Плазморез для ремонта авто


Плазморез своими руками из инвертора, подробности изготовления, видео

Домашние мастера, занимающиеся обработкой металла, сталкиваются с необходимостью раскраивать металлические заготовки. Это можно сделать при помощи угловой шлифовальной машины (болгарки), кислородного резака или плазмореза.

  1. Болгарка. Качество среза очень высокого уровня. Однако выполнить фигурный раскрой невозможно, особенно если это касается внутренних отверстий с изогнутыми краями. К тому же есть ограничения по толщине металла. Тонкие листы резать болгаркой невозможно. Главное преимущество – ценовая доступность;
  2. Кислородный резак. Может вырезать отверстие любой конфигурации. Но добиться ровного среза невозможно в принципе. Края получаются рваными, с каплями оплавленного металла. Тяжело режется толщина более 5 мм. Приспособление не слишком дорогое, но требуется иметь большой запас кислорода для работы;
  3. Плазморез. Доступным этот прибор не зазовешь, но высокая стоимость оправдана качеством среза. После раскроя, заготовка практически не нуждается в дополнительной обработке.

Учитывая неподъемную для большинства домашних мастеров цену – многие умельцы «кулибины» изготавливают плазменный резак своими руками.

Способов несколько – можно создать конструкцию полностью «с нуля», или использовать готовые приспособления. Например – из сварочного аппарата, несколько модернизированного под новые задачи.

Изготовить плазморез своими руками реальная задача, но сначала необходимо понять, как он работает.

Общая схема изображена на иллюстрации:

Устройство плазмореза

Блок питания.

Он может быть сконструирован по-разному. Трансформатор имеет большие габариты и массу, но позволяет резать более толстые заготовки.

Потребление электроэнергии выше, это необходимо учитывать при выборе точки подключения. Такие блоки питания мало чувствительны к перепадам входного напряжения.

Инверторы экономичны, у них выше КПД. Дуга, полученная с помощью такого источника питания, горит стабильнее, что положительно влияет на качество реза.

Инвертор легче, и занимает меньше места в сравнение с трансформатором. Это делает прибор мобильным, что позволяет работать в труднодоступных местах.

Однако есть и недостатки. Толщина разрезаемой заготовки ограничена.

Плазмотрон.

Рабочая головка, с помощью которой производится резка.

Схема плазменного резака:

На электрод подается напряжение от инвертора для возбуждения плазменной дуги. Выбирается тугоплавкий металл, с образованием прочного окисла.

Например, цирконий, гафний или бериллий. Сопло служит для формирования плазменной струи. В зону образования плазмы подается сжатый воздух, который одновременно придает форму плазменной струе и охлаждает электрод.

Параметры сопла определяют характеристики реза. От диаметра зависит скорость разреза заготовки и размер прожигаемой щели. Величина отверстия на типовом резаке обычно равняется 3 мм. От длины напрямую зависит качество обработки. Однако слишком длинное сопло сильно нагревается и быстро изнашивается.

Охладитель (он же изолятор) частично отводит тепло от сопла, продлевая его ресурс. В рабочем режиме плазма достигает температуры более 25000°.

Поскольку плазма состоит не только из потока заряженных частиц, а еще и из воздуха – он должен подаваться в больших количествах. Этим вопросом заведует компрессор. Если рабочий ток не превышает пары сотен ампер, используется обычный воздух из атмосферы. Толщина разрезаемого металла менее 5 см.

В промышленных резаках выше сила тока и применяются различные газы: аргон, гелий, азот и даже кислород с водородом.

По управляющему комплекту шланг-кабель поступает как электрический ток, так и сжатый воздух (газ).

Подробное описание как сделать плазмотрон для плазмореза в этом видео.

Как работает плазморез

После нажатия управляющей клавиши, ток большой величины и частоты зажигает (в буквальном смысле) электрическую дугу между соплом и электродом. Температура в наконечнике поднимается до 7000° С.

Когда дежурная дуга заполняет все сопло, подается сжатый воздух (газ). От воздействия высокой температуры газ ионизируется, и становится проводником. Фактически возникает короткое замыкание через воздух, который превращается в газообразный электрод.

В этот момент из сопла вырывается сформированная конусом плазма с температурой более 20000° С. При таких условиях электропроводность раскаленного воздуха внутри плазменного потока, равна проводимости металла.

При соприкосновении плазмы с металлом заготовки, возникает классическая дуга, как при электродной сварке. В роли электрода выступает плазма. Дуга моментально нагревает металл в точке соприкосновения. Размер пятна равен диаметру сопла. Превратившийся в жидкость металл, моментально выдувается под напором сжатого воздуха. Происходит резка заготовки.

Важно! При работе с плазморезом требуется определенная сноровка. Двигаться необходимо равномерно, с правильно заданной скоростью.

Если головку вести слишком медленно – рез получится не таким ровным, и будет слишком широким. Нагревшиеся края металла станут корявыми. Быстрое перемещение не позволит качественно выдувать расплавленный металл, и рез потеряет непрерывность.

Этого недостатка лишены станки плазморезы, в которых сопло управляется механически.

Однако стоимость таких устройств слишком высока. Самостоятельное изготовление затруднено, по причине дороговизны комплектующих. Мы рассмотрим возможность изготовления ручного плазменного резака со средними параметрами.

Плазморез своими руками из инвертора

Основная сложность – изготовление собственно плазмотрона. Точнее – режущего сопла.

Металлы, из которых вытачиваются наконечники, к доступным не относятся. Поэтому есть смысл приобрести готовое сопло. Патрубок для подключения шланга, работающего под давлением – должен быть установлен промышленным путем.

Рабочая область имеет температуру в несколько тысяч градусов, поэтому любой доступный в домашних условиях способ сварки, не подойдет. Трубка просто отвалится. А вот готовую режущую готовку не составит труда разместить в рукоятке, которая рассчитана на высокие температуры. Если вы делаете плазморез из инвертора – такая рукоять входит в комплект.

Также необходимо всегда иметь запас расходных материалов. Сопло, из какого бы прочного металла оно не было сделано, изнашивается довольно быстро. Поэтому комплект из 5-10 насадок и катодов не помешает. К тому же лучше иметь несколько различных диаметров сопла, для работы с разными металлами.

Токопроводящий кабель от инвертора объединяют со шлангом для подачи сжатого воздуха. Вся конструкция должна составлять единое целое, иначе можно просто запутаться в шлангах во время работы.

В качестве корпуса для сопла хорошо использовать керамические втулки. Это и диэлектрик, и охладитель, неплохо рассеивающий лишнее тепло.

Самодельный плазморез, в отличие от обычного сварочника нуждается в управлении поджигом дежурной плазмы. Для этого в конструкцию готового инвертора встраивается осциллятор, который дает первичную искру для запала.

После появления рабочей плазмы его необходимо отключать. Для этого используется схема, работающая при помощи реле. Как только ток достигает рабочей величины – осциллятор выключается и дуга работает от основного (нагрузочного) выхода инвертора.

В остальном инвертор остается без изменений. Мощности хватает для обеспечения горелки при толщине металла до 20 мм. Обычно большую толщину в домашних условиях не обрабатывают.

Самодельный плазморез не может обойтись без компрессора. Для образования стабильной рабочей плазмы достаточно давления 2-2,5 атмосферы. Такую величину обеспечит даже обычный автомобильный компрессор.

Вся проблема в том, что во время работы расходуется огромное количество воздуха, и компрессор не может восполнить его с нужной скоростью. Если давление упадет – рабочая плазменная дуга разрушится, и резать металл будет невозможно.

Вопрос решается установкой воздушного ресивера. Он служит аккумулятором для накопления давления. Кратковременные интервалы работы резака не успевают снизить давление, а во время перерывов компрессор пополняет запас сжатого воздуха.

Можно использовать баллоны тормозной системы от грузовиков. Например – от «Камаза». Однако более практичным будет приобретение стандартного комплекта компрессора с ресивером.

Только обязательно оснастите комплект редуктором. Необходимо иметь возможность выставлять и поддерживать постоянное давление. Покупка компрессора не будет обременительной для бюджета, если использовать его для других целей. Например, для покраски с помощью краскопульта.

С помощью подобной самоделки можно резать как тонкую жесть толщиной 1 мм, так и толстые стальные пластины. Если работать по шаблону – можно вырезать качественные заготовки не хуже станка с ЧПУ.

В этом видео подробности сборки самодельного плазмореза.

obinstrumente.ru

Как сделать аппарат плазменной сварки своими руками?

Соединение поверхностей при сварке плазмой! Плазменная сварка – способ, кардинально отличный от всех существующих традиционных сварочных технологий.

Аппарат плазменной сварки

Проявляется это в существующих преимуществах плазменной сварки:

По своей сути плазменная сварка представляет собой инновационный процесс соединения металлических плоскостей. На сегодня данная разновидность активно применяется в отдельных отраслях производства: машиностроении, приборостроении, на авиационных предприятиях и др.

Используется плазменная сварка при необходимости получения шва высокой прочности. Характерно, что оборудование для плазменной сварки не требует кислородных баллонов.

Технология является экологически чистой, так как в ходе сваривания металла не происходит выделения вредных веществ и газов. Кроме того, посредством плазменного оборудования возможна не только сварка, но и резка металлов и сплавов (достаточно лишь обзавестись соответствующим резаком).

Подробнее о процессе сварки

Для верного представления о технологии сварочного процесса важно детально вникнуть в саму его суть. С точки зрения физики при плазменной сварке ионизированный газ (т.е. плазма) посредством сопла направляется на поверхность свариваемых деталей. Для образования плазмы необходимо обеспечить нагрев рабочего газа до высокой температуры. Достигается это за счет сильного электротока.

Процесс работы плазмой

Применять соответствующий аппарат можно для соединения:

Самостоятельная сборка сварочного аппарата

Аппарат для плазменной сварки, а также резки металлов для своего функционирования нуждается лишь в сжатом воздухе и электричестве. В тех случаях, когда применяется компрессорное оборудование, аппарат потребует только электричества. В результате при осуществлении сварки требуется замена электродов, а также сопла плазмотрона.

Самостоятельное конструирование аппарата плазменной сварки требует кропотливой работы.

Прежде всего, необходимо заняться разработкой схемы блока питания. Именно от такого блока и зависит полноценное функционирование аппарата.

Для проведения работ понадобятся:

При создании плазменного сварочного аппарата особо пристальное внимание, безусловно, нужно уделить корпусу. При наличии всех необходимых материалов и неплохих металлообрабатывающих станков самостоятельное изготовление всех основных элементов не вызовет трудностей.

Шов после соединения деталей плазменной сваркой

Для полноценного представления о том, как выглядит собираемый аппарат сварки и резки, предлагаем изучить в интернете большое изобилие схем.

Ключевым элементом для сварки и резки является плазменная горелка. Конструкция ее такова, что это, по сути, удобная рукоятка, в которой расположены анод и катод.

Анод, будучи одновременно и соплом, изготавливается из меди. В ходе сварочного процесса происходит его охлаждение водой. В качестве катода же применяется вольфрам (в том числе и лантанированный).Эти два элемента не контактируют, поскольку изолированы при помощи спецматериалов. Как правило, посредством асбеста.

Для возникновения плазменной дуги между анодом и катодом применяется постоянный ток, имеющий напряжение в 100 В. Именно такая дуга позволяет нагреть до необходимой высокой температуры газ. Сварка начинает работать: возникает поток плазмы, в котором и размещаются свариваемые детали (либо осуществляется резка металлов).

Таким образом, самостоятельное конструирование аппарата для проведения плазменной сварки вполне реально. Результатом станет возможность качественного соединения различных металлических деталей. Собственноручно собранный аппарат пригодится для многих случаев, особенно удобной плазменная сварка своими руками будет при ремонте личного авто.

zavarimne.ru

Самодельный плазменный резак: устройство и работа

Резка металла различных разновидностей для людей, которые занимаются ремонтом всевозможных механизмов, и в первую очередь автомобилей, составляет неотъемлемую часть работы. А выкроить из металлического листа сложную фигурную деталь или прорезать в изделии из цельного металла отверстие нужной формы в условиях гаража или небольшой мастерской лучше всего поможет ручной плазменный резак.

Ручной плазменный резак с легкостью сделает металлическую деталь или отверстие любой сложности.

Поскольку такой инструмент в фирменном исполнении стоит значительной суммы денег, становится более рентабельным изготовить его самостоятельно. Мощность его при этом будет не намного ниже, чем у аналога заводского изготовления, а помощь в работе он сможет оказать неоценимую. Скорость резки намного выше, чем у газового или иного резака, а затрат труда требуется меньше.

Принципы действия и преимущества плазменной резки

В качестве режущей поверхности в ней применяется плазменная струя. Она образуется, когда между электродом и соплом горелки зажигается электрическая дуга, а через нее под давлением проходит газ, нагреваясь от 3000 до 50000° и превращаясь в плазму.

Принцип действия плазменного резака.

В качестве подаваемого газа могут выступать как азот или кислород, так и водяной пар или просто воздух. Кислородом удобно резать мягкое железо и нелегированную сталь, поскольку он легче удаляет расплавленный металл из образуемого разреза.

При применении азота для разрезания металла аналогичной толщины требуется меньшая сила тока, а электроды меньше нагреваются, что существенно увеличивает их сроки эксплуатации. Однако в кромках разрезаемого металла накапливается при этом азот, что плохо влияет на его качество. Сжатый воздух же является наиболее дешевым вариантом, однако быстро изнашивает электроды и само сопло.

В отличие от других видов агрегатов для резки металла, резак, работающий с помощью плазмы, универсален. Он может резать как электропроводные материалы, так и не проводящие электричество, как все виды черных, так и цветных металлов и сплавов. Кроме того, им можно резать дерево, разные виды пластмасс или керамическую плитку.

Помимо резки он может спаивать поверхности разных видов металла с помощью высокотемпературных видов припоя, производить поверхностную закалку, отжиг или термическую очистку. К тому же он очень экономичен. При резке плазменной струей единица длины разреза обходится дешевле, чем при работе другими видами резаков.

Устройство, сборка и работа плазменного резака

Основные составляющие части агрегата представляют собой специальные блоки: катодный и анодный. Между катодом, который делается из максимально тугоплавкого материала, и анодом, который нуждается в постоянном и сильном охлаждении, и вспыхивает электрическая дуга. Катод лучше всего сделать из вольфрамового стержня толщиной не менее 4 мм, поскольку более тонкий быстро сгорит.

Составляющие самодельного плазменного резака.

Его можно легко изготовить из сварочного электрода. Анодный блок можно сделать из бронзы, а сам анод из меди. В блоке должна быть полость для постоянной прогонки охладителя, в роли которого можно применить обычную воду, но лучше тосол. Диаметр сопла должен составлять около 2 мм, поскольку меньший будет периодически забиваться.

К анодному блоку подходит две трубки, через которые прогоняется охладительная жидкость. Через них же подключается электрическое питание. К катоду оно подключается проводом, конец которого припаян на держатель. Катод крепится на резьбовом соединении подвижно, в момент включения его стыкуют с анодом, а затем отводят на 3-4 мм, в этом промежутке горит дуга. По шлангу на катод подается сжатый воздух или пар с помощью воздушного компрессора, а на анод — охладитель из специального резервуара, под который можно использовать пластиковую канистру. Прокачку охладителя вполне может производить омыватель стекол, снятый со старого автомобиля.

Для успешной работы такого резака необходим будет еще балластный резистор, подсоединенный к нему через диодный мост. В качестве такого резистора вполне можно использовать электрическую плиту мощностью 4-5 кВт. Диоды можно взять практически любые, способные работать на токе выше 50 А. Электричество на такой самодельный резак подается от обычной бытовой электросети через трансформатор 12 В, к которому подключается выпрямитель с дросселем. Последний наматывается из толстой медной проволоки в количестве около 100 витков и выдерживает ток до 20 А.

При наличии некоторых знаний и технических навыков плазменный резак можно собрать с применением подручных материалов и устройств своими руками.

moyasvarka.ru

Аппарат для плазменной резки и сварки: лучшие модели

Плазменные аппараты сварки, резки, пайки приобрели обширное распространение за счет обеспечения возможности выполнения задач с высокой эффективностью в короткие сроки. При помощи них можно работать практически с любым металлом и электропроводящими материалами.

Аппарат для плазменной резки и сварки: описание

Резка происходит путем плавления и смешения металла с высокотемпературной плазмой, которая создается электрической дугой из инертного вещества. Так, в устройстве атмосферный ионизированный воздух направляется через отверстие в горелке под давлением в необходимом количестве и переводится в состояние плазмы.

Итоговый результат и эффективность могут быть улучшены при использовании нескольких видов инертного газа, что особенно актуально для цветных металлов. Именно поэтому стоит проявить внимательность при подборе устройств и учесть все параметры.

Выбор

Аппарат для плазменной резки и сварки подходит для обработки тугоплавких, цветных металлов (алюминия, меди), черного метала (чугун, нержавеющая сталь и варианты с различным легированием), а также других типов материалов. Сегодня в магазинах представлен обширный ассортимент инструментов, для выбора оптимального варианта необходимо определиться с имеющимися задачами и условиями эксплуатации. После этого производится выбор из подходящих моделей.

Главным критерием являются материалы, с которыми может работать устройство. Рекомендуется выбирать агрегат с широким набором функций и возможностью резки различных металлов. При этом нужно отметить, что стоимость напрямую зависит от функционала и известности марки. Также нужно обратить внимание на размеры толщины резки. Чаще всего данный параметр указывается для листов из стали, реже всего можно встретить обозначение для нержавейки. По этой информации можно понять возможности резки различных вариантов.

Поджиг дуги

Все модели объединены идентичной схемой работы и общим конструктивным исполнением, при этом данные параметры одинаковы у любых изготовителей. Различие заключается в способе поджига дуги, здесь возможны следующие варианты:

Принимая в расчет информацию, указанную выше, будет проще определиться с желаемой моделью и не ошибиться с имеющимися свойствами.

Преимущества и недостатки

Аппарат для плазменной резки и сварки, фото которого представлено выше, обладает множеством положительных сторон, среди которых стоит отметить следующие:

Некоторые устройства отличаются достаточно высокой стоимостью, что является единственным недостатком. При этом всегда можно постараться подобрать вариант с подходящей ценой и необходимыми характеристиками. Для осуществления резки в домашних условиях будет вполне достаточно агрегата со средними мощностными характеристиками.

“Горынычъ”

Устройство “Горынычъ” - аппарат плазменной сварки и резки российского производства подходит для работ, связанных с высокотемпературным воздействием. Возможно использование как для металлов, так и для других категорий материалов, не подверженных горению. Он представляет собой электродуговой генератор плазмы, образуемой при нагреве электронной дуги. Испарения рабочего состава, доходя до температуры ионизации, выводятся плазменной струей под давлением. В качестве рабочей жидкости может выступать этиловый спирт или вода, выбор того или иного варианта осуществляется в соответствии с поставленными задачами. Струя при этом имеет температуру в пределах 6000 градусов. Главными элементами аппарата являются блок управления и плазменный генератор.

“Горынычъ”, аппарат плазменной сварки и резки, отзывы в основном получает положительные. Многие пользователи отмечают его высокую скорость работы и многофункциональность.

“Сварог CUT 40 B”

Устройство отличается небольшим весом и компактными габаритами, его главное предназначение заключается в обработке тонких материалов. Оно создано на основе инверторной схемы и специальных транзисторов. Агрегат оснащается евроразъемом для горелки и удобной панелью управления. В процессе работ не возникает деформация материала, при этом желательно резать листы с толщиной в пределах 0,12 см.

Он имеет следующий принцип работы: ток подходит к электроду плазмотрона, сам плазменный факел поджигается осциллятором с высокой частотностью после нажатия на кнопку.

Достоинства:

Среди недостатков стоит отметить невысокий ресурс плазматронного устройства.

Rilon CUT 40

Данный агрегат, так же, как и аппарат плазменной сварки, резки металла “Горынычъ”, позволяет работать с любыми типами токопроводящих основ: это различные сплавы, оцинкованная сталь, алюминий, медь. Бесконтактный поджиг работает на высокочастотном управлении. Возможно использование для материалов с толщиной около 20 мм, благодаря высокому уровню режущего тока. Степень воздействия зависит от толщины заготовки и характеристик металла. При помощи цифрового индикатора устанавливаются необходимые критерии.

Достоинства:

Стоит отметить, что устройство не подходит для промышленных условий и активного использования.

BRIMA CUT-120

Аппарат для плазменной резки и сварки отличается небольшой массой основного трансформатора и компактными размерами, при этом он оптимально подходит для использования при демонтаже металлических конструкций. Применяется для работ с медью, цветным металлом, углеродистой и нержавеющей сталью с толщиной не более 35 мм. Состоит из газового редуктора, обратного силового провода и воздушного рукава.

Достоинства:

FUBAG PLASMA 40

Аппарат для плазменной резки и сварки подходит для любых токопроводящих материалов с толщиной не более 12 мм. Расходные элементы, такие как катод и сопло, отличаются длительным периодом использования. Поджиг дуги имеет высокочастотное управление.

Положительные стороны:

fb.ru

Принцип работы плазмореза | Строительный портал

Плазменная резка широко используется в различных отраслях промышленности: машиностроении, судостроении, изготовлении рекламы, коммунальной сфере, изготовлении металлоконструкций и в других отраслях. К тому же, в частной мастерской плазморез тоже может пригодиться. Ведь с помощью него можно быстро и качественно разрезать любой токопроводящий материал, а также некоторые нетокопроводящие материалы – пластик, камень и дерево. Разрезать трубы, листовой металл, выполнить фигурный рез или изготовить деталь можно просто, быстро и удобно с помощью технологии плазменной резки. Рез выполняется высокотемпературной плазменной дугой, для создания которой нужен лишь источник тока, резак и воздух. Чтобы работа с плазморезом давалась легко, а рез получался красивым и ровным, не мешает узнать принцип работы плазмореза, который даст базовое понятие, как можно управлять процессом резки.

  1. Устройство плазмореза
  2. Принцип работы плазмореза
  3. Параметры плазмореза
  4. Плазморез своими руками
  5. ЧПУ плазморез своими руками

 

Устройство плазмореза

Аппарат под названием «плазморез» состоит из нескольких элементов: источника питания, плазменного резака/плазмотрона, воздушного компрессора и кабель-шлангового пакета.

Источник питания для плазмореза подает на плазмотрон определенную силу тока. Может представлять собой трансформатор или инвертор.

Трансформаторы более увесисты, потребляют больше энергии, но зато менее чувствительны к перепадам напряжения, и с помощью них можно разрезать заготовки большей толщины.

Инверторы легче, дешевле, экономнее в плане энергопотребления, но при этом позволяют разрезать заготовки меньшей толщины. Поэтому их используют на маленьких производствах и в частных мастерских. Также КПД инверторных плазморезов на 30 % больше, чем у трансформаторных, у них стабильнее горит дуга. Пригождаются они и для работы в труднодоступных местах.

Плазмотрон или как его еще называют «плазменный резак» является главным элементом плазмореза. В некоторых источниках можно встретить упоминание плазмотрона в таком контексте, что можно подумать будто «плазмотрон» и «плазморез» идентичные понятия. На самом деле это не так: плазмотрон – это непосредственно резак, с помощью которого разрезается заготовка.

Основными элементами плазменного резака/плазмотрона являются сопло, электрод, охладитель/изолятор между ними и канал для подачи сжатого воздуха.

Схема плазмореза наглядно демонстрирует расположение всех элементов плазмореза.

Внутри корпуса плазмотрона находится электрод, который служит для возбуждения электрической дуги. Он может быть изготовлен из гафния, циркония, бериллия или тория. Эти металлы приемлемы для воздушно-плазменной резки потому, что в процессе работы на их поверхности образуются тугоплавкие оксиды, препятствующие разрушению электрода. Тем не менее, используют не все эти металлы, потому что оксиды некоторых из них могут нанести вред здоровью оператора. Например, оксид тория – токсичен, а оксид бериллия – радиоактивен. Поэтому самым распространенным металлом для изготовления электродов плазмотрона является гафний. Реже – другие металлы.

Сопло плазмотрона обжимает и формирует плазменную струю, которая вырывается из выходного канала и разрезает заготовку. От размера сопла зависят возможности и характеристики плазмореза, а также технология работы с ним. Зависимость такая: от диаметра сопла зависит, какой объем воздуха может через него пройти за единицу времени, а от объема воздуха зависят ширина реза, скорость охлаждения и скорость работы плазмотрона. Чаще всего сопло плазмотрона имеет диаметр 3 мм. Длина сопла тоже важный параметр: чем длиннее сопло, тем аккуратнее и качественнее рез. Но с этим надо быть поаккуратнее. Слишком длинное сопло быстрее разрушается.

Компрессор для плазмореза необходим для подачи воздуха. Технология плазменной резки подразумевает использование газов: плазмообразующих и защитных. В аппаратах плазменной резки, рассчитанных на силу тока до 200 А, используется только сжатый воздух, и для создания плазмы, и для охлаждения. Такого аппарата достаточно для разрезания заготовок 50 мм толщиной. Промышленный станок плазменной резки использует другие газы – гелий, аргон, кислород, водород, азот, а также их смеси.

Кабель-шланговый пакет соединяет источник питания, компрессор и плазмотрон. По электрическому кабелю подается ток от трансформатора или инвертора для возбуждения электрической дуги, а по шлангу идет сжатый воздух, который необходим для образования плазмы внутри плазмотрона. Более детально, что именно происходит в плазмотроне, расскажем ниже.

 

Принцип работы плазмореза

 

Как только нажимается кнопка розжига, источник питания (трансформатор или инвертор) начинает подавать на плазмотрон токи высокой частоты. В результате внутри плазмотрона возникает дежурная электрическая дуга, температура которой 6000 – 8000 °С. Дежурная дуга зажигается между электродом и наконечником сопла  по той причине, что образование дуги между электродом и обрабатываемой заготовкой сразу – затруднительно. Столб дежурной дуги заполняет весь канал.

После возникновения дежурной дуги в камеру начинает поступать сжатый воздух. Он вырывается из патрубка, проходит через электрическую дугу,  вследствие чего нагревается и увеличивается в объеме в 50 – 100 раз. Помимо этого воздух ионизируется и перестает быть диэлектриком, приобретая токопроводящие свойства.

Суженное к низу сопло плазмотрона обжимает воздух, формирует из него поток, который со скоростью 2 – 3 м/с вырывается из сопла. Температура воздуха в этот момент может достигать 25000 – 30000 °С. Именно этот высокотемпературный ионизированный воздух и является в данном случае плазмой. Ее электропроводимость примерно равна электропроводимости металла, который обрабатывается.

В тот момент, когда плазма вырывается из сопла и соприкасается с поверхностью обрабатываемого металла, зажигается режущая дуга, а дежурная дуга гаснет. Режущая/рабочая дуга разогревает обрабатываемую заготовку в месте реза – локально. Металл плавится, появляется рез. На поверхности разрезаемого металла появляются частички расплавленного только что металла, которые сдуваются с нее потоком воздуха, вырывающегося из сопла. Это самая простая технология плазменной резки металла.

Катодное пятно плазменной дуги должно располагаться строго по центру электрода/катода. Чтобы это обеспечить, используется так называемая вихревая или тангенциальная подача сжатого воздуха. Если вихревая подача нарушена, то катодное пятно смещается относительно центра электрода вместе с плазменной дугой. Это может привести к неприятным последствиям: плазменная дуга будет гореть нестабильно, может образовываться две дуги одновременно, а в худшем случае – плазмотрон может выйти из строя.

Если увеличить расход воздуха, то скорость плазменного потока увеличится, также увеличится и скорость резки. Если же увеличить диаметр сопла, то скорость уменьшится и увеличится ширина реза. Скорость плазменного потока примерно равна 800 м/с при токе 250 А.

Скорость реза – тоже важный параметр. Чем она больше, тем тоньше рез. Если скорость маленькая, то ширина реза увеличивается. Если увеличивается сила тока, происходит то же самое – ширина реза увеличивается. Все эти тонкости относятся уже непосредственно к технологии работы с плазморезом.

 

Параметры плазмореза

 

Все аппараты плазменной резки можно разделить на две категории: ручные плазморезы и аппараты машинной резки.

Ручные плазморезы используются в быту, на маленьких производствах и в частных мастерских для изготовления и обработки деталей. Основная их особенность в том, что плазмотрон держит в руках оператор, он ведет резак по линии будущего реза, держа его на весу. В итоге рез получается хоть и ровным, но не идеальным. Да и производительность такой технологии маленькая. Чтобы рез получился более ровным, без наплывов и окалины, для ведения плазмотрона используется специальный упор, который одевается на сопло. Упор прижимается к поверхности обрабатываемой заготовки и остается только вести резак, не переживая за то, соблюдается ли необходимое расстояние между заготовкой и соплом.

На ручной плазморез цена зависит от его характеристик: максимальной силы тока, толщины обрабатываемой заготовки и универсальности. Например, существуют модели, которые можно использовать не только для резки металлов, но и для сварки. Их можно отличить по маркировке:

Например, плазморез FoxWeld Plasma 43 Multi совмещает все перечисленные функции. Его стоимость 530 – 550 у.е. Характеристики, касающиеся плазменной резки: сила тока – 60 А, толщина заготовки – до 11 мм.

Кстати, сила тока и толщина заготовки – основные параметры, по которым подбирается плазморез. И они взаимосвязаны.

Чем больше сила тока, тем сильнее плазменная дуга, которая быстрее расплавляет металл. Выбирая плазморез для конкретных нужд, необходимо точно знать, какой металл придется обрабатывать и какой толщины. В приведенной ниже таблице указано, какая сила тока нужна для разрезания 1 мм металла. Обратите внимание, что для обработки цветных металлов требуется большая сила тока. Учтите это, когда будете смотреть на характеристики плазмореза в магазине, на аппарате указана толщина заготовки из черного металла. Если вы планируете резать медь или другой цветной металл, лучше рассчитайте необходимую силу тока самостоятельно.

Например, если требуется разрезать медь толщиной 2 мм, то необходимо 6 А умножить на  2 мм, получим плазморез с силой тока 12 А. Если требуется разрезать сталь толщиной 2 мм, то умножаем 4 А на 2 мм, получаем силу тока 8 А. Только берите аппарат плазменной резки с запасом, так как указанные характеристики являются максимальными, а не номинальными. На них можно работать только непродолжительное время.

Станок с ЧПУ плазменной резки используется на производственных предприятиях для изготовления деталей или обработки заготовок. ЧПУ означает числовое программное управление. Станок работает по заданной программе с минимальным участием оператора, что максимально исключает человеческий фактор на производстве и увеличивает производительность в разы. Качество реза машинным аппаратом идеально, не требуется дополнительная обработка кромок. А самое главное – фигурные резы и исключительная точность. Достаточно ввести в программу схему реза и аппарат может выполнить любую замысловатую фигуру с идеальной точностью. На станок плазменной резки цена значительно выше, чем на ручной плазморез. Во-первых, используется большой трансформатор. Во-вторых, специальный стол, портал и направляющие. В зависимости от сложности и размеров аппарата цена может быть от 3000 у.е. до 20000 у.е.

Аппараты машинной плазменной резки используют для охлаждения воду, поэтому могут работать всю смену без перерыва. Так называемый ПВ (продолжительность включения) равен 100 %. Хотя у ручных аппаратов он может быть и 40 %, что означает следующее: 4 минуты плазморез работает, а 6 минут ему необходимо для того, чтобы остыть.

 

Плазморез своими руками

 

Наиболее разумно будет приобрести плазморез готовый, заводского исполнения. В таких аппаратах все учтено, отрегулировано и работает максимально идеально. Но некоторые умельцы «Кулибины» умудряются смастерить плазморез своими руками. Результаты получаются не очень удовлетворительными, так как качество реза хромает. В качестве примера приведем урезанный вариант, как можно сделать плазморез самостоятельно. Сразу оговоримся, что схема далека от идеала и лишь дает общее понятие процесса.

Итак, трансформатор для плазмореза должен быть с падающей ВАХ.

Пример на фото: первичная обмотка – снизу, вторичная – сверху. Напряжение – 260 В. Сечение обмотки – 45 мм2, каждая шина 6 мм2. Если установить силу тока на 40 А напряжение падает до 100 В. У дросселя также сечение 40 мм2, наматывался той же шиной, всего около 250 витков.

Для работы нужен воздушный компрессор, естественно, заводского исполнения. В данном случае использовался агрегат производительностью 350 л/мин.

Самодельный плазморез – схема работы.

Плазмотрон лучше приобрести заводской, он обойдется примерно в 150 – 200 у.е. В данном примере плазмотрон изготавливался самостоятельно: медное сопло (5 у.е.) и гафниевый электрод (3 у.е.), остальное «кустарщина». За счет чего расходники быстро вышли из строя.

Схема работает так: на резаке находится кнопка пуск, при ее нажатии реле (р1) подает на блок управления напряжение, реле (р2) подает напряжение на трансформатор,  затем пускает воздух для продувки плазмотрона. Воздух осушает камеру плазмотрона от возможного конденсата и выдувает все лишнее, на это у него есть 2 – 3 секунды. Именно с такой задержкой срабатывает реле (р3), которое подает питание на электрод для поджига дуги. Затем включается осциллятор, который ионизирует пространство между электродом и соплом, как результат загорается дежурная дуга. Далее плазмотрон подносится к изделию и загорается режущая/рабочая дуга между электродом и заготовкой. Реле геркона отключает сопло и поджиг. Согласно данной схеме, если режущая дуга внезапно погаснет, например, если сопло попало в отверстие в металле, то реле геркона снова подключит поджиг и спустя несколько секунд (2 – 3) загорится дежурная дуга, а затем режущая. Все это при условии, что кнопка «пуск» не отпускается. Реле (р4) пускает воздух в сопло с задержкой, после того, как отпустили кнопку «пуск» и режущая дуга погасла. Все эти предосторожности необходимы для того, чтобы продлить ресурс сопла и электрода.

Самостоятельное изготовление плазмореза в «домашних» условиях дает возможность изрядно сэкономить, но о качестве реза говорить не приходится. Хотя если за работу возьмется инженер, то результат может быть даже лучше заводского исполнения.

 

ЧПУ плазморез своими руками

 

Станок плазменной резки с ЧПУ может позволить себе не каждое предприятие, ведь его стоимость может достигать 15000 – 20000 у.е. Довольно часто такие организации заказывают выполнение работ плазменной резки на специальных предприятиях, но это тоже обходится недешево, особенно если объемы работ большие. Но ведь так хочется свой новый станок плазменной резки, а средств не хватает.

Помимо известных профильных заводов есть предприятия, которые занимаются производством станков плазменной резки, закупая лишь профильные детали и узлы, а все остальное изготавливают самостоятельно. В качестве примера мы расскажем, как делают станки плазменной резки с ЧПУ инженеры в производственном цеху.

Составляющие станка плазменной резки своими руками:

Характеристики станка:

На подобный станок плазменной резки металла цена будет около 13000 у.е., не включая источник плазмы, который придется приобрести отдельно – 900 у.е.

Для изготовления такого станка комплектующие заказываются отдельно, а затем все собирается самостоятельно по такой схеме:

Все, станок плазменной резки с ЧПУ готов.

Несмотря на то, что плазморез имеет достаточно простое устройство, все же не стоит браться за его изготовление без серьезных познаний в сварочном деле и большого опыта. Новичку проще заплатить за готовое изделие. А вот инженеры, желающие воплотить свои знания и умения в домашних условиях, что называется «на коленке», могут попробовать создать плазморез своими руками от начала и до конца.

strport.ru

Установка для воздушно-плазменной резки

Здрав­ствуй доро­гой чита­тель! Сегодня пого­во­рим о инте­рес­ном высо­ко­тех­но­ло­гич­ном устрой­стве, пред­на­зна­чен­ном для воз­душно-плаз­мен­ной резки.

Аппа­рат для плаз­мен­ной резки при­ме­няют для точ­ной резки металла. При помощи элек­три­че­ства, он транс­фор­ми­рует сжа­тый воз­дух в плазму. Это мощ­ная суб­стан­ция легко может резать металл.

Ком­плек­та­ция и устрой­ство аппа­рата плаз­мен­ной резки

Аппа­рат для плаз­мен­ной резки имеет кабель пита­ния, воз­душ­ный шланг для под­клю­че­ния ком­прес­сора, гиб­кую трубку, по кото­рой про­хо­дит элек­три­че­ство и сжа­тый воз­дух и посту­пает к соплу резака, сам резак с соплом, а также фик­са­тор, явля­ю­щийся поло­жи­тель­ной клем­мой.

Когда начи­на­ется про­цесс работы, пере­мен­ный ток про­хо­дит через кор­пус, в кото­ром транс­фор­ма­тор и выпря­ми­тель­ная под­стан­ция изме­няет его силу и транс­фор­ми­рует в посто­ян­ный ток, затем этот поток дости­гает горелки. В это же время сжа­тый воз­дух посту­пает по этой же трубке в горелку. При нагреве элек­три­че­ской дугой, он иони­зи­ру­ется и начи­нает про­во­дить элек­три­че­ство. Воз­дух из газа пре­вра­ща­ется в плазму. Плазма выхо­дит из горелки со ско­ро­стью больше 2000 км в час, а её тем­пе­ра­тура состав­ляет не менее 10000 гра­ду­сов по Цель­сию. Она мгно­венно пла­вит металл, а неко­то­рая его часть даже испа­ря­ется. В резуль­тате мы полу­чаем чистый и очень акку­рат­ный раз­рез.

 

Важ­ной дета­лью аппа­рата плаз­мен­ной резки явля­ется сопло. Оно может отли­чаться по диа­метру отвер­стия и иметь раз­ную длину. От этого зави­сит тол­щина реза на металле, а также общая про­из­во­ди­тель­но­сть всей системы. Тол­щина реза обычно полу­ча­ется при­мерно 1 мм.

Аппа­раты воз­душно-плаз­мен­ной резки металла можно раз­де­лить на:

-  Инвер­тор­ные устрой­ства;

-  Транс­фор­ма­тор­ные устрой­ства.

Инвер­тор­ные устрой­ства имеют неболь­шие раз­меры и низ­кое энер­го­по­треб­ле­ние. Из недо­стат­ков стоит отме­тить огра­ни­чен­ный ресурс мощ­но­сти, недол­гое время бес­пре­рыв­ного исполь­зо­ва­ния, а также чув­стви­тель­но­сть к пере­па­дам напря­же­ния.

Транс­фор­ма­тор­ные устрой­ства легко пере­но­сят пере­пады напря­же­ния. При паде­нии напря­же­ния они про­дол­жают рабо­тать, но при этом теряют неко­то­рую мощ­но­сть. Транс­фор­ма­тор­ные аппа­раты для плаз­мен­ной резки могут дли­тель­ное время функ­ци­о­ни­ро­вать в бес­пре­рыв­ном режиме.

К мину­сам можно отне­сти высо­кое потреб­ле­ние элек­тро­энер­гии, боль­шой вес габа­риты.

Плаз­мен­ный резак

При покупке аппа­рата воз­душно-плаз­мен­ной резки стоит также поза­бо­титься о покупке ком­прес­сора и осу­ши­теля воз­духа. Для каче­ствен­ного реза и для дли­тель­ной исправ­ной работы обо­ру­до­ва­ния необ­хо­дим сухой чистый воз­дух.

Также бывают аппа­раты плаз­мен­ной резки, име­ю­щие встро­ен­ный ком­прес­сор в блоке пита­ния, а также в ком­плекте с осу­ши­те­лем воз­духа.

Досто­ин­ства аппа­ра­тов плаз­мен­ной резки металла

-  Если срав­ни­вать плаз­мен­ную резку с тра­ди­ци­он­ными кис­ло­род­ными реза­ками, то про­из­во­ди­тель­но­сть аппа­ра­тов плаз­мен­ной резке зна­чи­тельно выше. Это спра­вед­ливо для дета­лей, име­ю­щих тол­щину до 50–60 мил­ли­мет­ров.

-  Аппа­раты для плаз­мен­ной резки металла спо­собны рабо­тать с раз­лич­ными метал­лами, как чер­ными, так и цвет­ными. Кроме этого плаз­мен­ные резаки могут рабо­тать по неме­тал­ли­че­ским мате­ри­а­лам, исполь­зуя внут­рен­нюю дугу. Также стоит отме­тить, что при резке плаз­мой не важна чистота металла. Можно резать и ржа­вую и окра­шен­ную деталь.

-  Плаз­мен­ная резка даёт чистый рез и не пере­гре­вает осталь­ную поверх­но­сть металла.

-  Аппа­рат для плаз­мен­ной резки в срав­не­нии с тра­ди­ци­он­ной газо­вой рез­кой без­опас­нее в экс­плу­а­та­ции. Отсут­ствует опас­но­сть воз­ник­но­ве­ния обрат­ного удара пла­мени.

-  Если срав­ни­вать с бол­гар­кой, резка плаз­мой удобна тем, что при резке про­фи­лей слож­ной формы раз­ре­зать можно именно нуж­ное место, не заде­вая не нуж­ных для реза мест. При этом не про­изой­дёт таких казу­сов, как закли­ни­ва­ние режу­щего диска или его раз­ру­ше­ние.

Кроме сжа­того воз­духа, для резки плаз­мой необ­хо­димы ком­плек­ту­ю­щие части и рас­ход­ные мате­ри­алы: это сопло горелки и элек­троды для резки. Изно­шен­ными или повре­жден­ными соплом или элек­тро­дами невоз­можно сде­лать каче­ствен­ный рез. Хоро­шее каче­ство резки, воз­можно, только при одно­вре­мен­ной замене изно­шен­ных или повре­ждён­ных сопла и элек­трода.

Катоды для плаз­мен­ного резака

Обо­ру­до­ва­ние для воз­душно-плаз­мен­ной резки металла имеет высо­кую сто­и­мо­сть. Для исполь­зо­ва­ния в кузов­ном ремонте оно оправ­данно лишь при усло­вии его частого при­ме­не­ния. В про­тив­ном слу­чае вполне можно обхо­диться тра­ди­ци­он­ными мето­дами резки металла.

Если всё же воз­никла необ­хо­ди­мо­сть покупки дан­ного устрой­ства, то сле­дует хорошо про­ду­мать какой аппа­рат выбрать, прежде чем его при­об­ре­тать. Нужно обра­тить вни­ма­ние на нали­чие, доступ­но­сть сто­и­мо­сти като­дов и сопла. К тому же, важна надёж­но­сть аппа­рата плаз­мен­ной резки. Так как это устрой­ство имеет доста­точно слож­ную кон­струк­цию и не дёшево в ремонте.

Ещё интересные статьи:

kuzov.info

Плазморез своими руками

Плазменная резка – достаточно востребованная операция, особенно, когда дело касается резки толстых металлических деталей или заготовок. Процесс происходит быстро, кромки металла остаются ровными. Но такой аппарат стоит недешево. Поэтому многие умельцы изготавливают для себя плазморез своими руками из разных видов оборудования, соединив их в одну конструкцию. Схема соединения их проста, главное – правильно подобрать приборы по необходимым техническим характеристикам.

Основы плазменной резки

В основе плазменной резки лежит ионизированный газ, который вылетает из сопла горелки с большой скоростью. Этот газ и есть та самая плазма. Что она делает.

Значит, чтобы создать плазму, необходим газ и источник электроэнергии. И эти две составляющие должны соединиться в одном месте. Поэтому оборудование плазменной резки состоит из баллона с газом, источника электроэнергии повышенной силы и резака, в котором установлен электрод.

Конструкция резака изготовлена таким образом, чтобы вокруг электрода проходил газ и в нагретом от электрода виде вырывался наружу через небольшое отверстие. Небольшой диаметр отверстия и давление газа создают необходимую скорость плазме. При изготовлении самодельной плазменной резки нужно просто приобрести готовый резак и не думать над его созданием. Потому что в нем уже все продумано, плюс заводской вариант – это гарантия безопасности.

Что касается газа, то от всех вариантов давно уже отказались, оставив сжатый воздух. Получить его можно сегодня очень просто – приобрести и установить компрессор.

Есть определенные условия, которые гарантируют качество резки плазмой.

Как сделать плазморез своими руками

Основы плазменной резки понятны, конструкция плазмореза тоже ясна, можно приступать к его сборке. Кстати, для этого не нужны специальные чертежи.

Итак, что будет необходимо.

Вот четыре элемента, с помощью которых собирается самодельный плазморез.

Вспомогательные элементы и материалы

На что еще необходимо обратить внимание, собирая аппарат плазменной резки своими руками. Как уже было сказано выше, основная характеристика плазменного резака – это диаметр его отверстия. Каких размеров он должен быть, чтобы качество реза было максимальным. Специалисты считают, что диаметр в 30 мм – оптимальный размер. Поэтому, покупая резак в магазине, нужно обратить внимание, есть ли в его комплекте сопло с таким отверстием.

К тому же надо подбирать сопло со значительной длиной. Именно этот размер дает возможность струе сжатого воздуха набрать необходимую скорость. От чего рез металла получается аккуратным, а сам процесс резки быстрым и легким. Но не стоит приобретать сопло уж очень большой длины. Такое приспособление быстро разрушается под действием высоких температур.

Что касается выбора электрода для плазмореза, то тут необходимо обратить внимание на сплав, из которого он изготовлен. К примеру, если в сплав входит бериллий, то это радиоактивное вещество. Работать с такими электродами долго не рекомендуется. Если в сплав входит торий, то при высоких температурах он выделяет токсичные вещества. Идеальный электрод для плазменной резки, в сплав которого входит гафний.

Проверка плазмореза

Итак, шланги соединяют резак и компрессор, кабель резак и инвертор. Теперь необходимо проверить, а работает ли собранная конструкция. Включаются все агрегаты, на резаке нажимается кнопка подачи электроэнергии на электрод. При этом образуется дуга с температурой 6000-8000С. Она проскакивает между металлом электрода и сопла.

После этого начинает подаваться в резак сжатый воздух. Проходя через сопло и нагреваясь от электрической дуги, он резко расширяется в десять раз и при этом приобретает токопроводящие свойства. То есть, получается ионизированный газ.

Он проходит через суженное сопло, при этом приобретая скорость в пределах 2-3 м/сек. А вот температура плазмы повышается до 25000-30000С. Самое важное, что дуга, с помощью которой был разогрет сжатый воздух и превращен в плазму, гаснет, как только плазма начинает воздействовать на металлическую заготовку, подготовленную к резке. Но тут же включается вторая, так называемая рабочая дуга, которая на металл действует локально. Именно в зону реза. Поэтому металл режется только в этой зоне.

Если при проверке работы плазменного резака у вас получилось разрезать металл толщиною не меньше 20 мм, то все элементы новой конструкции, собранной своими руками, были подобраны правильно. Необходимо обратить внимание, что заготовки толщиною более 20 мм плазморез из инвертора не режет. У него просто не хватает мощности. Чтобы резать металл большей толщины, придется использовать трансформатор.

Внимание! Любые работы, связанные с использование плазменной резки, должны проводиться в защитной одежде и перчатках.

Полезные советы

Существует много моментов, которые обязательно сказываются на работе агрегата.

Сделать свой собственный плазморез совсем несложно. Конечно, надо будет получить необходимую информацию, изучить ее, обязательно рекомендуется посмотреть обучающее видео. И после этого правильно подобрать все элементы точно под необходимые параметры. Кстати, собранный плазморез на основе серийного инвертора дает возможность не только проводить плазменную резку металлов, но и плазменную сварку, что увеличивает функциональность агрегата.

Поделись с друзьями

2

0

0

1

svarkalegko.com


Смотрите также