Плазморіз з зварювального інвертора, зроблений своїми руками для різання і зварювання металів

1. Універсальний апарат для зварювання
2. Принцип роботи пальника
3. Освіта плазми
4. різка
5. Плазмотрон своїми руками
6. Інструменти і матеріали
7. збірка
8. Електроди і кабель
9. Варіанти прямого і непрямого дії
10. доопрацювання інвертора

Наши партнеры ArtmMisto

На відміну від зварювального трансформатора , Інвертор відрізняється компактністю, малою вагою і високим ККД, що пояснює його популярність в домашніх майстерень, невеликих гаражах і цехах.

Він дозволяє закривати більшість потреб у зварювальних роботах, але для якісного різання потрібно лазерний апарат або плазморез.

Універсальний апарат для зварювання

Лазерне обладнання дуже дороге, плазморез теж коштує недешево. Плазмова різка і зварювання металу невеликої товщини має прекрасні характеристики, недосяжні при використанні електрозварювання. При цьому силовий блок у плазмореза і зварювального апарату для зварки багато в чому мають однакові характеристики.

Виникає бажання заощадити, і при невеликій доробці використовувати його і для плазмового різання. Виявилося, що це можливо, і можна зустріти багато способів переробки зварювальних апаратів, в тому числі інверторних, в плазморізи.

Апарат плазмової різки є той же зварювальний інвертор з осцилятором і плазмотроном, кабелем маси з затиском і зовнішнім або внутрішнім компресором. Часто компресор використовується зовнішній і в комплект поставки не входить.

Якщо у власника зварювального інвертора є ще й компресор, то можна отримати саморобний плазморез, придбавши плазмотрон і зробивши осцилятор. У підсумку вийде універсальний зварювальний апарат.

Принцип роботи пальника

Робота апарату плазмового зварювання і різання (плазмореза) заснована на використанні в якості ріжучого або зварюють інструменту плазми, четвертого стану речовини.

Для її отримання потрібно висока температура і газ під високим тиском. При створенні між анодом і катодом пальника електричної дуги в ній підтримується температура в кілька тисяч градусів.

Освіта плазми

Якщо пропустити при таких умовах через дугу струмінь газу, то він іонізується, розшириться в обсязі в кілька сотень разів і нагріється до температури в 20-30 тисяч ° C, перетворюючись в плазму. Висока температура майже миттєво розплавляє будь-який метал.

На відміну від кумулятивного снаряда процес утворення плазми в плазмотроне регульований.

Анод і катод в різаку плазмореза знаходяться на відстані декількох міліметрів один від одного. Осцилятор виробляє імпульсний струм великої величини і частоти, пропускає його між анодом і катодом, що призводить до виникнення електричної дуги.

Після цього через дугу пропускається газ, який іонізується. Так як все відбувається в замкнутій камері з одним вихідним отвором, то вийшла плазма з величезною швидкістю виривається назовні.

На виході пальника плазмореза вона досягає температури 30000 ° і плавить будь-який метал. Перед початком робіт до заготівлі за допомогою потужного затиску під'єднується провід маси.

Коли плазма досягає заготовки, то електричний струм починає текти через кабель маси і плазма досягає максимальної потужності. Струм доходить до 200-250 А. Ланцюг анод - катод розривається за допомогою реле.

різка

При пропажі основної дуги плазмореза, цей ланцюг знову включається, не даючи зникнути плазмі. Плазма грає роль електрода в зварці, вона проводить струм, а завдяки своїм властивостям створює в області зіткнення з металом область з високою температурою.

Площа дотику струменя плазми і металу маленька, температура висока, нагрів відбувається дуже швидко, тому практично відсутня напруга і деформації заготовки.

Зріз виходить рівний, тонкий не вимагає подальшої обробки. Під напором стисненого повітря, який використовується в якості робочого тіла плазми, рідкий метал видувається і виходить рез високої якості.

При використанні інертних газів за допомогою плазмореза можна проводити якісне зварювання без шкідливого впливу водню.

Плазмотрон своїми руками

При виготовленні плазмореза з зварювального інвертора своїми руками найскладнішою частиною робіт є виробництво якісної ріжучої головки (плазмотрона).

Інструменти і матеріали

Якщо робити плазмовий різак своїми руками, то легше використовувати як робоче тіло повітря. Для виготовлення знадобляться:

Витратні матеріали плазмореза у вигляді сопел, електрода варто купити в магазині зварювального устаткування. Вони в процесі різання і зварювання вигорають, тому має сенс купувати по кілька штук на кожен діаметр сопла.

Чим тонше метал для різання, тим менше повинно бути отвір сопла пальника плазмореза. Чим товще метал, тим більше отвір сопла. Найбільш часто використовується сопло з діаметром 3 мм, воно перекриває великий діапазон товщини і видів металів.

збірка

Сопла пальника плазмореза прикріплюються притискної гайкою. Безпосередньо за ним розташовується електрод і ізолює втулка, яка не дозволяє виникнути дузі в непотрібному місці пристрою.

Потім розташований завихритель потоку, який направляє його в потрібну точку. Вся конструкція поміщається у фторопластовий і металевий корпус. До виходу трубки на ручці пальника плазмореза приварюється патрубок для під'єднання повітряного шланга.

Електроди і кабель

Для плазмотрона потрібен спеціальний електрод з тугоплавкого матеріалу. Зазвичай їх виготовляють з торію, берилію, гафнію і цирконію. Їх застосовують через утворення при нагріванні тугоплавких оксидів на поверхні електрода, що збільшує тривалість його роботи.

При використанні в домашніх умовах краще застосування електродів з гафнію і цирконію. При різанні металу вони не виробляють токсичних речовин на відміну від торію і берилію.

Кабель від інвертора і шланг від компресора до пальника плазмореза потрібно прокладати в одній гофрованої труби або шлангу, що забезпечить охолодження кабелю в разі його нагріву та зручність у роботі.

Перетин мідного дроту потрібно вибрати не менше 5-6 мм 2. Затиск на кінці дроту повинен забезпечувати надійний контакт з металевою деталлю, в іншому випадку дуга з Черговий не перекинеться на основну дугу.

Компресор на виході повинен мати редуктор для отримання нормованого тиску на плазмотроне.

Варіанти прямого і непрямого дії

Конструкція пальника плазмореза досить складна, виконати в домашніх умовах навіть при наявності різних верстатів та інструментів складно без високої кваліфікації працівника. Тому виготовлення деталей плазмотрона потрібно доручити фахівцям, а ще краще придбати в магазині. Вище була описана пальник плазмотрона прямої дії, вона може різати тільки метали.

Існують плазморізи з головками побічної дії. Вони здатні різати і неметалеві матеріали. У них роль анода виконує сопло, і електрична дуга знаходиться всередині пальника плазмореза, назовні під тиском виходить тільки плазмовий струмінь.

При простоті конструкції пристрій вимагає дуже точних налаштувань, в самодіяльному виготовленні практично не застосовується.

доопрацювання інвертора

Для використання інверторного джерела живлення для плазмореза його потрібно доопрацювати. До нього потрібно підключити осцилятор з блоком управління, який буде виконувати функцію пускача, підпалює дугу.

Схем осциляторів зустрічається досить багато, але принцип дії один. При запуску осцилятора між анодом і катодом проходять високовольтні імпульси, які іонізують повітря між контактами. Це призводить до зниження опору і викликає виникнення електричної дуги.

Потім включається газовий електроклапан і під тиском повітря починає проходити між анодом і катодом через електричну дугу. Перетворюючись в плазму і досягаючи металевої заготовки, струмінь замикає ланцюг через неї і кабель маси.

Основний струм величиною приблизно 200 А починає текти по новій електричного кола. Це викликає спрацьовування датчика струму, що призводить до відключення осцилятора. Функціональна схема осцилятора зображена на малюнку.

Функціональна схема осцилятора

У разі відсутності досвіду роботи з електричними схемами можна скористатися осциллятором заводського виробництва типу ВСД-02. Залежно від інструкції по підключенню вони приєднуються послідовно або паралельно в схему харчування плазмотрона.

Перед виготовленням плазмореза, необхідно визначити попередньо з якими металами, і якої товщини хочете працювати. Для роботи з чорним металом досить компресора.

Для різання кольорових металів потрібно азот, високолегованої сталі потрібен аргон. У зв'язку з цим, можливо, буде потрібно візок для перевезення газових балонів і знижують редуктори.

Як будь-яке обладнання та інструмент, зварювальний апарат з плазмової головкою вимагає певної вправності від користувача. Рух різака повинно бути рівномірним, швидкість залежить від товщини металу і його виду.

Повільний рух призводить до утворення широкого різу з нерівними краями. Швидке переміщення призведе до того, що метал прорізається не у всіх місцях. При належній вправності можна отримати якісний і рівний зріз.