію. До недоліків обладнання можна віднести підвищену чутливість до перепадів напруги. Не кожен інвертор здатний функціонувати в особливостях режиму нашої електричної мережі. Якщо виходить з ладу система захисту апарату, то необхідно звертатися в сервісний центр. Також інверторні плазморізи володіють обмеженням по номінальній потужності - не більше 70 ампер і малим періодом включення обладнання при великому струмі.

Трансформатор, за традицією, вважається більш надійним, ніж інвертор. Вони навіть при відчутному падінні напруги втрачають тільки частина потужності, але не ламаються. Це властивість визначає більш високу вартість. Плазморізи на основі трансформатора можуть працювати і включатися в робочий режим на більший термін. Подібне обладнання застосовується в автоматичних лініях з ЧПУ. Негативним моментом трансформаторного плазмореза буде значна маса, високе енергоспоживання і розміри.

Найбільше значення товщини металу, яке здатний різати плазморез становить від 50 до 55 міліметрів. Середнє значення потужності обладнання дорівнює 150 - 180 А.

Середня вартість заводських апаратів

Асортимент плазмореза для ручного різання матеріалів зараз справді величезний. Цінові категорії також різні. Ціну апаратів визначають наступні чинники:

• Тип пристрою;
• Виробник і країна виробництва;
• Максимально можлива глибина різу;
• Модель.

Вирішивши вивчити можливість покупки плазмореза, необхідно цікавитися вартістю додаткових елементів і комплектуючих до обладнання, без яких повноцінно працювати буде складно. Середні ціни на апарати в залежності від товщини металу, що розрізає складають:

• До 6 мм - 15 000 - 20 000 рублів;
• До 10 мм - 20 000 - 25 000;
• До 12 мм - 32 000 - 230 000;
• До 17 мм - 45 000 - 270 000;
• До 25 мм - 81 000 - 220 000;
• До 30 мм - 150 000 - 300 000.

Популярними апаратами є «Горинич», «Ресанта» ІПР-25, ІПР-40, ІПР-40 К.

Як можна побачити ціновий діапазон великий. У зв'язку з цим актуальність саморобного плазмореза підвищується. Вивчивши інструкції цілком можна створити апарат, нітрохи не поступаються за технічними характеристиками. Підібрати інвертор або трансформатор можна за ціною істотно нижче, ніж представлені розцінки.

Принцип дії

Після натискання на кнопку розпалу відбувається пуск джерела електроенергії, що подає в робочий інструмент високочастотний струм. Виникає дуга (чергова) між розташованим в різаку (плазмотроне) наконечником і електродом. Температурний діапазон від 6 до 8 тисяч градусів. Варто зауважити, що робоча дуга створюється не моментально, існує певна затримка.

Потім в порожнину плазмотрона надходить стиснене повітря. Для цього призначається компресор. Проходячи крізь камеру з черговою дугою на електроді, він піддається нагріву і збільшується в об'ємі. Процес супроводжується іонізацією повітря, що переводить його в струмопровідні стан.

Через вузьке сопло плазмотрона отриманий потік плазми подається до оброблюваної деталі. Швидкість потоку становить 2 - 3 м / с. Повітря в іонізованому стані здатний нагріватися до 30 000 ° С. У цьому стані значення електропровідність повітря близька до провідності металевих елементів.

Після контакту плазми з розрізаючої поверхнею чергова дуга відключається і діяти починає робоча. Далі здійснюється плавка в точках різання, з яких розплавлений метал продувається подається повітрям.

детально про технологію плазмового різання і використання цього обладнання можливо почитати у відповідній статті.

Відмінності апаратів прямого і непрямого дії

Є різні типи апаратів, що відрізняються принципами роботи. В обладнанні прямої дії передбачається робота електричної дуги. Вона набуває циліндричну форму і безпосередньо з'єднується з газової струменем. Подібна конструкція устаткування дозволяє забезпечити високу температуру дузі (до 20 000 ° С) і високоефективну систему, що охолоджує для інших компонентів плазмореза.

В апаратах непрямого дії робота передбачається з меншим ККД. Це визначає їх менше поширення у виробництві. Конструктивна особливість обладнання полягає в тому, що активні точки ланцюга розміщуються на особливих вольфрамових електродах або трубі. Застосовуються вони частіше для проведення нагріву і напилення, але для різання практично не використовуються. Найчастіше застосовуються в ремонті автомобілів.

Спільною рисою є присутність в конструкції повітряного фільтра (подовжує термін експлуатації електрода, забезпечує швидкий запуск обладнання) і охолоджувача (створює умови для тривалої експлуатації апарату без перерви). Відмінним показником є ​​можливість безперервної роботи пристрою протягом 1 години з 20-хвилинною перервою.

конструкція

При належному бажанні та вмінні саморобний плазморез здатний створити будь-який бажаючий. Але щоб він міг повноцінно і ефективно функціонувати необхідно дотримуватися певних правил. Бажано приміряти інвертор, тому що саме він здатний забезпечити стабільну подачу струму і стабільну роботу дуги. В результаті не виникають перебої і значно зменшиться витрата електрики. Але варто врахувати, що плазморез на основі інвертора здатний впоратися з меншою товщиною металу, ніж трансформатор.

необхідні комплектуючі

Перед початком складальних робіт необхідно підготувати ряд комплектуючих, матеріалів і обладнання:

1. Інвертор або трансформатор з відповідною потужністю. Щоб виключити помилку необхідно визначитися з планованою товщиною різання. Вже на підставі цієї інформації підбирати потрібний пристрій. Однак з урахуванням ручного різання варто вибрати саме інвертор, тому що він менше важить і споживає менше електрики.
2. Плазмотрон або плазмовий різак. Теж є свої особливості вибору. Прямої дії краще вибирати для роботи з струмопровідними матеріалами, а непрямого - для НЕ струмопровідних.
3. Компресор стисненого повітря. Потрібно приділяти увагу номінальної потужності, т.к він зобов'язаний справлятися з покладеної навантаженням і відповідати іншим компонентам.
   Кабель-шланг. Потрібно для з'єднання всіх комплектуючих плазмореза і подачі повітря до плазмотрону.

Підбір блоку живлення

Роботу плазмореза забезпечує блок живлення. Він формує задані параметри електричного струму, напруги та подає їх до різального вузла. Основним живильним вузлом може стати:

• інвертор;
• Трансформатор.

Підходити до вибору живильного елемента необхідно, враховуючи особливості апаратів, описані вище.

Плазмотрон

Плазмотрон є генератором плазми. Це робочий інструмент, в якому формується плазмовий струмінь, безпосередньо розрізає матеріали.

Основними особливостями будови є:

• Створення надвисокої температури;
• Просте регулювання потужності струму, запуску і зупинки робочих режимів;
• Компактні габарити;
• Надійність роботи.

Конструктивно плазмотрон складається з:

• Електрод / катод, що мають в своєму складі цирконій або гафній. Ці метали відрізняються високим рівнем термоелектронної емісією;
• Сопло в основному ізолюється від електрода;
• Механізм, що закручує плазмообразующий газ.

Сопло, електрод є витратними матеріалами плазмотрона. Якщо плазморезом обробляється заготовка до 10 міліметрів, то один комплект електродів витрачається протягом 8 годин роботи. Знос відбувається рівномірно, що дозволяє міняти їх одночасно.

При несвоєчасній заміні електрода може порушуватися якість різання - змінюється геометрія різу або виникають хвилі на поверхні. У катоді поступово вигорає гафнівая вставка. Якщо вона має виробленням більш 2 міліметрів, то електрод може пригорати і перегрівати плазмотрон. Це означає, що не вчасно замінені електроди спричинять за собою швидкий вихід з ладу інших елементів робочого інструмента.

Все плазмотрони можна розділити на 3 об'ємні групи:

• Електродугової - має мінімум один анод і катод, які підключені до мережі живлення за допомогою постійним струмом;
• Високочастотний - відсутні і електроди, і катоди. Зв'язок з живильним пристроєм грунтується на індуктивних / ємнісних принципах;
• Комбінований - функціонує при впливі високочастотного струму і горінні дугових розрядів.

Виходячи з методу стабілізації дуги, все плазмотрони також можна розділити на газовий, водяний і магнітний типи. Подібна система є надзвичайно важливою для роботи інструменту, тому що вона формує стиснення потоку і фіксує його на центральній осі сопла.

В даний час у продажу є різні модифікації плазмотронів. Можливо, необхідно вивчити пропозиції, і купити готовий. Однак зробити саморобний в домашніх умовах цілком можливо. Для цього потрібно:

• Рукоятка. Необхідно передбачити отвори для проводів.
• Кнопка.
• Відповідний електрод, розрахований під діючий струм.
• Ізолятор.
• Завихритель потоку.
• Сопло. Бажано комплект з різними діаметрами.
• Накінечник. Необхідно передбачити захист від бризок.
• Дистанційна пружина. Дозволяє витримувати зазор між поверхнею і соплом.
• Насадка для видалення нагару і зняття фаски.

Проводити роботу можна одним плазмотроном за рахунок змінних оголовків з різними діаметрами, направляючі плазмовий потік на деталь. Необхідно звернути увагу, що вони, так само як і електроди, в процесі роботи стануть оплавлятися.

Сопло закріплюється притискної гайкою. Безпосередньо за ним знаходиться електрод і ізолятор, застережливий розпал дуги в недозволеному місці. Далі розміщений завихритель потоку, що дозволяє підсилити ефект дуги. Всі елементи розміщуються у фторопластовий корпусі. Щось можливо зробити самостійно, а щось доведеться купувати в магазині.

Заводський плазмотрон дозволить проводити роботу без перегріву більш тривалий час за рахунок системи повітряного охолодження. Однак при короткочасної різанні це навіжений параметр.

осцилятори

Осцилятори являє собою генератор, який виробляє високочастотний струм. Подібний елемент включається в ланцюг плазмореза між джерелом живлення і плазмотроном. Здатні діяти за однією із схем:

1. Створення короткочасного імпульсу, який сприяє виникненню дуги без дотику до поверхні виробу. Зовні являє собою малу блискавку, що подається з торця електрода.
2. Підтримка постійної напруги з високим значенням напруги, що накладається на зварювальний струм. Забезпечує збереження стабільної підтримки дуги.

Устаткування дозволяє швидко створювати дугу і приступати до різання металу.

В основній своїй масі мають схожу будовою і складаються з:

• Випрямляча напруги;
• Блоку накопичувача заряду (конденсатори);
• Блок живлення;
• Модуль створення імпульсів. Включає в себе коливальний контур і розрядник;
• Блок керування;
• Підвищувального трансформатора;
• Приладу контролю напруги.

Основним завданням є модернізація вхідного напруги. Відбувається підвищення частоти і рівня напруги, зменшуючи період дії менш 1 секунди. Послідовність роботи наступна:

1. Натискається кнопка на різаку;
2. У випрямлячі струм вирівнюється і стає односпрямованим;
3. У конденсаторах відбувається накопичення заряду;
4. Струм подається на коливальний контур трансформаторних обмоток, підвищуючи рівень напруги;
5. Контроль за імпульсом здійснює схема управління;
6. Імпульсом створюється розряд на електроді, підпалює дугу;
7. Дія імпульсу завершується;
8. Після припинення різання осциллятором проводиться продування плазмотрона протягом ще 4 секунд. За рахунок цього досягається охолодження електрода і оброблюваної поверхні.

Залежно від типу осцилятора він може застосовуватися по-різному. Однак загальною характеристикою є підвищення напруги до 3000 - 5000 вольт і частоти від 150 до 500 кГц. Основні ж відмінності полягають в інтервалах дії високочастотного струму.

Для використання в плазморезе доцільно використовувати осцилятор для безконтактного розпалювання дуги. Подібні елементи застосовуються для роботи в аргонових сварочніка. У них вольфрамові електроди будуть швидко затупляться якщо проводити контакт з виробом. Включення в схему апарату осцилятора дозволить створювати дугу не здійснюючи контакту з площиною деталі.

Використання осцилятора дозволяє істотно знижувати потребу в дорогих витратних матеріалах і покращувати процес різання. Правильно підібране обладнання відповідно до планованої роботою дозволяє підвищувати її якість і швидкість.

електроди

Електродів відводиться важлива роль в процесі створення, підтримки дуги і безпосередній різання. У складі присутні метали, що дозволяють електроду не перегріватися і передчасно не руйнуватися при роботі з дугою в високотемпературних режимах.

При покупці електродів для плазмореза необхідно уточнювати їх склад. Зі змістом берилію і торію створюються шкідливі пари. Вони підійдуть для роботи у відповідних умовах, з належним захистом працівника, т. Е. Потрібна додаткова вентиляція. Через це для застосування в побуті краще купувати гафнієвих електроди.

Компресор і кабель - шланги

В конструкції більшості саморобних плазмореза включаються компресори і шлангові траси для направлення повітря до плазмотрону. Даний елемент конструкції дозволяє розігрівати електричну дугу до 8000 ° С. Додатковою функцією є продування робочих каналів, очищаючи їх від забруднень і проводячи видалення конденсату. Крім цього, стиснене повітря сприяє охолодженню компонентів апарату при тривалій роботі.

Для роботи плазмореза можливо застосовувати звичайний компресор стисненого повітря. Обмін повітря здійснюється тонкими шлангами з відповідними роз'ємами. На вході розміщується електричний клапан, який регулює процес подачі повітря.

У каналі від апарату до пальника розміщується електричний кабель. Тому тут необхідно розміщувати шланг з великим діаметром, в якому може розміститися кабель. Проходить повітря несе і вентиляційну функцію, так як здатний охолодити провід.

Маса повинна виконуватися з кабелю з перетином від 5 мм 2. Повинен бути затиск. При поганому контакті маси перемикання робочої дуги на чергову буде проблематичним.

схеми

Зараз можна знайти безліч схем, за якими можна зібрати якісний апарат. Детально з умовними позначеннями допоможуть розібратися відео. Відповідний принциповий креслення обладнання можна вибрати з представлених нижче.

збірка

До початку складального процесу бажано уточнити сумісність підібраних комплектуючих. Якщо вам раніше не доводилося збирати плазмовий різак своїми руками, то необхідно консультуватися з досвідченими майстрами.

Процедура складання передбачає наступну послідовність:

1. Підготувати всі зібрані комплектуючі;
2. Збірка електричного кола. У відповідності зі схемою підключається інвертор / трансформатор, електричний кабель;
3. Підключення компресора і подачі повітря до апарату і плазмотрону за допомогою гнучких шлангів;
4. Для власного підстрахування можна використовувати джерело безперебійного живлення (ДБЖ), з огляду на ємність акумулятора.

Детальна технологія складання устаткування представлена ​​на відео.

Перевірка плазмореза

Після того як підключені всі вузли в єдину конструкції, необхідно провести перевірку на працездатність.

Звернемо увагу на те, що перевірка і робота з плазморезом повинна здійснюватися в захисному одязі із застосуванням засобів індивідуального захисту.

Необхідно включити всі агрегати і натиснути кнопку на плазмотроне, подавши електрику до електрода. У цей момент в плазмотроне повинна утворитися дуга з високою температурою, проскочивши між електродом і соплом.

Далі починається подача стисненого повітря. При проході крізь сопло плазмотрона, піддаючись нагріванню від дуги, повітря буде розширюватися, перетворюючись в плазмовий потік.

Якщо зібране обладнання для плазмового різання здатне різати метал товщиною до 2 см, то все зроблено правильно. Слід врахувати, що саморобний апарат з інвертора не зможе розрізати деталі з товщиною більше 20 міліметрів, так як недостатньо потужності. Для різання товстих виробів потрібно в якості джерела живлення використовувати трансформатор.

Переваги саморобного апарату

Вигоди, що надаються апаратом повітряно-плазмового різання складно переоцінювати. Він здатний точно різати листовий метал. Після роботи не потрібно додатково обробляти торці. Головною перевагою є скорочення часу на роботу.

Це вже вагомі доводи для самостійно складання устаткування. Схема не відрізняється складністю, тому дешево переробити інвертор або напівавтомат під силу кожному.

На закінчення звернемо увагу на те, що працювати з плазморезкой необхідно досвідченому фахівцеві. Найкраще якщо це зварювальник. Якщо ж досвіду мало, то рекомендуємо спочатку вивчити технологію роботи з фото і відео, а після цього приступати до виконання поставлених завдань.