Плазморізи широко застосовуються на підприємствах, які працюють із кольоровими металами. На відміну від звичайної сталі, розрізати яку можна пропан-кисневим полум'ям, нержавіючу сталь або алюміній так обробити не вийде, зважаючи на більшу теплопровідність матеріалу. При спробі різання звичайним полум'ям підігрівається широка частина поверхні, що призводить до деформації на даній ділянці. Плазморіз здатний точково нагрівати метал, роблячи обробку з мінімальною шириною різу. При використанні дроту присадження апаратом можна навпаки зварювати кольорові види сталі. Але це обладнання коштує досить дорого. Як зібрати плазморіз самостійно із зварювального інвертора? За яким принципом працює апарат? Яка схема обладнання? Чи можливо виготовити пістолет-різак самостійно, чи краще купити цей елемент? Далі розглядаються відповіді на ці питання, що включають тематичне відео.
Змайструвати плазморіз з інвертора своїми руками вдасться в тому випадку, якщо добре розуміти принцип роботи апарату та елементів, задіяних у процесі. Суть функціонування плазморізу полягає в наступному:
- Джерело струму виробляє необхідну напругу, що подається по кабелях у різак-пальник (плазмотрон).
- У плазмотроні знаходиться два електроди (катод та анод), між якими збуджується дуга.
- Потік повітря, що подається під тиском та спеціальним закрученим каналам, спрямовує електричну дугу назовні, одночасно посилюючи її температуру. В інших моделях застосовується рідина, яка випаровуючись, створює випускний тиск. Отримуване високотемпературне іонізоване полум'я (як воно виглядає зовні) і є плазма.
- Кабель маси, попередньо підключений до виробу, сприяє замиканню дуги на поверхні, що розрізається, що дає можливість роботи плазмореза.
- У разі виконання зварювання, в ролі газу, що подається, може виступати аргон або інші інертні суміші, що захищають зварювальну ванну від зовнішнього середовища.
Температура дуги завдяки розгону потоком повітря може досягати 8000 градусів, що дозволяє моментально і точково нагрівати необхідну ділянку металу, виробляючи різання, і не перегріваючи решту виробу.
Плазморізи відрізняються за потужністю та комплектацією. Невеликі моделі здатні різати метал завтовшки близько 10 мм. Промислові машини працюють зі сталями завтовшки до 100 мм. Часто це великі верстати на кронштейнах, куди подаються листи стали тельферами. Плазморіз, зроблений в домашніх умовах, буде здатний обробляти нержавіючу сталь та інші метали до 12 мм. Їм можна буде виконувати фігурні вирізи в листовому залозі (кола, спіралі, хвилеподібні форми), а також зварювання легованої сталі з присадним дротом.
Найпростіший саморобний плазморіз повинен мати чотири складові вузла:
- джерело живлення;
- плазмотрон;
- компресор;
- масу.
Джерело струму
Складання виробу необхідно починати з пошуку відповідного джерела струму. У промислових моделях використовуються потужні трансформатори, що дозволяють отримувати велику силу струму та здатні різати товщину понад 80 мм. Але в домашніх умовах працювати з такими величинами не доводиться, та й такий трансформатор сильно гудітиме.
Як джерело струму можна взяти звичайний інвертор, який коштує в чотири рази дешевше за найпростіший апарат плазмового різання. Він перевершуватиме роботу трансформатора, видаючи стійку напругу з високою частотою. Завдяки цьому забезпечуватиметься стабільність горіння дуги та необхідна якість різу. Інвертор буде зручний і через малі розміри, на випадок виїзної роботи з плазморізом. Легка вага дозволить простіше транспортувати апарат на потрібне місце.
Плазморіз з інвертора, у готовому вигляді, повинен відповідати низці ключових вимог:
- харчуватися від мережі 220V;
- працювати за потужності 4 кВт;
- мати діапазон регулювання сили струму від 20 до 40 А;
- холостий перебіг 220V;
- номінальний режим роботи 60% (при циклі 10 хвилин).
Щоб досягти цих параметрів, виріб необхідно забезпечити додатковим обладнанням, строго за схемою.
Схема плазмореза та її робота
Як зробити плазморіз добре показано на деяких відео в мережі. Там же можна знайти і важливі схеми, якими збирається пристрій. Щоб прочитати позначення, необхідні елементарні навички електротехніки та вміння розуміти умовні позначення.
Схема плазмореза забезпечує насправді можливість виконання роботи апаратом. Відбувається це так:
- Плазмотрон має кнопку запуску процесу. Натискання кнопки включає реле (Р1), що подає струм на блок керування.
- Друге реле (Р2) пускає струм на інвертор і одночасно підключає електроклапан, що виконує продування пальника. Потік повітря висушує камеру пальника та звільняє її від можливих окалин та сміття.
- Через 3 секунди спрацьовує третє реле (Р3), що живить електроди.
- Одночасно з третім реле запускається осцилятор, що іонізує повітря між катодом та анодом. Порушується дуга, яка називається черговою.
- Коли полум'я підносять до виробу, підключеного до маси, запалюється дуга між плазмотроном та поверхнею, яка називається робочою.
- Реле геркона відсікає подачу струму, що працює на розпалювання.
- Ведеться різання або зварювання матеріалу. Якщо контакт із поверхнею було втрачено (дуга потрапила на вже вирізане місце), то реле геркона знову спрацьовує на розпалювання чергової дуги.
- Після відключення кнопки на плазмотроні будь-який вид дуги гасне, а четверте реле (Р4) запускає короткочасну подачу продувного повітря для видалення з сопла елементів, що нагоріли.
Складання плазмотрону
Плазмове різання та зварювання виконується пальником (плазмотроном). Вона може мати різні модифікації та розміри. Спорудити модель, що працює на воді в домашніх умовах, досить складно, тому варто придбати такий «пістолет» у магазині.
Зробити плазмотрон із повітряною системою набагато простіше. Саморобні версії плазморізу найчастіше саме такі. Для складання своїми руками знадобляться:
- ручка з отворами для кабелів (можна використовувати від старого паяльника або іграшок);
- кнопка запуску;
- спеціальний електрод;
- ізолятор;
- завихрювач потоків;
- сопла під різні діаметри металу;
- наконечник із захистом від бризок;
- дистанційна пружина для витримування зазору між соплом та поверхнею;
- насадки для зняття фасок та нагару.
Зварювання та різання одним і тим же пристроєм може вестись на різних товщинах металу завдяки змінним елементам оголовка плазмотрону. Для цього передбачені різноманітні сопла, що відрізняються по діаметру вихідного отвору та висоті конуса. Саме вони спрямовують сформований струмінь плазми на метал. Купуються сопла окремо в магазині. Купити варто кожен вид по кілька штук, тому що вони будуть оплавлятися, що вимагатиме, згодом, заміни.
Сопла кріпляться спеціальною притискною гайкою, діаметр якої дозволяє пропустити через себе конус сопла, і затиснути його широку частину. Відразу за соплом знаходиться електрод та ізоляційна втулка, що не дає запалитись дузі в непередбаченому місці. Після цього розташовується механізм закрутки повітряного потоку, що підсилює дію дуги. Все це міститься у фторопластовий корпус і закривається металевим кожухом. Деякі з цих елементів можна виготовити самостійно, інші краще купити в магазині.
Магазинний плазмотрон може відрізнятися і системою повітряного охолодження, яка дозволить довше працювати без перегріву. Але якщо різання вестиметься короткочасно, то в цьому немає потреби.
Використовувані електроди
Електроди відіграють важливу роль у забезпеченні процесу горіння дуги та здійсненні різання плазмотроном. У їх виготовленні використовують берилій, гафній, торій та цирконій. Завдяки утворенню тугоплавкої поверхневої плівки електродний стрижень не піддається перегріву і передчасному руйнуванню при роботі з високими температурами.
Купуючи електроди для саморобного плазморізу слід з'ясувати з якого вони матеріалу. Берилій і торій дають шкідливі випари і підходять для роботи в спеціальному середовищі, що забезпечує належний захист зварювальника. Тому для домашнього використання краще придбати електроди з гафнію.
Компресор та кабель-шланги
Більшість саморобних плазморізів включають у свою схему компресор та шляхи подачі повітря до пальника. Це важлива частина пристрою, що дозволяє розвивати температуру електричної дуги до 8000 градусів і забезпечує процес різання. Додатково компресор продує канали обладнання та плазмотрона, осушуючи систему від конденсату і видаляючи частинки сміття. Можливість проходження стисненого повітря по пальнику сприяє охолодженню діючих елементів.
У свій плазмотрон можна встановити простий компресор, який застосовується при фарбуванні пульверизатором. Підключення до апарата виконується тонким шлангом та відповідним роз'ємом. На вході встановлюється електроклапан, що регулює подачу повітря до системи.
Канал від плазмореза до пальника містить вже електричну складову (кабель для запитки електрода), тому використовують товстіший шланг, наприклад від старої пральної машинки, всередину якого поміщають провід електромережі. Повітря, що подається, одночасно охолоджуватиме кабель. Масу виконують із дроту перетином понад 5 мм квадратних, із затискачем на кінці. Якщо контакт маси буде поганим, то чергова дуга зможе перемикатися на робочу. Тому затискач важливо купувати сильний та надійний.
Зібрати плазморіз у домашніх умовах за допомогою відео та куплених комплектуючих цілком можливо. Робочий інвертор та схема послужать основою для реалізації мети. А наведені вище поради допоможуть краще розуміти процес і призначення кожного елемента в складання.
Плазмові різаки активно використовуються в майстернях та підприємствах, пов'язаних із кольоровими металами. Більшість невеликих підприємств застосовують у роботі плазмовий різак, виготовлений своїми руками.
Добре показує себе при розрізі кольорових металів, оскільки дозволяє локально прогрівати вироби і не деформувати їх. Самостійне виробництво різаків обумовлено високою вартістю професійного обладнання.
У процесі виготовлення такого інструменту використовуються комплектуючі з інших електроприладів.
Інвертор використовується для виконання робіт як у домашніх, так і промислових умовах. Існує кілька видів плазморізів для роботи з різними типами металів.
Розрізняють:
- Плазморізи, що працюють у середовищі інертних газів, наприклад аргону, гелію або азоту.
- Інструменти, що працюють у середовищі окислювачів, наприклад, кисню.
- Апаратура призначена для роботи зі змішаними атмосферами.
- Різаки, що працюють у газорідинних стабілізаторах.
- Пристрої, що працюють із водною або магнітною стабілізацією. Це рідкісний вид різаків, який практично неможливо знайти у вільному продажу.
Або плазматрон - це основна частина плазмового різання, що відповідає за безпосередню нарізку металу.
Плазмовий різак у розборі.
Більшість інверторних плазмових різаків складаються з:
- форсунки;
- електрода;
- захисного ковпачка;
- сопла;
- шланг;
- головки різака;
- ручки;
- роликового упору.
Принцип дії простого напівавтоматичного плазморізу полягає в наступному: робочий газ навколо плазмотрона прогрівається до дуже високих температур, за яких відбувається виникнення плазми, що проводить електрику.
Потім струм, що йде через іонізований газ, розрізає метал шляхом локального плавлення. Після цього струмінь плазми знімає залишки розплавленого металу та виходить акуратний зріз.
По виду на метал розрізняють такі види плазматронів:
- Апарати непрямої дії.
Даний вид плазматронів не пропускає через себе струм і придатний лише в одному випадку для різання неметалічних виробів. - Плазмове різання прямої дії.
Застосовується для розрізання металів шляхом утворення плазмового струменя.
Робимо плазмовий різак своїми руками
Плазмове різання своїми руками може бути виготовлене в домашніх умовах. Непідйомна вартість на професійне обладнання та обмежену кількість представлених на ринку моделей змушують умільців збирати плазморіз із зварювального інвертора своїми руками.
Саморобний плазморіз можна виконати за наявності всіх необхідних компонентів.
Перед тим як зробити плазморізальну установку, необхідно підготувати наступні комплектуючі:
- компресор.
Деталь потрібна для подачі повітряного потоку під тиском. - Плазмотрон.
Виріб використовується при безпосередньому різанні металу. - Електроди.
Застосовуються для розпалювання дуги та створення плазми. - Ізолятор.
Захищає електроди від перегріву при виконанні плазмового різання металу. - Сопло.
Деталь, розмір якої визначає можливості всього плазморізу, зібраного своїми руками з інвертора. - Зварювальний інвертор.
Джерело постійного струму для встановлення. Може бути замінений зварювальним трансформатором.
Джерело живлення пристрою може бути трансформаторним, або інверторним.
Схема роботи плазмового різака.
Трансформаторні джерела постійного струму характеризуються такими недоліками:
- високе споживання електричної енергії;
- великі габарити;
- важкодоступність.
До переваг такого джерела живлення можна віднести:
- низьку чутливість до перепадів напруги;
- велику потужність;
- високу надійність.
Інвертори, як блок живлення плазмореза можна використовувати, якщо необхідно:
- сконструювати невеликий апарат;
- зібрати якісний плазморіз із високим коефіцієнтом корисної дії та стабільною дугою.
Завдяки доступності та легкості інверторного блоку живлення плазморізи на його основі можуть бути сконструйовані в домашніх умовах. До недоліків інвертора можна віднести лише порівняно малу потужність струменя. Через це товщина металевої заготовки, що розрізається інверторним плазморізом, серйозно обмежена.
Однією з найголовніших частин плазморізу є ручний різак.
Складання даного елемента апаратури для різання металу здійснюється з таких компонентів:
- рукоятка з пропилами для прокладання проводів;
- кнопка запуску пальника на основі газової плазми;
- електроди;
- система завихрення потоків;
- наконечник, що захищає оператора від бризок розплавленого металу;
- пружина для забезпечення необхідної відстані між соплом та металом;
- насадки для зняття окалин та нагару.
Різання металу різної товщини здійснюється шляхом зміни сопел у плазмотроні. У більшості конструкцій плазмотрона сопла закріплюються спеціальною гайкою, з діаметром, що дозволяє пропустити конусний наконечник і затиснути широку частину елемента.
Після сопла розташовуються електроди та ізоляція. Для отримання можливості посилення дуги при необхідності конструкцію плазматрона включають завихрювач повітряних потоків.
Зроблені своїми руками плазморізи на основі інверторного джерела живлення є досить мобільними. Завдяки малим габаритам таку апаратуру можна використовувати навіть у важкодоступних місцях.
Креслення
У глобальній мережі інтернет є безліч різних креслень плазмового різака. Найпростіше виготовити плазморіз у домашніх умовах, використовуючи інверторне джерело постійного струму.
Електрична схема плазморізу.
Найбільш ходове технічне креслення різака на основі плазмової дуги включає наступні компоненти:
- Електрод.
На даний елемент подається напруга джерела живлення для здійснення іонізації навколишнього газу. Як правило, як електрод використовуються тугоплавкі метали, що утворюють міцний оксид. Найчастіше конструктори зварювальних апаратів використовують гафній, цирконій або титан. Найкращим вибором матеріалу електрода для домашнього використання є гафній. - Сопло.
Компонент автоматичного плазмового зварювального апарату формує струмінь з іонізованого газу та пропускає повітря, що охолоджує електрод. - Охолоджувач.
Елемент використовується для відведення тепла від сопла, оскільки під час роботи температура плазми може досягати 30 000 градусів за Цельсієм.
Більшість схем апарату плазмового різання мають на увазі такий алгоритм роботи різака на основі струменя іонізованого газу:
- Перше натискання на кнопку пуск включає реле, що подає живлення блок управління апаратом.
- Друге реле подає струм на інвертор та підключає електричний клапан продування пальника.
- Потужний потік повітря потрапляє у камеру пальника та очищає її.
- Через певний проміжок часу, який задається резисторами, спрацьовує третє реле і подає живлення на електроди установки.
- Запускається осцилятор, завдяки якому проводиться іонізація робочого газу між катодом і анодом. На цьому етапі виникає чергова дуга.
- При піднесенні дуги до металевої деталі запалюється дуга між плазмотроном та поверхнею, що називається робочою.
- Вимкнення подачі струму для розпалювання дуги за допомогою спеціального геркона.
- Проведення різальних чи зварювальних робіт. У разі зникнення дуги реле геркона знову включає струм і розпалює черговий струмінь плазми.
- При завершенні робіт після відключення дуги четверте реле запускає компресор, повітря якого охолоджує сопло і видаляє залишки згорілого металу.
Найбільш вдалими вважаються схеми плазморізу моделі АПР-91.
Що нам знадобиться?
Креслення плазмового різака.
Для створення апарату плазмового зварювання необхідно придбати:
- джерелом постійного струму;
- плазмотроном.
До складу останнього входять:
- сопло;
- електроди;
- ізолятор;
- компресор потужністю 2-2,5 атмосфери.
Більшість сучасних майстрів виготовляють плазмове зварювання, яке підключається до інверторного блоку живлення. Сконструйований за допомогою даних компонентів плазмотрон для ручного повітряного різання працює наступним чином: натискання на кнопку керування запалює електричну дугу між соплом і електродом.
Після завершення роботи, після натискання на кнопку вимкнення, компресор подає струмінь повітря і збиває залишки металу з електродів.
Складання інвертора
У випадку, якщо фабричного інвертора немає, можна зібрати саморобний.
Інвертори для різаків на основі газової плазми, як правило, мають у будові такі комплектуючі:
- блок живлення;
- драйвера силових ключів;
- силовий блок.
Плазмовий пальник у розрізі.
Для плазморізів або зварювального обладнання не може обійтися без необхідних інструментів у вигляді:
- набору викруток;
- паяльника;
- ножа;
- ножівки по металу;
- кріпильних елементів різьбового типу;
- мідних дротів;
- текстоліту;
- слюди.
Блок живлення для плазмового різання збирається на базі феритового сердечника і повинен мати чотири обмотки:
- первинну, що складається із 100 витків дроту, товщиною 0.3 міліметра;
- перша вторинна з 15 витків кабелю із товщиною 1 міліметр;
- друга вторинна з 15 витків дроту 0.2 мм;
- третя вторинна з 20 витків 0.3 мм дроту.
Зверніть увагу! Для мінімізації негативних наслідків від перепадів напруги в електричній мережі намотування слід проводити по всій ширині дерев'яної основи.
Силовий блок саморобного інвертора має складатися із спеціального трансформатора. Для створення даного елемента слід підібрати два осердя і намотати на них мідний дріт завтовшки 0.25 міліметрів.
Окремою згадкою стоїть система охолодження, без якої інверторний блок живлення плазмотрона може швидко вийти з ладу.
Креслення технології плазмового різання.
При роботі на апараті для досягнення найкращих результатів потрібно дотримуватись рекомендацій:
- регулярно перевіряти правильність напряму струменя газової плазми;
- перевіряти правильність вибору апаратури відповідно до товщини металевого виробу;
- стежити за станом витратних деталей плазмотрону;
- стежити за дотриманням відстані між плазмовим струменем і оброблюваним виробом;
- завжди перевіряти використовувану швидкість різання, щоб уникнути виникнення окалін;
- іноді діагностувати стан системи підведення робочого газу;
- виключити вібрацію електричного плазмотрону;
- підтримувати чистоту та акуратність на робочому місці.
Висновок
Апаратура для плазмового різання – це незамінний інструмент для акуратного нарізування металевих виробів. Завдяки продуманій конструкції плазмотрони забезпечують швидкий, рівний та якісний поріз металевих листів без необхідності подальшої обробки поверхонь.
Більшість рукоділів з невеликих майстерень вважають за краще своїми руками збирати міні різаки для роботи з нетовстим металом. Як правило, самостійно зроблений плазморіз за характеристиками та якістю роботи не відрізняється від заводських моделей.
- 1 Конструктивні особливості
- 2 Конструкція плазмореза, поради щодо виготовлення апарату
- 3 Як функціонує плазморіз
- 4 Вентиляція при плазмовому різанні
- 5 Саморобний плазморіз схеми
Зробити плазморіз своїми руками з інвертора не так складно, як здається спочатку. Перш ніж почати самому виготовляти апарат, потрібно приготувати все необхідне:
- плазмовий різак (плазмотрон);
- інверторне пристрій або трансформатор, що є джерелом електричного струму;
- компресор, за допомогою якого буде утворюватися повітряний струмінь, що формує та охолоджує плазмовий потік;
- кабелі, шланги призначені для з'єднання всіх частин пристрою.
Вибираючи джерело живлення, необхідно брати до уваги силу струму, що виробляється пристроєм. Найчастіше використовують інверторний інвертор, який робить процес різання стабільним та дозволяє економити електричну енергію. Інвертор, на відміну трансформатора, мало важить і має невеликий розмір, тому його зручно використовувати. Головний недолік плазморізу на основі інвертора – їм важко різати дуже товсті заготовки.
Для виготовлення плазморізу своїми руками можете скористатися наведеними нижче схемами. Нижче також буде представлено відео, в яких пояснюється процес збирання обладнання. Необхідно суворо дотримуватись схеми, підбирати складові компоненти таким чином, щоб частини приладу підходили один до одного.
Конструктивні особливості
Перше, що необхідно знайти для створення плазмового різака - це джерело живлення. З нього в плазмовий різак для обробки металу надходитиме електричний струм з потрібними параметрами. Зазвичай плазморіз робиться із зварювального інвертора. Застосування трансформатора може призвести до високої витрати електричної енергії. Необхідно пам'ятати, що будь-який трансформаторний пристрій для зварювання має великий розмір і багато важить.
Важливим компонентом приладу є плазмовий різак. Саме від нього залежить якість різу, ефективність його здійснення.
Для створення потоку повітря, що перетворюється на струмінь плазми, застосовується компресор. Електричний струм від інвертора/трансформатора та потік повітря від компресора надходять до різака за допомогою кабельно-шлангового комплексу.
Плазмотрон містить у собі такі частини:
- сопловий отвір;
- канал для проходження потоку повітря;
- електрод;
- охолодний ізолятор.
Як зробити плазморіз із інвертора? Щоб зробити своїми руками прилад для плазмового різання потрібно підібрати оптимальний електрод. Зазвичай використовуються берилієві, торієві, цирконієві, гафнієві електроди. На поверхні цих матеріалів при нагріванні утворюються тугоплавкі оксидні плівки, що перешкоджають руйнівним процесам.
Певні матеріали, будучи розігрітими, виділяють токсичні речовини. Це необхідно брати до уваги, підбираючи електрод. Берилієві виділяють радіоактивні оксиди. Торієві – пари, з'єднуючись із киснем, виробляють високотоксичні елементи. Найбезпечніше застосовувати гафнієвий електрод.
Плазморіз для металу своїми руками формує потік за допомогою отвору-сопла. З цієї частини приладу ефективність робочого потоку.
Оптимальний діаметр сопла – 15 мм. Сопло відповідає за те, наскільки точно та якісно різатиметься метал. Пам'ятайте, що довге сопло схильне до швидкого зношування.
Плазморіз для металу з інвертора своїми руками обов'язково має розташовувати компресором. Він створює і подає до отвору кисневий струмінь. Застосування повітря під тиском як робоче і охолоджувальне середовище разом з інверторним приладом, який подає електричний струм в 200 А, дає можливість ефективно різати деталі зі сталі з товщиною до 50 міліметрів.
Щоб підготувати плазморіз до робочого процесу, потрібно з'єднати плазмотрон, інверторний пристрій та компресор. Для цього застосовуються кабелі та шланги.
Як функціонує плазморіз
Як зробити плазморіз для металу своїми руками? Щоб зрозуміти це, потрібно розібратися, як функціонує цей пристрій. Коли вмикається інверторний апарат, електричний надходить на електрод. Через це запалюється дуга. Температура електричної дуги, що загоряється між робочим електродом та металевим кінцем соплового отвору, дорівнює приблизно 6000-8000 градусів. Після запалення дуги в соплову камеру проникає повітря під тиском. Він проходить крізь електричний розряд. Електрична дуга забезпечує нагрівання та іонізацію потоку повітря, що йде через неї. З огляду на це обсяг повітря виробляється більше 100 і більше разів. Повітря отримує можливість пропускати електричний струм.
За допомогою сопла з потоку повітря формується плазмовий струмінь. Її температура швидко збільшується, здатна досягати 25000-35000 градусів. Швидкість струменя плазми, за допомогою якої здійснюється розрізання металевих заготовок, на виході з соплового отвору дорівнює приблизно 2-3 метрів за секунду. Коли плазмовий струмінь стосується поверхні заготівлі зі сталі, електрострум від електродного елемента починає надходити по ній, а дуга, що горить, згасає. Нова дуга, яка спалахує між електродного елемента і заготівлі, що розрізається, називається ріжучою.
Відмінною рисою плазмового різання вважається те, що матеріал, що розрізається, розплавляється лише в тій області, в якій на нього діє струмінь плазми. Зважаючи на це необхідно робити так, щоб ділянка плазмового впливу розташовувалась у центральній частині електрода. Якщо проігнорувати цю вимогу, можна зіткнутися з тим, що порушиться плазмово-повітряний потік. Отже, знизиться ефективність здійснення різання. Щоб забезпечити дотримання вимог, повітря подається в сопло тангенційно.
Не допускайте утворення 2 потоків плазми замість одного. Якщо не дотримуватись режимів та правил здійснення технологічного процесу, можна вивести інверторний апарат з ладу.
Дуже важливою характеристикою різання у вигляді плазми вважається швидкість струменя повітря. Вона не має бути дуже високою. Найкраще співвідношення якості різання та швидкості виконання забезпечується при швидкості струменя повітря в 800 метрів в секунду. Сила струму, що йде від інвертора, не повинна бути більшою за 250 ампер. Розрізаючи метал в даному режимі, необхідно взяти до уваги, що витрата повітря, яке застосовується для формування потоку плазми, буде досить великою.
Власноруч виготовити прилад для плазмового різання неважко. Потрібно ознайомитися з теорією, переглянути відеоролики і правильно вибрати складові приладу. Плюс інверторного плазмореза полягає ще й у тому, що за допомогою нього можна здійснювати не тільки різання, а й зварювання.
Якщо ви не маєте інвертора, можете зробити плазмовий різак із зварювального апарату, тобто. трансформатор. Однак у такому випадку апарат матиме чималі габарити. Також мінусом плазмового різака для металу, який зроблений із трансформатора, є те, що він не надто мобільний. Зважаючи на це його важко переміщати з одного місця на інше. Це не дуже критично, якщо ви рідко працюєте з приладом. Однак якщо вам потрібно часто виконувати розрізання металевих заготовок, обов'язково приступайте до створення плазмореза з інвертора своїми руками.
Вентиляція при плазмовому різанні
Вентиляція для плазмового різання необхідна. Коли метал ріжеться приладом, утворюється дим, пилові частинки. Їх потрібно усувати із приміщення, в якому проводяться роботи. Для цього використовуються вентиляційні системи, що дають змогу вирішити цю проблему.
Якщо плазмове різання виконується ручним методом, використовуються похилі підйомники. Вони забезпечують всмоктування пилових частинок. Варто пам'ятати, що нижня частина такого пристосування не повинна бути вищою, ніж тридцять п'ять сантиметрів над областю різання.
Якщо ріжуться листи металів великого розміру, застосовуються спеціальні відсмоктувачі. Для вентиляції часто використовуються столи з коробом. Короб служить свого роду приймачем різних частинок, що утворюються під час робочого процесу. Основною вимогою, яка висувається до такого столу, вважається покриття його поверхні на вісімдесят відсотків листами, що обробляються. Це дає можливість забезпечити необхідну швидкість повітряного потоку, всмоктати частинки пилу та димні елементи.
Вентиляція для плазмового різання вважається ефективною, якщо швидкість повітряного потоку дорівнює 1,3 м/с (вуглецева сталь, сплави титану) або 1,8 м/с (сплави алюмінію, високолегована сталь).
Якщо ви вирішили самостійно зробити плазмовий різак, уважно вивчіть наведені вище рекомендації. Так ви зможете виготовити пристрій, який функціонуватиме правильно, мати тривалий експлуатаційний період. Якщо у вас є інверторний апарат, обов'язково використовуйте його як джерело електроенергії, а не зварювальний трансформатор. Малі габаритні розміри приладу є суттєвим плюсом.
Саморобний плазморіз схеми
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 з різних видів обладнання, поєднавши їх в одну конструкцію. Схема з'єднання їх проста, головне - правильно підібрати прилади за необхідними технічними характеристиками.
В основі плазмового різання лежить іонізований газ, який вилітає із 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 сплав входить торий, то при високих температурах 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 під час перевірки роботи плазмового різака ви вдалося розрізати метал товщиною щонайменше 20 мм, всі елементи нової конструкції, зібраної 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 і шланг високого тиску поєднати в один рукав і помістити їх 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. Звичайно, 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.
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 плазморізу 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 велику кількість електричної 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 блока 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. Найкращим матеріалом є 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 характеристик цього 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.