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.
Нужно найти источник электроэнергии. Самый простой вариант – это сварочный трансформатор или инвертор. По многим причинам инвертор лучше. К примеру, у него стабильное значение тока, без перепадов. Он экономичнее в плане потребления электроэнергии
Обратить внимание придется на ток, который выдает сварочный аппарат. Его значение не должно быть меньше 250 ампер.
Источник сжатого воздуха
Здесь без изменений – компрессор. Но какой? Основной параметр – давление воздуха. На него и надо будет обратить внимание. 2,0-2,5 атм. – будет нормально.
Резак можно приобрести в магазине. И это будет идеальным решением. Если есть в наличии резак для аргонной сварки, то и его можно переделать под плазменную резку. Для этого из меди придется сделать насадку в виде сопла, которая вставляется в резак аргонной сварки.
Комплект шлангов и кабелей, для соединения всех частей самодельного плазмореза. Опять-таки комплект можно приобрести в магазине, как единый соединяющий элемент.
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.
МППК Горыныч
В плазменном сварочном аппарате Горыныч плазма вырабатывается из воды или водно-спиртового раствора, причём пар играет роль защиты. При сварке на поверхности шва образуется специальная плёнка, обладающая антикоррозионными свойствами.
Сваривание таким аппаратом имеет следующие плюсы:
- нет необходимости в приобретении газобаллонных агрегатов;
- устройство легко можно перемещать;
- для работы требуется стандартное напряжение в 220В;
- широкий диапазон толщины обрабатываемого металла;
- повышенная система безопасности;
- хорошая эргономика;
- небольшие размеры и малый вес;
- дешёвые расходные материалы.
Как сделать плазморез из инвертора — инструкция
При желании подобное оборудование в состояние изготовить своими руками любой владелец. Однако, чтобы самодельный плазморез смог эффективно выполнять свою работу, необходимо соблюсти все правила. В подобном деле инвертор будет практически незаменим, так как при помощи этого устройства будет обеспечена надежная подача тока. За счет него в работе плазмореза не будет возникать перебоев, а также удастся уменьшить расход электроэнергии. Однако при этом у него имеются и недостатки: он рассчитан на резку материала меньшей толщины, нежели при использовании трансформатора.
Выбор элементов
Если вы решили самостоятельно изготовить плазморез, то вам следует подготовить необходимые материалы и оборудование:
Инвертор или трансформатор, обладающий требуемой мощности. Чтобы не ошибиться во время покупки этого устройства, необходимо в магазине рассказать продавцу о том, для резки материала какой толщины вы планируете применять его. На основании этого и будет сделан выбор подходящего механизма. Учитывая, что резка будет выполняться вручную, желательно приобрести именно инвертор, что связано не только с его легковесностью, но и способностью уменьшить расходы электроэнергии.
Плазменный резак или плазмотрон точка. При его выборе необходимо опираться на те же критерии, что и в случае с инвертором. Важным моментом здесь является то, что оборудование прямого воздействия рассчитано на работу с токопроводящими материалами, а плазморез косвенного воздействия больше подойдет для работы с изделиями, не способными проводить электричество.
Компрессор для прогонки воздуха
Здесь следует уделить внимание его мощности, по которой он должен соотноситься с прочими подбираемыми компонентами.
Кабель-шланговый пакет. Его задача будет заключаться в соединении всех вышеописанных элементов.
Сборка
Еще до начала сборки самодельного плазмореза не помешает выяснить, совместимы ли компоненты, приобретенные вами между собой. Если вам ранее не приходилось изготавливать своими руками аппарат плазменной резки, то желательно обратиться за помощью к более опытным мастерам. Проведя анализ мощности каждого необходимого элемента, они дадут вам свою рекомендацию. Обязательно стоит позаботиться о наличии защитного комплекта одежды. Его вам придется использовать, когда настанет время проверить работоспособность самодельного плазмореза. Если говорить о процедуре сборки оборудования для плазменной резки, то она включает в себя следующие этапы:
На первом этапе необходимо подготовить все необходимые элементы для сборки и защитную одежду.
Далее, следует решить вопрос с источником бесперебойного питания.
Затем необходимо взять инвертор или же трансформатор, а также кабель подходящей толщины и электроды
Особое внимание уделите последнему элементу, который должен быть выполнен из бериллия, циркония, тория или гафния. Подобные материалы считаются наилучшим выбором для воздушно-плазменной резки
Гафний также может рассматриваться в качестве альтернативы, поскольку в этом случае сварщику или мастеру, который будет выполнять работу по разделению листов, будет обеспечена более высокая безопасность. Перечисленные элементы необходимо по порядку соединить между собой, в результате должна получиться электрическая дуга.
Далее, к компрессору подключают шланг. Именно через него будет поступать воздух в аппарат плазменной резки. Второй край необходимо подсоединить к плазмотрону.
Возьмите небольшой кусок алюминия и проверьте в работе аппарат, который вы изготовили. Особое внимание уделите безопасности соединений.
Вне зависимости от того, планируете ли вы изготавливать плазморез своими руками или же приобрести его в магазине, вначале следует изучить все модели, познакомиться с принципами их работы и вариантами исполнения. Важным моментом является и тип материала, который планируется в дальнейшем резать с помощью этого оборудования. Упростить себе задачу по выбору вы сможете, если вначале посмотрите видео, в котором показывается принцип действия аппарата ручной плазменной резки и технология работы с ним.
Порядок дальнейших действий для изготовления сварочного аппарата
Удаляем с катушек всю вторичную обмотку
При этом важно не повредить первичную. Пронумеровываем каждую катушку, которую создаём
Нужны провода для сварочного аппарата, созданного своими руками. Для этого срединную катушку обматываем проводом, взятым с обмотки. На каждые 30 кругов выполняем десяток отводов. Обе катушки, которые находятся по краям, наполняем многожильным кабелем.
Делаем клемму. Используем медную трубу с диаметром в 10 миллиметров – одна сторона обжимает. Вторую надо расплющить и просверлить. Она понадобится для крепления.
На трансформаторе заменяем крепёж на более мощный, крепим клеммы. Делаем плату для ПО. Она изготавливается из текстолита. Должно быть десять отверстий, и в каждое вставляется крепёж.
Такой полученный сварочный аппарат может питаться от 220 вольт. Для этого в завершение процесса обмотки с краёв параллельно соединяют. Среднюю также подсоединяют в эту цепь последовательно. Отводы устанавливают в клеммы изготовленной платы. Ток регулируем клеммами.
Изготовить сварочный аппарат можно и другими способами. Например, хорошо известно, что сварочный аппарат делают из автомобильных аккумуляторов. Для этого берут несколько аккумуляторов, последовательно их соединяют.
При объединении аккумуляторов нужно использовать очень надёжные зажимы.
Такой вид сварочного аппарата очень придётся кстати в полевых условиях. Его можно быстро создать самостоятельно. В дело могут пойти даже отработанные аккумуляторы (недействующие).
Нужно помнить о том, что аккумуляторы быстро нагреваются, поэтому, не получится очень долг их использовать. Кроме того, нельзя забывать о том, что из них при повышенных нагрузках быстро испаряется электролит и жидкость.
За счёт аккумуляторных батарей достаточно практичным свойством является то, что такой аппарат можно поставить на зарядку на ночь. Утром он будет готов к использованию.
Аппарат Горынычъ
Одним из лучших на сегодняшней день
Аппарат «Горыныч» — электродуговой генератор низкотемпературной плазмы. Рабочей жидкостью является вода или этиловый спирт. Всё зависит от вида работы. Плазменная дуга может разогреваться до 6000 градусов.
Сам аппарат состоит из двух частей — блока питания и небольшого пистолета — генератора плазмы.
Преимущества устройства
По сравнению с другими плазменными генераторами или обычными сварочными аппаратами автономный комплекс «Горыныч» обладает рядом несомненных преимуществ:
Модификации агрегата
Плазморез «Горыныч» выпускается в трех модификациях, которые отличаются друг от друга мощностью: на 8, 10 и 12 Ампер.
Рабочий цикл
У аппарата, по сути, две рабочие жидкости, которые используются попеременно, в зависимости от конкретной задачи.
Побочным продуктом работы этого водоплазменного генератора является выделение в атмосферу чистого кислорода. То есть, он не отравляет окружающую атмосферу вредными выбросами а, наоборот, обогащает её и делает более здоровой.
Виды работ
Установка «Горыныч» способна совершать огромное количество технологических операций, связанных с термической обработкой не только металлов, но и других, неметаллических, материалов.
В целом ручной плазар «Горыныч» отличают относительно невысокая цена, малый вес, простота управления, низкая стоимость расходных материалов, экологичность и многофункциональность. Текст прилагающейся к нему инструкции и надписей на самом аппарате напечатан на русском языке, что также выгодно отличает «Горыныча» от его китайских аналогов.
Владею эти «чудом» уже восемь месяцев. Что сказать. «Горыныч» — достаточно спорный агрегат. С одной стороны, легкий, компактный. Для работы нужна обычная розетка и вода дистиллированная. Вроде как удобно и практично. А с другой стороны, варит он прямо скажем не очень хорошо. Только не очень толстый металл, и то к качеству шва очень большие претензии. Единственное применение, которое я ему нашёл — разогрев закисших болтов или предварительный разогрев металла перед пайкой.
Как использовать сварочный инвертор
После запуска полуавтомата, который вы собрали своими руками, на индикаторе инвертора должно высветиться значение силы тока, равное 120 А. Если все сделать правильно, то так оно и произойдет. Однако на индикаторе инвертора могут высветиться восьмерки. Причиной этого чаще всего является недостаточное напряжение в сварочных проводах. Лучше сразу найти причину такой неисправности и оперативно устранить ее.
Если же все сделано правильно, то индикатор корректно покажет силу сварочного тока, регулируемого при помощи специальных кнопок. Интервал регулировки рабочего тока, который обеспечивают сварочные инверторы, находится в пределах 20–160 А.
Ориентировочные режимы полуавтоматической сварки стыковых швов
Отличие аппаратов прямого и косвенного действия
Сегодня можно найти различные варианты ручных аппаратов, в которых реализован различный принцип функционирования. Работа установок прямого действия основывается на использовании электрической дуги. Последняя выглядит как цилиндр, и к ней непосредственно подведена струя газа. Благодаря подобной конструкции дуга нагревается до высоких температур порядка 20 000 градусов. И в то же время она способна эффективно охлаждать прочие элементы устройства. Если говорить об установках косвенного действия, то их особенностью является меньший КПД. Именно этим и обусловлено то, что к ним прибегают не так часто.
Говоря про их устройство, следует отметить, что основная цель здесь заключается в размещении активных точек цепи на трубе либо специальном вольфрамовом электроде. Оборудование косвенного действия получило распространение для напыления, нагрева металлических устройств, причем в качестве режущего оборудования их не используют. В большинстве своем с помощью подобного ручного механизма выполняют ремонт автомобильных узлов, не прибегая к извлечению их из корпуса.
При этом подобным установкам присуща одна общая особенность: они способны работать только при наличии воздушных фильтров и охладителей. Польза от первых заключается в увеличении срока службы катода и анода, ускорении запуска механизма, который эксплуатируется довольно долго.
Что же касается второго элемента, то он необходим для увеличения эксплуатационного ресурса аппарата, работающего в непрерывном режиме. Оптимально, когда в течение часа беспрерывной резки этим аппаратом выделяют на отдых порядка 20 минут. Эти характеристики являются очень важными и должны учитываться вне зависимости от типа исполнения выбираемого устройства.
Ассортимент продукции
В нашем магазине Вы можете купить аппараты плазменной резки инверторного типа по разумным ценам. Наличие преобразователя дает на выходе более стабильный ток. Данное оборудование позволяет добиться идеального реза металла любой толщины, как тонколистового (до 0,6 мм), так и толстого (до 30 мм). При этом его ширина минимальна, а края кромок ровные и гладкие.
Большинство плазменных резаков имеют выстроенный воздушный компрессор, что позволяет обходиться без громоздкого баллонного оборудования. Аппараты оснащены устройством управления горелкой с возможностью применения удлиненных сопел. Резаки имеют систему автоохлаждения, термостатическую защиту и визуализацию давления воздуха.
Плазмотрон или резак
Основными компонентами плазморезки являются: два электрода, изолятор, разделяющий катодный и анодный узлы, и камера завихрения газовой смеси.
- Один из электродов является основным и изготавливается из тугоплавкого металла типа тория, циркония или бериллия. Но все эти металлы, точнее, продукты их взаимодействия с высокими температурами, являются крайне вредными для здоровья. Поэтому оптимальным вариантом будет изготовление электрода из другого тугоплавкого метала — гафния, который абсолютно безвреден.
- Вторым электродом является сопло. Оно, как правило, изготавливается из меди. В сопле имеется очень тонкое отверстие, через которое раскалённый газ вырывается наружу. Периодически этот элемент требует своей замены в силу того, что постоянно находится в зоне запредельно высоких температур. Поэтому оптимальным является иметь не одно сопло, чтобы в случае необходимости можно было быстро заменить вышедшее из строя.
- Газ под давлением подаётся в камеру завихрения через прямой патрубок, расположенный сверху или сбоку от камеры. Предварительно нагнетается необходимое давление с помощью компрессора.
Принцип работы плазмотрона
Под давлением газ поступает в пространство между соплом и электродом. В момент включения осциллятора, в результате возникновения высокочастотного импульсного тока, между двумя электродами возникает электрическая дуга. Эта дуга носит название предварительной, и её задача — разогреть газ, находящийся в камере сгорания. Температура разогретого газа в камере относительно невысокая — порядка 5000−7000 градусов.
После того как предварительная дуга заполнит собой всё сопло, с помощью компрессора увеличивают давление подаваемого сжатого воздуха, в результате начинает происходить ионизация газа. Как следствие этого, газ расширяется в объёме, становится сверхпроводимым и разогревается до запредельно высоких температур порядка 20000−30000 градусов. Иными словами, газ превращается с плазму.
Под большим давлением плазма вырывается через узкое отверстие сопла наружу. В момент соприкосновения потока плазмы с поверхностью металла возникает вторая дуга — основная, или классическая. Роль второго электрода в этом случае берёт на себя сама плазма. Плазменная дуга мгновенно расплавляет металл в точке контакта. Под сильным напором сжатого воздуха расплавленный металл мгновенно выдувается, и в результате остаётся чистый рез.
Существуют два базовых условия, при соблюдении которых получается качественная резка с помощью плазмы:
- Ток, подаваемый на электрод, должен обладать силой не менее 250 А.
- Сжатый воздух подаётся в камеру сгорания со скоростью не менее 800−900 м/с.
Сложность изготовления плазмотрона
Схемы, чертежи для изготовления плазмореза своими руками очень легко найти в Интернете. Но плазменный резак очень сложно устроен и, кроме того, требует очень тонких настроек перед непосредственной эксплуатацией. Несмотря на обилие в Интернете соответствующих рекомендаций, чертежей и видеороликов, сделать плазмотрон дома технически крайне сложно. А если учесть, что затея эта ещё и крайне опасная для здоровья, то лучше от неё совсем отказаться и воспользоваться или ближайшего специализированного магазина.
Испытание
Для испытания собранного агрегата требуется выполнить проверочный рез металла:
- подать электропитание на инвертор;
- спустя 10 минут выключить и проконтролировать на нагрев;
- если не греется, еще раз подать электропитание;
- запустить компрессор;
- после наполнения ресивера открыть воздушный кран и послать воздушный поток сквозь генератор плазмы;
- нажатием кнопки выключателя с механизмом мгновенного действия возбудить вспомогательную электродугу;
- при ее наличии выполнить тестовый рез металла.
По окончании проверки отключить устройство от электросети и еще раз проверить все компоненты на нагрев.
Принцип работы горелки
Плазменная резка своими руками происходит за счет превращения потока воздуха, проходящего через электрическую дугу, в плазму с температурой 3000 – 6000⁰C. Металл мгновенно расплавляется на ограниченном участке и выдувается. Принцип работы аналогичен газовой резке.
Образование плазмы
Инвертор создает постоянный ток большого значения. На конце электрода образуется дуга. В сопло под давлением поступает газ. Он проходит по спирали вокруг электрода. Образуется завихрение, движущееся с большой скоростью. В держак воздух поступает холодный. Двигаясь вокруг электрода, он его охлаждает и одновременно нагревается сам. В дуге он подходит уже подогретый.
На выходе струя газа становится тонкой. При соединении с горячей дугой, воздух нагревается ею и превращается в плазму, увеличиваясь в объеме в 20 – 30 раз. Вращение потока вокруг электрода делает струю тонкой.
Резка
Плазменная горелка, сделанная своими руками, подносится к металлу. Горячая плазма быстро расплавляет металл на малом участке. Воздушный поток выдувает расплав, образуя отверстие. При перемещении резака за ним остается узкая полоска разрезанного насквозь листа. Тонкий аккуратный рез получается при расположении плазмореза из инвертора под прямым углом к разрезаемой поверхности. Чем больше угол наклона, тем шире полоса реза.
Для производства строжки поверхности детали, плазменный резак по металлу, сделанный своими руками, наклоняется к снимаемой поверхности под острым углом в 5 – 10⁰. Пламя нагревает верхний слой, воздух выдувает жидкий металл.
Аппараты прямого действия
Прямого действия плазменные резаки по металлу, сделанные своими руками, работают с образованием дуги между деталью и электродом. Резать таким способом можно только токопроводящие металлы.
На деталь крепится зажим «+» от сварочного автомата. На электрод подается «–». На выходе из сопла наконечника образуется дуга между металлом и электродом. На нее направлен воздух.
Косвенного
Плазморез, собранный своими руками из инвертора, может работать по принципу косвенного действия. Минус подается на наконечник. Дуга возникает независимо от наличия токопроводящей детали. Резаком косвенного действия режут любые материалы, включая фанеру, пластик, оргстекло. Струя плазмы образуется тоньше. Сложность изготовления плазмотрона косвенного действия своими руками, демонстрируют схемы и чертежи. В небольшой наконечник длиной около 20 мм необходимо поместить воздушное охлаждение и надежно изолировать детали друг от друга.
Руководитель конструкторского бюро по проектированию сварочного оборудования, оснастки и инструмента завода САИК Твердохлебов И. Г.: «В плазмотроне используют не привычный электрод, сделанный из прутка проволоки и покрытый флюсом. Сердечник расположен внутри горелки и не выходят за пределы сопла. Электрическая дуга в аппаратах прямого действия загорается бесконтактно и превращается на выходе из сопла в плазму. Резак косвенного действия выдувает горячую струю независимо от расположения материала и его электропроводности. Можно отжигать медные кольца и опаливать древесину».
Сварочный осциллятор своими руками
Убедившись в полезности этого прибора, вы обязательно пожелаете его приобрести. Однако стоимость хорошего осциллятора может превысить цену вашего сварочного аппарата.
При постоянной занятости в роли сварщика, покупка целесообразна, поскольку устройство оптимизирует работу и ускоряет процесс сварки. А если вы расчехляете свой трансформатор несколько раз в году – имеет смысл изготовить самодельный осциллятор.
Подробно как сделать самодельный сварочный осциллятор — видео
Он будет не таким эффективным, как заводской, но качество дуги вырастает в разы. Особенно если у вас не очень качественные электроды.
Изготовление своими руками
Проще всего выполнить самодельный полуавтомат из инвертора на основе мощного силового блока. Изготовить инвертор можно самостоятельно или использовать от имеющегося в распоряжении оборудования. Для полуавтомата следует использовать инверторы мощностью не меньше 150 ампер.
Существуют схемы переделки техники, позволяющие устанавливать мощность, которой будет хватать для осуществления полуавтоматической сварки. Устройство этого типа будет сложным в реализации, поэтому рекомендовать использовать маломощные силовые блоки можно лишь опытным радиолюбителям, которые могут изготовить по-настоящему сложную технику.
Изготовить качественное оборудование можно при наличии на руках пусковой схемы полуавтоматического сварочного инвертора. К характеристикам такого агрегата можно отнести следующее:
- Первичный ток — 8- 12 А.
- Напряжение питания — 220 или 380 вольт.
- Напряжение холостого хода — 36−42 Вольта.
- Ток сварки — 40−120 ампер.
- Регулировка напряжения с шагом плюс-минус 20%.
Это оптимальные параметры для бытового сварочного полуавтомата, который справится с различными по показателям тугоплавкости металлами. В последующем можно, используя дополнительные чертежи увеличения мощности инвертора, изменить базовые характеристики, что позволяет применять такое оборудование в бытовых и промышленных целях.
