Виготовлення саморобного плазморізу із зварювального інвертора. Плазморіз із інвертора своїми руками. Саморобне встановлення плазмового різання металу Плазмовий різак з інверторного зварювання

Плазмове різання – досить затребувана операція, особливо коли справа стосується різання товстих металевих деталей або заготовок. Процес відбувається швидко, крайки металу залишаються рівними. Але такий апарат коштує недешево. Тому багато умільців виготовляють для себе плазморіз своїми руками. різних видівобладнання, з'єднавши в одну конструкцію. Схема з'єднання їх проста, головне - правильно підібрати прилади за необхідними технічними характеристиками.

В основі плазмового різаннялежить іонізований газ, який вилітає з сопла пальника з великою швидкістю. Цей газ і є та сама плазма. Що вона робить.

• По суті це іонізоване середовище є відмінним провідником електричного струму, який від електрода надходить до металевої заготівлі.
• Плазма нагріває метал до необхідної температури.
• Вона ж здуває розплавлений метал, звільняє простір різання.

Отже, щоб створити плазму, необхідний газ та джерело електроенергії. І ці дві складові мають поєднатися в одному місці. Тому обладнання плазмового різання складається з балона з газом, джерела електроенергії підвищеної сили та різака, в якому встановлено електрод.

Конструкція різака виготовлена ​​таким чином, щоб навколо електрода проходив газ і в нагрітому від електрода вигляді виривався назовні через невеликий отвір. Невеликий діаметр отвору та тиск газу створюють необхідну швидкість плазмі. При виготовленні саморобного плазмового різання потрібно просто придбати готовий різак і не думати над його створенням. Тому що в ньому вже все продумано плюс заводський варіант – це гарантія безпеки.

Щодо газу, то від усіх варіантів давно вже відмовилися, залишивши стиснене повітря. Отримати його можна сьогодні дуже просто – придбати та встановити компресор.

Є певні умови, які гарантують якість різання плазмою.

• Сила струму на електроді не повинна бути меншою за 250 А.
• Стиснене повітря подається на різак зі швидкістю в межах 800 м/сек.

Як зробити плазморіз своїми руками

Основи плазмового різання зрозумілі, конструкція плазморізу теж ясна, можна приступати до його збирання. До речі, для цього не потрібні спеціальні креслення.

Отже, що буде потрібно.

• Потрібно знайти джерело електроенергії. Найпростіший варіант – це зварювальний трансформатор чи інвертор. З багатьох причин інвертор краще. Наприклад, він має стабільне значення струму, без перепадів. Він економічніший у плані споживання електроенергії. Звернути увагу прийдеться на струм, який видає зварювальний апарат. Його значення не повинно бути меншим за 250 ампер.
• Джерело стисненого повітря. Тут без змін компресор. Але який? Основний параметр – тиск повітря. На нього і треба буде звернути увагу. 2,0-2,5 атм. – буде нормально.
• Різак можна придбати в магазині. І це буде ідеальним рішенням. Якщо є різак для аргонного зварювання, то і його можна переробити під плазмове різання. Для цього з міді доведеться зробити насадку у вигляді сопла, яке вставляється в різак аргонного зварювання.
• Комплект шлангів та кабелів, для з'єднання всіх частин саморобного плазморізу. Знову-таки комплект можна придбати в магазині, як єдиний елемент, що з'єднує.

Ось чотири елементи, за допомогою яких збирається саморобний плазморіз.

Допоміжні елементи та матеріали

На що ще потрібно звернути увагу, збираючи апарат плазмового різання своїми руками. Як було зазначено вище, основна характеристика плазмового різака – це діаметр його отвори. Яких розмірів він має бути, щоб якість різу була максимальною. Фахівці вважають, що діаметр 30 мм – оптимальний розмір. Тому, купуючи різак у магазині, потрібно звернути увагу, чи є у його комплекті сопло з таким отвором.

До того ж, треба підбирати сопло зі значною довжиною. Саме цей розмір дає можливість струменю стисненого повітря набрати необхідну швидкість. Від чого різання металу виходить акуратним, а сам процес різання швидким і легким. Але не варто купувати сопло дуже великої довжини. Такий пристрій швидко руйнується під дією високих температур.

Що стосується вибору електрода для плазморізу, то тут потрібно звернути увагу на метал, з якого він зроблений. Наприклад, якщо сплав входить берилій, це радіоактивне речовина. Працювати із такими електродами довго не рекомендується. Якщо в сплав входить торій, то за високих температур він виділяє токсичні речовини. Ідеальний електрод для плазмового різання, до сплаву якого входить гафній.

Перевірка плазморізу

Отже, шланги з'єднують різак та компресор, кабель різак та інвертор. Тепер необхідно перевірити, чи працює зібрана конструкція. Вмикаються всі агрегати, на різаку натискається кнопка подачі електроенергії на електрод. При цьому утворюється дуга із температурою 6000-8000С. Вона проскакує між металом електрода та сопла.

Після цього починає подаватися в різак стиснене повітря. Проходячи через сопло і нагріваючись від електричної дуги, він різко розширюється в десять разів і при цьому набуває струмопровідних властивостей. Тобто виходить іонізований газ.

Він проходить через звужене сопло, при цьому набуваючи швидкості в межах 2-3 м/сек. А ось температура плазми підвищується до 25000-30000С. Найважливіше, що дуга, за допомогою якої було розігріте стиснене повітря і перетворено на плазму, гасне, як тільки плазма починає впливати на металеву заготівлю, підготовлену до різання. Але відразу включається друга, так звана робоча дуга, яка на метал діє локально. Саме в зону різання. Тому метал ріжеться лише у цій зоні.

Якщо при перевірці роботи плазмового різака вам вдалося розрізати метал товщиною не менше 20 мм, то всі елементи нової конструкції, зібрані своїми руками, були підібрані правильно. Необхідно звернути увагу, що заготовки товщиною понад 20 мм плазморіз із інвертора не ріже. У нього просто не вистачає потужності. Щоб різати метал більшої товщини, доведеться використати трансформатор.

Увага! Будь-які роботи, пов'язані з використанням плазмового різання, повинні проводитися в захисному одязі та рукавичках.

Існує багато моментів, які обов'язково впливають на роботу агрегату.

• Придбати, наприклад, великий компресор не потрібно. Але 2-2,5 атмосфер при великому обсязі робіт може вистачити. Вихід із положення – встановити на компресорі ресивер. Він працює як акумулятор, що накопичує тиск у стислому повітрі. Для цього можна пристосувати, наприклад, болони від гальмівної системи великовантажних машин. Варіант насправді простий. Об'єм у балона великий, і його має вистачити тривалий проміжок часу.
• Щоб тиск повітря був стабільним та однаковим, на виході ресивера потрібно встановити редуктор.
• Звичайно, оптимальне рішення – придбати компресор у комплекті з ресивером. Коштує він дорожче за звичайне, але якщо цей агрегат використовувати і для інших справ, наприклад, для фарбування, то можна збільшити його функціональність і тим самим покрити витрати.
• Щоб зробити мобільну версію верстата, можна виготовити візок невеликих розмірів. Адже всі елементи плазморізу – невеликі за габаритами пристосування. Звичайно, про мобільність доведеться забути, якщо верстат виготовлений на основі зварювального трансформатора. Занадто він великий та важкий.
• Якщо немає можливості купити готовий комплект шланг-кабель, можна його зробити самостійно. Потрібно зварювальний кабель та шланг високого тискуоб'єднати в один рукав і помістити в єдину оболонку. Наприклад, у стандартний шланг більшого діаметра. Зроблений таким чином комплект просто не заважатиме під ногами, що дуже важливо при проведенні різання металів.

Зробити свій власний плазморіз дуже нескладно. Звісно, ​​треба буде отримати необхідну інформацію, вивчити її, обов'язково рекомендується переглянути навчальне відео. І після цього правильно підібрати всі елементи точно під необхідні параметри. До речі, зібраний плазморіз на основі серійного інвертора дає можливість не тільки проводити плазмове різання металів, а й плазмове зварювання, що збільшує функціональність агрегату.

І фахівці, і майстри-початківці часто використовують у своїй роботі плазмове різання. Це і зрозуміло: адже це - незамінний процес при різних будівельних і виробничих процесів. Недолік один: різними фірмами пристрою, що випускаються, коштують значних грошей, не всім вони по кишені. Тому різні робочі люди, будь то будівельні бригади або окремі майстри, замислюються, як створити плазморіз з інвертора, покладаючись тільки на свої руки і на доступне обладнання, заощадивши тим самим значну суму.

Відео: Саморобний плазморіз, плазмовий різак зроблений за місяць

Основне призначення ручного плазморізу – це різання різних типівметалів. Такі дії потрібні під час зведення різних споруд. Адже не слід використовувати інші інструменти. Застосування різних електродів, за допомогою яких йде зварювальний процес, також можливе, якщо в наявності саморобний плазморіз.

У цьому агрегаті основний принцип, яким відбувається з'єднання металів – це паяння. Саме завдяки високій температурі припою ручний плазморіз дозволяє надійно скріплювати різноманітні метали - це його основна перевага, тому дане обладнання настільки і необхідне багатьом.

Крім стандартної будівельної діяльностівикористовують цей зручний інструмент так само і при ковальських роботах. Адже за його безпосередньої участі можна проводити різні маніпуляції як з кольоровими, так і з чорними металами. Крім їх зварювання: ще й термічне чищення, і загартовування, і відпал. З цієї причини наявність ручного плазморізу при подібних роботах є обов'язковою, цим забезпечується і якість продукції та значно економія часу.

Конструкція її особливості

Перш ніж починати самостійно збирати плазморіз із інвертора, необхідно точно визначити його комплектацію та як він буде влаштований. Слід зрозуміти, що окремі деталі майбутнього пристрою краще придбати готовими, ніж збирати самостійно, т.к. таке складання буде пов'язане з певними труднощами.

Зазвичай зібраний апарат складається з наступних основних компонентів, без яких робота його неможлива: повітряний компресор, пакет шланго-кабельного типу, джерело живлення і різак, який офіційно називають плазмотроном.

Своєрідне «серце» ручного плазморізу – це джерело живлення. Саме він подає струм необхідної потужності. Технічні характеристики агрегату визначаються саме цією складовою.

Якщо порівнювати використовуваний на даному пристроїрізак (або «плазмотрон»), то видно, що його конструкція значно відрізняється від аналогічних компонентів, що застосовуються у зварювальних агрегатах. Тим не менш, він є не менш важливим, ніж джерело живлення. Саме різак (плазморіз), є тією деталлю, самостійне створенняякої з інвертора пов'язане із значними проблемами. Придбати різак краще вже готовим у магазині. Надалі це позбавить багатьох проблем.

У потужних агрегатах для гарячого різання металу необхідні функції внутрішнього охолодження. Там при цьому застосовуються різні газові суміші. Необхідне охолодження і в ручному плазморізі, але тут достатньо лише своєчасної подачі повітря. З цією метою задіяні компресор, для роботи якого потрібен струм силою в межах 200 А.

Сполучна частина, крізь яку на різак і йде струм від джерела, а також наганяється за допомогою компресора повітря - кабель-шланговий пакет.

Про використання трансформатора або інвертора

Найчастіше коли планується зібрати плазморіз, у роль джерела живлення беруть або інвертор, або особливий трансформатор. У кожного з цих варіантів є свої переваги, але щоб зрозуміти, який саме підійде, треба точно знати, які технічні характеристики повинні вийти у вашого плазморізу, відповідно, треба знати особливості інвертора і трансформатора.

Переваги у плазморізу, виготовленого на основі інвертора такі: в середньому його ККД на третину вище, ніж у аналогів, в яких присутній трансформатор, вони є найбільш ефективними та економними. Такий пристрій забезпечує стабільність дуги. До недоліків відноситься те, що робота проводиться виключно з матеріалами незначної товщини.

Якщо ж за основу взятий трансформатор, такий агрегат напевно буде громіздким і вимагатиме додатковий майданчик для використання. Але значним плюсом і те, що дозволяє проводити роботи з досить потужними і товстими деталями. Такі пристрої ставлять або у спеціально обладнаних їм приміщеннях або на пересувних платформах.

Тому, якщо не планується проводити різання особливо великих об'єктів, то рекомендується використовувати саме плазморіз, створений з інвертора. Принцип простий: треба з'єднувати джерело живлення, що вже знаходиться у вашому розпорядженні, та інші деталі, дотримуючись певної послідовності.

Яке обладнання знадобиться

Звичайно, перш ніж приступати безпосередньо до збирання пристрою для плазмового різання металу, потрібно придбати всі деталі, які складуть кінцевий продукт. Але якщо ви хочете, щоб передбачувані функції виконувались на високому рівні, Без поломок, то деякі зі складових треба купувати вже у готовому вигляді.

Інвертор

Це «серце» нашого майбутнього агрегату і взяти його можна з будь-якого зварювального апарату. Найчастіше, це і є головне матеріальне вкладенняв описуваний проект. Для того, щоб вибрати відповідний інвертор, потрібно точно знати, які роботи будуть проводитися плазморезом, їх обсяг і т.д. Тоді вже не складно буде підібрати потужність інвертора.

Доводиться чути, що деякі народні умільці збирають інвертор і самотужки. Для цього ретельно підбирають деталі, використовують матеріали наявні в їхньому розпорядженні. Але на практиці виявляється, що такі саморобні конструкції менш надійні, ніж покупні варіанти. До того ж, у домашніх умовах важко забезпечити ті ж стандарти, що й на виробництві. Тому краще все ж таки покупний варіант інвертора.

Різак

Коли майстри або любителі роблять самотужки плазморіз, то часто помиляються, намагаючись повністю зібрати і різак з подачею електрики та повітря. Складові частини різака це: сопло, елементи підведення та ручка. Причому ручка внаслідок її інтенсивного використання зношується за короткий період часу і доводиться часто її замінювати. Тому найкращим вибором буде купівля заводського сопла, а ось решту складових можна зібрати самотужки. Але цілком обґрунтованою також є і думка про те, що витрата великої кількості коштів та зусиль на самостійне складання цієї складової не є продуктивною. Краще купити заводський виріб.

Компресор

За інструкцією використання компресора передбачає, що застосовуватиметься кисень або інертний газ. Насправді ж частіше його підключають до балонів, у яких – спеціальна суміш. Саме така суміш забезпечує сильний пучок плазми при гідному охолодженні. Якщо ж плазморіз використовується в побуті, то для економії та простоти справи рекомендують використовувати простий компресор. Цю складову цілком можна зібрати самотужки, де роль ресивера виконуватиме звичайний балон. Компресор часто беруть з холодильника, або з машини ЗІЛ. Важливо не помилитись із регулюванням тиску. Робиться це досвідченим шляхом, майстрами на початковому етапі робіт.

Кабель-шланговий пакет

Цю складову плазморізу можна купити як окремо, так і разом з основним обладнанням. Головне знати деякі характеристики агрегату, а саме: який при роботі буде тиск, а також який переріз біля кабелю – від цього залежить і характеристики шлангів. Провідник підбирається під силу інвертора. В іншому випадку він перегріється і може спалахнути і навіть можлива поразка струмом.

Процес складання

Це досить проста послідовність складання. Сопло плазмореза з'єднується з інвертором та компресором. Для таких цілей і потрібен кабель-шланговий пакет. Потрібний набір клемів і затискачів. З їх допомогою можна оперативно збирати, а також розбирати плазморіз. Якщо все зроблено грамотно, то на виході вийде пристрій компактних параметрів. Його легко транспортувати на місце, де проводитиметься чергова робота.

• Перш за все, ви повинні подбати про те, щоб були запасні прокладки в достатній кількості. Адже відбувається плазмове різання при використанні газу, а прокладки необхідні для підключення шлангів. І якщо агрегат планується досить часто перевозити, то без цього елемента ніяк не обійтися, більше того – відсутність прокладок може спричинити зупинку всієї роботи.
• Особливо високі температури впливають на сопло різака. Тому в перспективі тривалого використання апарату саме ця деталь зношується швидше за інших. Тож у наявності має бути і запасне сопло.
• Діапазон цін на інвертори дуже великий: від дуже дешевих і до справді дорогих. Головне, що впливає на ціну, – це потужність інвертора. Так що, перш ніж купувати, визначтеся з тим, яка вам знадобиться потужність. І вже відштовхуючись від своїх реальних потреб, вибирайте ту чи іншу модель. Так і гроші заощадите та створіть плазморіз, який підходить саме для вашої роботи.
• Не обійтися без електродів, виготовлених з тугоплавких металів. На ринку вибір досить великий. Наприклад, вироби виготовлені з цирконію, берилію або торію. Але при значному нагріванні із певних металів відбувається виділення небезпечних компонентів. Найбільш безпечним, а отже, і переважним вважаються електроди, виготовлені з гафнію.
• Під час проведення робіт плазма у такому апараті розжарюється до 30 тисяч градусів. А це означає, що потрібно дотримання всіх заходів безпеки. Без цього можливе загоряння, або може бути завдано шкоди, як зварювальникові, так і оточуючим. З цієї причини новачкам, які не пройшли жодного навчання, не можна працювати на подібному обладнанні. В ідеалі має працювати спеціаліст зі значним стажем.
• Причина, через яку фахівці рекомендують застосовувати при роботах тільки виготовлені на заводах різаки, це те, що саморобні варіації можуть вносити порушення у вихровий потік повітря. І це неприпустимо, т.к. можливе утворення 2-х дуг, які спричинять поломку виробу. Тому краще один раз витратитися, ніж потім вкладати додаткові засоби та сили в ремонт агрегату.
• Якщо за допомогою інвертора планується виконувати роботи лише одного типу, то до нього можливе внесення деяких модифікацій, покликаних полегшити саме такий тип робіт. Наприклад, деякі умільці вводять власні доопрацювання в сопло або створюють особливий кожух для захисту рук. Головний принципбудь-якого такого доповнення: вони не повинні йти у розріз із правилами безпеки.

Висновки

Отже, ознайомившись із цим матеріалом, стає ясно, що для складання плазморізу з інвертором потрібно придбати вже готові складові від різних виробників. А що стосується виготовлення плазморізу, то це просте складання. Проте підбір окремих деталей дозволити заощадити, т.к. якщо брати повний готовий комплект в одного виробника, це вийде набагато дорожче.

Відео: Як перетворити інвертор для ручного зварюванняу напівавтомат

Сучасні інверторні зварювальні апарати покривають більшість потреб для отримання нероз'ємних з'єднань металевих заготовок. Але часом куди зручнішим буде апарат дещо іншого типу, у якому основну роль грає не електрична дуга, а потік іонізованого газу, тобто плазмовий зварювальний апарат. Купувати його для періодичного використання не надто рентабельно. Можна зробити такий зварювальний апарат своїми руками.

Обладнання та компоненти

Виготовити мікроплазмовий зварювальний апарат найпростіше на основі вже наявного інверторного зварювального апарату. Для виконання такої модернізації вам знадобляться такі компоненти:

• будь-який інверторний зварювальний апарат для зварювання TIG з вбудованим осцилятором або без нього;
• сопло з вольфрамовим електродом від TIG-зварювальника;
• аргоновий балон із редуктором;
• невеликий шматочок дроту з танталу або молібдену діаметром і довжиною до 20 мм;
• фторопластова трубка;
• мідні трубки;
• невеликі шматочки листової міді завтовшки 1-2 мм;
• електронний баласт;
• гумові шланги;
• гермоввод;
• хомути;
• проведення;
• клеми;
• автомобільний бачок склоочисника з електронасосом;
• випрямний блок живлення електронасоса склоочисника.

Роботи з доведення та виготовлення нових деталей та вузлів вимагатимуть використання наступного обладнання:

• токарний верстат;
• електропаяльник;
• пальник для паяння з балоном;
• викрутки;
• пасатижі;
• амперметр;
• вольтметр.

Повернутись до змісту

Теоретичні основи

Зварювальний апарат для плазмового зварювання може бути одного з 2-х основних типів: відкритого та закритого. Основна дуга зварювального апарату відкритого типу горить між центральним катодом пальника та виробом. Між соплом, яке служить анодом, і центральним катодом горить тільки чергова дуга для основної збудження в будь-який момент часу. Зварювальний апарат закритого типумає тільки дугу між центральним електродом та соплом.

Зробити довговічний за другим принципом досить складно. При проходженні основного зварювального струму через сопло анод цей елемент відчуває колосальні теплові навантаження і вимагає дуже якісного охолодження та використання відповідних матеріалів. Забезпечити термостійкість конструкції, коли робиться такий апарат власноруч, дуже важко. Коли робиться плазмовий апарат власноруч, для довговічності краще вибирати відкриту схему.

Повернутись до змісту

Практична реалізація

Часто при кустарному виготовленні зварювального плазмового апарату сопло виточують з міді. За відсутності альтернативи такий варіант можливий, але сопло стає витратним матеріалом навіть за проходження ним лише чергового струму. Його доведеться часто міняти. Якщо вдасться дістати невеликий шматочок кругляка із молібдену або танталу, краще сопло виготовити з них. Тоді можна буде обмежуватися періодичним чищенням.

Розмір центрального отвору в соплі підбирають дослідним шляхом. Починати потрібно з діаметра 0,5 мм і поступово розточувати його до 2 мм, доки потік плазми стане задовільним.

Конусний зазор між центральним вольфрамовим катодом та соплом-анодом повинен становити 2,5-3 мм.

Сопло вкручується в порожню сорочку охолодження, яка через фторопластовий ізолятор з'єднується з утримувачем центрального електрода. У сорочці охолодження циркулює рідина, що охолоджує. Як таку в теплу пору року можна використовувати дистильовану воду, взимку краще антифриз.

Сорочка охолодження являє собою 2 порожнисті мідні трубки. Внутрішня діаметромі довжиною близько 20 мм розташовується на передньому кінці зовнішньої трубки діаметром близько 50 мм і довжиною близько 80 мм. Простір між торцями внутрішньої трубки і зовнішніми стінками запаюють тонкою листовою міддю. У сорочку за допомогою газового пальникавпаюють мідні трубки діаметром 8 мм. По них надходить і відводиться рідина, що охолоджує. Крім того, до сорочки охолодження потрібно припаяти клему для подачі позитивного заряду.

У внутрішній трубці роблять різьблення, в яке вкручують знімне сопло з термостійких матеріалів. На висунутому кінці зовнішньої трубки також нарізають внутрішнє різьблення. У неї вкручується ізолююче кільце з фторопласту. У кільце вкручується утримувач центрального електрода.

Через стінку зовнішньої трубки у простір між сорочкою охолодження та фторопластовим ізолятором впаюється трубка подачі аргону такого ж діаметра, як для охолодження.

По сорочці охолодження циркулює рідина із бачка склоочисника. Живлення на насос електродвигуна подається через окремий випрямляч на 12 В. Вихід для подачі на бачку вже є, повернення рідини можна врізати через стінку або кришку бачка. Для цього в кришці свердлиться отвір і вставляється відрізок трубки через гермоввод. Гумові шланги циркуляції рідини та подачі аргону з'єднуються зі своїми трубками хомутами.

Позитивний заряд береться від джерела живлення. Для обмеження струму через поверхню сопла підбирається відповідний електронний баласт. Поданий електричний струмповинен мати постійне значення в районі 5-7 А. Оптимальна величина струму підбирається експериментально. Це має бути мінімальний струм, який забезпечує стійке горіння чергової дуги.

Порушення чергової дуги між соплом та вольфрамовим катодом може здійснюватися одним із двох способів. Вбудованим у зварювальний апарат осцилятором або за його відсутності контактним способом. Другий варіант потребує ускладнення конструкції плазмового пальника. Утримувач центрального електрода при контактному збудженні роблять пружним щодо сопла.

При натисканні на гумову кнопку штока, з'єднаного з тримачем електрода, гострий кінець центрального вольфрамового катода контактує з поверхнею конусної штока. При короткому замиканні у точці контакту різко підвищується температура, що дозволяє збудити дугу при відведенні пружиною катода від анода. Контакт має бути дуже короткочасним, інакше поверхню сопла пригорить.

Порушення струму високочастотним осцилятором краще для довговічності конструкції. Але його придбання чи навіть виготовлення робить для плазмового зварювання нерентабельним.

Працюючи позитивний висновок зварювального апарату з'єднується з деталлю без баласту. Коли сопло опиняється на відстані кілька міліметрів від заготовки, електричний струм перемикається із сопла на деталь. Його значення зростає до виставленого на зварювальному апараті, а утворення з аргону плазми інтенсифікується. Регулюючи подачу аргону та зварювальний струм, можна досягти необхідної інтенсивності перебігу плазми із сопла.

Складання плазморізу своїми руками з інвертора є відносно нескладною справою.

Плазморіз можна використовувати не тільки для різання різних деталей, а й для зварювання.

Перш ніж збирати саморобний плазморіз своїми руками, слід заздалегідь підготувати деякі комплектуючі, що входять до складу конструкції плазморізу. У конструкцію плазморізу входять такі елементи:

• плазмовий різак;
• джерело електроживлення, у ролі якого можна використовувати інвертор чи трансформатор;
• компресорний пристрій для подачі потоку повітря та формування потоку плазми;
• кабель-шланги для збирання всіх компонентів в єдиний комплекс.

Саморобний плазморіз можна використовуватиме проведення різноманітних технічних операцій як у виробництві, а й у домашньому господарстві.

Вдома ці пристосування можна застосовувати для обробки металевих виробів, якщо потрібне проведення тонкого та точного різання.

Промисловість пропонує споживачам пристрою, за допомогою яких можна проводити зварювання металів у газовому захисному середовищі. Як захист під час зварювання використовується інертний газ аргон.

При складанні саморобного пристрою слід приділити особливу увагу силі струму. Розмір цього параметра залежить від джерела живлення.

Найкраще застосовувати як джерело електроструму інвертор. Цей пристрій забезпечує стабільне функціонування апарату плазмового різання. Крім цього, застосування інвертора дозволяє забезпечити більш економічне енергоспоживання, ніж при використанні джерела живлення трансформатора.

Недоліком застосування в конструкції плазморізу інверторного джерела живлення є невелика товщина заготовок, які можна обробляти за допомогою такого пристрою.

Перевагами плазмореза на основі використання інвертора є відносно невелика маса пристрою та невелике споживання електричної енергії. Крім того, ККД пристрою, основу якого становить інверторне джерело живлення, вище на 10%, ніж у пристрою з трансформаторним блоком, що впливає на якість виконання операцій.

При проведенні складання пристосування слід приділити увагу точності та якості складання відповідно до соємної, а також об'єднанню елементів у системі.

При складанні пристрою в конструкції потрібно використовувати сопло достатньої довжини, яке не повинно бути занадто довгим, інакше його доведеться часто замінювати.

Вибір конструктивних елементів для збирання пристрою

При виготовленні приладу власноруч потрібно правильно підібрати відповідні комплектуючі.

Джерело електроживлення обладнання. Як цей елемент застосовується інвертор – це пристрій, що забезпечує подачу напруги із заздалегідь заданими характеристиками для функціонування устаткування. Крім інвертора можна використовувати трансформатор. Якщо використовується як блок живлення трансформатор, то при конструюванні обладнання потрібно враховувати велику вагу зварювального трансформатора. Крім того, слід пам'ятати, що при використанні трансформатора пристрій споживає велика кількістьелектричної енергії.

Для складання інструменту потрібно підготувати плазмовий різак, який є основним елементом пристрою, що забезпечує виконання робочих операцій. Також потрібно придбати пристрій нагнітання повітряного потоку – компресор та кабель-шланговий пакет.

Використання інверторного джерела живлення вигідніше, оскільки цей пристрій є економічнішим і його вартість значно нижча. Пристрій, робота якого ґрунтується на використанні інверторного блоку живлення, простіше у використанні. Такий пристрій можна застосовувати під час проведення робіт у домашніх умовах та на невеликому виробництві. При використанні цього типу блоку живлення досягається стабільність напруги, що дозволяє здійснювати якісні роботи у важкодоступних місцях, де використання трансформаторних пристроїв неможливе.

Плазмотрон – основний елемент різака. Конструкція цього пристрою складається з сопла, каналу подачі повітряного потоку, що забезпечує різання металевих заготовок, електрода та ізолятора, що грає одночасно роль охолоджувача.

Складання плазмового різака

Для збирання плазмотрона потрібно підібрати відповідний електрод. Найчастіше використовуються електроди, виготовлені із застосуванням торію, берилію, цирконію або гафнію. Такі матеріали вважаються оптимальними щодо різання металу повітряно-полум'яним потоком. У процесі функціонування установки поверхні матеріалу електрода утворюються тугоплавкі оксиди, які дозволяють відбуватися руйнації матеріалу електрода. При виборі типу електрода слід пам'ятати, що деякі матеріали, що використовуються для виготовлення тіла електродів, є небезпечними для працівника. Так, наприклад, берилій у складі електрода у процесі роботи викликає утворення радіоактивних оксидів, а використання торію викликає утворення токсичних сполук з киснем. Кращим матеріаломє гафній, який абсолютно безпечний для працівника, який здійснює роботу.

У процесі складання слід приділити особливу увагу соплу, яке здійснює формування струменя для різання. Від технічних характеристикцього елемента залежить якість робочого струменя. Оптимальним є застосування пристосування з діаметром 3 см. Довжина має бути достатньою, щоб різ мав акуратний та якісний вигляд. Якщо сопло є занадто довгим, то можливе його швидке руйнування в процесі роботи.

Для здійснення подачі повітряного потоку конструкції плазмореза використовується компресор. Особливістю роботи різака є використання в процесі функціонування обладнання газів для захисту та плазмоутворення. Робота по здійсненню різання металу здійснюється при силі струму в 200 А. При роботі пристрою застосовується стиснене повітря, яке потрібно для охолодження функціонуючого обладнання та формування плазмового струменя. Використання такої конструкції в процесі роботи дозволяє проводити різання метзаготівель із товщиною металу до 50 мм.

Для з'єднання всіх елементів установки використовується кабель-шланговий пакет. При проведенні складання установки потрібно дотримуватись певного порядку робіт. Спочатку інвертор за допомогою кабелю поєднується з електродом для подачі на нього напруги. За допомогою шланга здійснюється подача стисненого повітряного потоку від компресорної установки до плазмотрона, де формується плазмовий струмінь.

Принцип функціонування різака

Після того, як установка для здійснення різання металу зібрана, потрібно перевірити її працездатність. При запуску інвертор подає електрострум із високою частотою на плазмотрон. Після подачі напруги на електрод відбувається формування електродуги, її температура на момент виникнення варіюється в інтервалі від 6 до 8 тис. градусів Цельсія. Формування дуги відбувається між електродом та наконечником сопла. Далі подається потік стисненого повітря, який при проходженні через електродугу нагрівається і збільшується в об'ємі в сотню разів, при цьому відбувається іонізація потоку, і він набуває струмопровідних властивостей.

За допомогою сопла відбувається формування тонкого потоку плазми. Швидкість закінчення плазмового потоку дорівнює 2-3 метри на секунду. У момент закінчення струменя плазми її температура значно зростає і досягає 25-30 тисяч градусів. На виході із сопла формується потік високотемпературної плазми, яка застосовується для проведення процесу різання. У момент зіткнення плазмового струменя з металом заготовки відбувається гасіння первісної дуги і запалення ріжучої дуги, за допомогою якої здійснюється обробка заготовки. Плавлення металу відбувається локально, у місці дії плазмового потоку.

Плазморіз своїми руками з інвертора не так складно зібрати. Важливо передбачити наявність наступних елементів:

• плазмотрон, тобто безпосередньо;
• джерело живлення, як якого виступає зварювальний інвертор (можна застосовувати і трансформатор);
• компресор для подачі повітряного струменя охолодження та формування плазмового потоку;
• кабель-шланги для збирання та підключення окремих елементів у єдину систему.

Плазморіз можна використовувати не тільки для різання різних деталей, а й для зварювання.

Плазмовий саморобний різак можна використовувати для виконання різних робіт. Це не лише виробництво, а й побутові роботинаприклад, обробка різних металевих заготовок, де потрібен точний тонкий і високоякісний різ. Існують моделі, які можна використовувати для зварювання в захищеному газовому середовищі з використанням аргону.

При складанні увагу слід приділити силі струму. Розмір залежить від джерела живлення, вважають за краще використовувати інвертор. Він забезпечує більш стабільну роботу, енергоспоживання економніше, ніж у трансформатора, хоча товщина заготовок, з якими може працювати, нижче. Чому саме інвертор? Вся справа в тому, що він зручніший у роботі, ніж трансформатор. Його вага менша, вона не така масивна. Електроенергії споживається менше, при цьому ККД вище на 10%, що позитивно позначається на якості роботи.

Схеми для збирання можна використовувати вже готові, якщо купуються елементи конструкції всі разом. Можна її взяти з мережі, особливо, коли всі деталі вже є і купувати нічого не потрібно. При складанні увагу слід приділяти точності та чіткості відповідності схемі, з'єднанню окремих елементів. Сопло слід брати довгим, але не надто, тому що його доведеться швидко замінювати.

Вибір конструктивних елементів

Виготовлення плазмореза своїми руками з інвертора вимагає таких елементів:

1. Джерело живлення для обладнання, у цій якості і виступає інвертор, що забезпечує подачу струму з необхідними характеристиками плазморізу. Замість інвертора, якщо його немає або неможливо знайти, можна використовувати трансформатор.
2. Якщо замість інвертора вибирається трансформатор, необхідно врахувати його велику вагу та надто високе споживання електроенергії.
3. Плазмотрон, тобто плазмовий різак, що є основним елементом конструкції.
4. Повітряний компресор та кабель-шланговий пакет.

Що вибрати як джерело струму для складання плазморізу? Трансформатор - не самий кращий варіантз низки причин. Справа не тільки у його великій вазі, що ускладнює використання обладнання після збирання, а й у надто великому споживанні електроенергії. Пристрій виходить надто затратним. З переваг слід відзначити слабку чутливість до перепадів напруги у мережі під час роботи. Таким обладнанням можна різати різні заготовки, товщина яких є значною.

Інвертор як джерело живлення є кращим, він економніший, його вартість нижча. Крім того, вага інвертора набагато менша, пристрій після складання у використанні простіше. Але товщина заготовок не може бути надто великою. Такі плазмові різаки можна використовувати в домашніх майстернях, на невеликому виробництві, оскільки потужності вистачає для такого «скромного» виробництва. Є ще одна перевага на користь першого. Це рівень ККД, який у інверторного різака приблизно на 30% вище, дуга відрізняється більш стабільними показниками, різання виходить якісніше. Зручніше таке обладнання і для роботи у важкодоступних місцях, де трансформаторні використовувати не виходить. Плазмотрон – головний елементрізака, його конструкція включає сопло, канал подачі повітря (стисненого для забезпечення різання), електрод, ізолятор/охолоджувач.

Повернутись до змісту

Складання плазмового різака

Для плазмотрона потрібно підібрати електрод, можна купити з торію, берилію, цирконію або гафнію. Такі матеріали є оптимальними для забезпечення різання повітряно-плазмового типу. На поверхні електродів у процесі різання виникають звані тугоплавкі оксиди, де вони дають електроду руйнуватися. При виборі слід пам'ятати, що деякі з цих металів небезпечні для зварювальника. Берилій викликає утворення радіоактивних оксидів, а торій – токсичних. Найкраще використовувати гафній, він абсолютно безпечний для оператора.

При складанні увагу слід приділити соплу, за допомогою якого формується струмінь для різання. Від діаметра сопла залежать характеристики струменя, час різання, ширина різання. Найкраще використовувати вироби діаметром 3 см, довжина його повинна бути значною, щоб різ вийшов більш якісним та акуратним. Однак брати занадто довге сопло не можна, воно швидко руйнується.

Для подачі повітря конструкції потрібний компресор. Особливості роботи різака припускають, що будуть використовуватися гази для захисту та плазмоутворення, при цьому робота проводиться при силі струму в 200 А, але не більше. Для функціонування пристрою використовується стиснене повітря, воно необхідне для охолодження обладнання в процесі роботи та для формування плазми. Такий варіант дозволяє різати заготовки, товщина яких складає 50 мм. Для промислового обладнання стиснене повітря не використовується, тут застосовуються кисень, гелій, водень, аргон, азот, їх суміші.

Для з'єднання джерела живлення, плазмотрону та компресора застосовується спеціальний кабель-шланговий пакет. Порядок збирання такий:

1. Інвертор (або трансформатор) з'єднується електричним кабелем з електродом для створення дуги.
2. Через шланг від компресора подається стиснене повітря, він утворює плазмовий струмінь усередині плазмотрону.

Повернутись до змісту

Як працює плазмовий різак?

Після того, як плазмовий різак зібраний, треба перевірити його працездатність. При включенні інвертор починає подавати струм на плазмотрон із високою частотою. З'являється дуга, її температура в цей момент становить від 6000°С до 8000°С, вона запалюється між наконечником сопла і робочим електродом. Далі в камеру починає надходити стиснене повітря, воно з патрубка проходить через електродугу, нагрівається, збільшується в обсязі до 100 разів. Струменя набуває струмопровідних властивостей, іонізується.

Сопло формується вузький робочий потік, швидкість якого дорівнює 2-3 м/сек. Температура в цей час сильно підвищується, може досягати від 25000 до 30000°С. На виході утворюється високотемпературна плазма, що використовується для різання. При дотику плазми та деталі чергова первісна дуга гасне, а запалюється вже ріжуча, яка обробляє деталь локально. Метал плавиться лише у місці різу, потоком повітря всі металеві розплавлені частинки здуваються.

Використання такого різака із звичайного зварювального інверторадозволяє отримати акуратні різи у металевих заготовках. При роботі необхідно стежити, щоб пляма дуги знаходилася строго по центру катода/електрода, для чого використовується так звана подача тангенційна робочого повітряного потоку. Якщо при роботі такий повітряний вихровий потік буде порушений, то пристрій почне нестабільно, якість різу сильно погіршиться. Важливо, щоб при роботі не утворювалися відразу дві дуги, в цьому випадку апарат просто вийде з ладу. Не можна, щоб плазмовий різак мав надто сильний потік повітря.

Швидкість, що забезпечує хорошу якість, дорівнює 800 м/сек, але при цьому сила струму повинна становити до 250 А не вище.

Але треба врахувати, що витрата повітря буде збільшена.

Плазмовий різак, як головний елемент якого використовується інвертор для дугового зварювання, застосовується для різання металевих заготовок. Складання проста, конструкція включає себе такі елементи, як джерело струму, сопло, плазмовий різак, компресор. При складанні слід відразу визначитися з джерелом живлення, замість інвертора деякі віддають перевагу трансформатору. Всі переваги та недоліки пристроїв були описані вище, вам залишається тільки зробити вибір.