Все о том как собрать плазморез своими руками из инвертора или трансформатора

Плазменная резка интересна своей универсальностью – ею можно создать заготовку любой формы. Способ применяется для всех металлов, а технически аппарат возможно собрать из имеющихся под руками сварочных комплектующих.

В статье наши эксперты подобрали для Вас сборочные съемы, полезные видео и фото для сборки резака своими руками.

Типовая конструкция плазмореза

Обычный резак состоит из таких элементов:

• источник питания: запитывает электрическим током катод (находящийся в резаке электрод);
• осциллятор: предназначен для розжига плазменной дуги в начале процесса и обеспечения её устойчивости;
• резак (он же – плазмотрон): в нём генерируется поток плазмы, основные его части – электрод и сопло;
• компрессор: подаёт в резак воздух, необходимый для работы;
• шланги для объединения компрессора с горелкой: передают воздух под давлением;
• кабель массы: для замыкания электрической цепи на обрабатываемую деталь.

Конструкция обладает компактными размерами и небольшим весом.

Принципиальная схема устройства

Сборка такого электрического инструмента производится по схемам, которые есть в свободном доступе. Отдельное внимание следует обращать на совместимость элементов самодельного устройства.

Качественно удаётся плазморез из инвертора или сварочного трансформатора. Эти источники питания берутся в любом варианте, только трансформатор будет потреблять повышенное количество энергии.

Важно не забыть и систему управления. Для плазмореза своими руками требуется надёжный контроль параметров воздуха и электрического тока. Кнопки и другие регуляторы будут размещаться на блоке управления и резаке.

Важно помнить, что желательно собирать и запускать плазматрон с опытным сварщиком.

Полезная статья – Сварка инвертором для начинающих

Плюсы и минусы

Устройство отличается такими достоинствами:

• высокие КПД и скорость резания;
• отсутствие общего прогрева всей детали (несмотря на местную температуру до 10 тысяч градусов);
• конструкция сравнительно безопасна для работника;
• регулирование – простое и понятное, подкрепляемое измерительными приборами;
• работает с любой заготовкой;
• выходной результат – приличного качества, зачастую не требует механического доведения.

Поэтому плазменный резак своими руками – это мощное техническое средство, однако есть и некоторые недостатки:

• высокая температура активной зоны не применима для нагрева заготовки (в отличие от обычного газового резака);
• параллельное потребление электроэнергии – а не только газа, к чему привыкают газорезчики;
• требование к взаимному расположению заготовки и плазмотрона.

Последнее значит, что резак необходимо удерживать примерно под прямым углом к поверхности металла. При другом угле рез окажется сильно искривлённым.

Переделка сварочного трансформатора

Плазморез своими руками возможен из обычного сварочного трансформатора.

Схема устройства

Схема плазмореза компонуется из следующих узлов:

• трансформатор сварочный и выпрямитель;
• реле пусковое (для регулирования тока);
• осциллятор (для возбуждения дугового разряда);
• контактор (для обрыва первоначальной дуги);
• органы управления.

Вариативно показывается компрессор.

Сделать такой плазморез можно из любого трансформатора с подходящей конструкцией.

Необходимые детали

Самодельный плазморез из трансформатора нуждается в следующем:

• 1-2 трансформатора, рассчитанных на ток до 400 А и напряжение в 220 и 380 В;
• диодный мост (1 кВ) на радиаторе для управления схемой;
• осциллятор;
• компрессор, возможен осушитель воздуха на выходе;
• кабели и рукава.

Важный нюанс: из-за высокой температуры потока плазмы не следует приобретать дешёвые и некачественные комплектующие, здоровье дороже.

Чертеж

Конструкцию самодельного плазмореза рекомендуется при планировании отобразить на чертеже. Это позволит одновременно увидеть слабые места технической реализации и сэкономить материалы при изготовлении.

Сделать устройство по готовой схеме гораздо проще чем «из головы».

Сборка

При сборке плазмореза все манипуляции проводятся в полном соответствии со схемой:

• чаще всего приходится переделывать обмотки трансформатора – разносить их на различные стержни и части магнитопровода, подгонять под требуемые соотношения витков, закрывать стеклолентой и окрашивать;
• подключение 4-диодного моста к каркасу (если требуется – перед этим мост закрепляется на радиаторе);
• размещение узлов в подходящий корпус (с шасси, рукоятками для переноски);
• подключение выходов моста и обмоток к нужной панели корпуса;
• устанавливаются вольтметры, амперметры и пускорегулирующая аппаратура;
• в корпус монтируется осциллятор – или оформляется в отдельный узел;
• монтируются электрические и пневматические (для подобранного компрессора) соединения.

Рекомендуется для этих и более детальных операции заручиться помощью электрика – тогда качество результата окажется на высоте.

Полезная статья – Сварка полуавтоматом для начинающих

Особенности использования

Плазменный резак, созданный своими руками, отличается такими особенностями:

• стали и сплавы получают разрушающее воздействие только там, где есть непосредственное воздействие дуги на металл – критически важно следить за горелкой;
• при поджиге и в ходе резания следует обращать внимание на отсутствие сразу 2 струй плазмы – это разрушает резак;
• резкие перемещения плазменной дуги понижают эффективность её работы, рекомендуются плавные движения;
• подача воздуха в горелку важно поддерживать на постоянном уровне (как показывает практика, около 1 литра/сек);
• сила тока тоже должна быть на одинаковом уровне (около 250 Ампер).

Но наиболее значительной особенностью является низкая мобильность сварочного трансформатора – в отличие от инверторного варианта.

Переделка сварочного инвертора

Плазморез из инвертора своими руками сделать возможно, но придётся приложить некоторые усилия. Для этого потребуется приобрести ряд комплектующих, но задача в целом посильная.

По стоимости плазморез из сварочного инвертора своими руками окажется немного дешевле готового изделия.

Чертеж для инвертора

Плазморез из инвертора выполняется на основе проверенных на практике схем и чертежей. Конструкция основывается на доступных элементах, которые в основной своей массе есть в широком доступе.

Основное отличие от сварочного инвертора – наличие осциллятора и доработанная система управления всей системой, а также дежурного ИП (источника питания). Схема ИП ниже.

Схема управления.

Плазмотрон

Плазмотрон является рабочим инструментом резчика. Создать такое приспособление в самодельном виде технически сложно, а его эксплуатация будет опасной. Целесообразнее приобрести готовый резак в подходящей комплектации.

Изделие напоминает сварочную горелку для «полуавтомата», но технически немного отличается. Здесь присутствуют:

• элементы для подведения электрического тока;
• газовая магистраль для подведения к соплу расходного газа;
• металлический электрод с регулируемым положением.

Если доделывать это изделие для плазменной сварки, потребуется следующее:

• снять латунное кольцо;
• установить фторопластовую прокладку;
• закрепить поверх прокладки медный фиксатор сопла;
• установить кабель, рассчитанный на дополнительную дугу;
• установить выключатель для активации резания.

Эти меры помогут сформировать струю газа, который ионизируется и нагревается под действием электрического тока.

А вы знаете чем сварить нержавейку в домашних условиях, если нет переходите по ссылке.

Осциллятор

Осциллятор для плазмореза из сварочного инвертора своими руками сделать технически непросто, однако возможно.

К примеру – из комплектующих микроволновой печи. Делается это заменой обмоток (перемотка подходящим кабелем) и добавлением разрядника (генерирует искровой разряд) на основе конденсатора.

Схема осциллятора легко находится в Интернете, однако этот узел плазмореза своими руками оптимально купить.

Схема последовательного типа

Осциллятор для плазменной сварки генерирует ток в импульсном режиме. При подключении последовательно (к обоим линиям энергоцепи с дугой) прибор защищает сам инвертор, закорачивая контур.

При этом осциллятор энергетически находится ближе к изделию, что ограничивает общую нагрузку контура. Выходное напряжение источника питания находится на уровне десятков вольт – это предотвращает пробой изоляции и выход из строя.

Схема оптимальна для «домашних» задач и для работ на невысоких величинах тока.

Схема параллельного типа

Осциллятор для плазменного резания на инверторе с параллельным подключением хорош отсутствием ограничения по величине тока. Он подключается только к энерголинии с горелкой.

В свою очередь эта схема требует выходного напряжения на уровне киловольт и высокой частоты тока. Это опасно высоким риском пробоя изоляции источника питания.

Для функционирования системы нужно повысить напряжение на самом осцилляторе, что чревато появлением повышенной индуктивности и радиопомех – они создают негативную обратную связь на энергоцепь.

Полезная статья –Импульсная аргонодуговая сварка

Подбор компрессора

Главным вспомогательным узлом для плазмореза является такая «приспособа» как компрессор. Его роль – подать необходимое давление воздуха к разрезаемому металлу, хотя бы 4,5-5,0 атмосфер.

Выбор мощности устройства напрямую зависит от толщины материала, также влияет величина электрического тока. Практика показывает необходимую производительность до 160 литров в минуту при толщине металла до 2 см, до 200 л/мин – до 3 см.

Тип механизма не играет роли: универсальный, выпущенный на заводе или доработанная деталь холодильника. Важен объём ресивера: для устойчивости существования плазмы требуется хотя бы 50 литров.

Выбор шланга и силовых кабелей

Электрические кабели играют комбинированную роль. Изготовить их самостоятельно невозможно – только покупать:

• «масса» нужна для обратной передачи электрического тока, поступающего от горелки плазмореза на изделие, к источнику питания, обязательно заканчивается специальным зажимом («крокодильчик»);
• «шланг»: состоит из ряда проводников (основной из них по своему полезному сечению подобен кабелю массы и подбирается под электрический ток) и трубки от компрессора.

В шланге помимо силового кабеля размещаются также питающая проводка системы управления (располагается на самой горелке) и проводка для создания дополнительной дуги.

Поперечное сечение силового кабеля требуется не менее 5-6 кв. мм, при соответствующем нагрузкам типе изоляции.

Процесс сборки плазмореза

Плазморез модели «своими руками» из инвертора или трансформатора собирается просто:

• компрессор соединяют пневматическим шлангом с осушителем воздуха и рукавом, переходящим в резак;
• источник питания подключается силовыми и вспомогательными кабелями к рукаву резака и к детали;
• по расчётной схеме подключаются осциллятор и блок управления (если они находятся отдельно).

После соединения всех элементов необходимо убедиться в корректности подключения. При появлении сомнений или обнаружении некорректного соединения необходимо переделать проблемный участок.

О дальнейшей эксплуатации

Плазморез своими руками из инвертора вводится в работу постепенно, без мгновенной подачи номинального рабочего напряжения. Следует обратить внимание на следующее:

• запитать источник минимальным напряжением в течение 10-15 минут;
• проверить по их истечении степень нагрева агрегата: при отсутствии значительного перегрева (соотносится с температурой базового, недоработанного, устройства) допускается переход дальше, иначе следует проверить соединения и конструкцию в целом;
• включить компрессор и подать поток воздуха к резаку;
• возбудить вспомогательную электрическую дугу;
• дождаться устойчивого поведения плазменного потока и выполнить проверочный рез на предварительно подготовленном металле;
• отключить оборудование и проверить степень его нагрева.

Цель этих манипуляций – базовые электромеханические испытания оборудования для получения уверенности в надёжности.

А вы знаете сколько разрядов у сварщика, если нет то переходите по ссылке.

Что лучше брать – трансформатор или инвертор?

Для максимальной практичности следует ответить на вопрос: делать своими руками плазморез из инвертора или трансформатора?

Инверторное устройство применяется без каких-то изменений, оно нуждается в меньшем количестве электроэнергии. Устойчивость дуги инвертор обеспечивает высокую, что сказывается на простоте реза.

Для функциональности требуется только добавить осциллятор.

Трансформатор нуждается в кардинальной доработке конструкции. Любая его модель много весит и потребляет значительное количество электроэнергии.

Генератор как источник питания не подходит совсем.

Техника безопасности

Плазменная резка является опасным технологическим процессом. При его подготовке и проведении необходима защита окружающих лиц и имущества от основных опасных факторов:

• токсичные газы, летучая пыль: сгорание металла и сопутствующих материалов (от грязи до лакокрасочных материалов) приводит к выделению массы вредных химических соединений, для защиты от чего необходима мощная вентиляция и применение средств индивидуальной защиты органов дыхания;
• расплавленный металл: ввиду оплавления материала и выходу его из зоны реза в виде мелких капель необходима глубокая защита окружающей обстановки и резчика от термической опасности (возможны сильные ожоги, вплоть до обугливания живой ткани);
• свет: условия образования плазмы и её свойства характеризуются генерированием излучения видимого и ультрафиолетового спектров, поэтому для предотвращения ожогов кожи и глаз необходима специальная одежда, очки и средства защиты (вплоть до кремов);
• температура: в зоне образования дуги материалы нагреваются до приличного уровня (плавление легированных сталей начинается по достижении 1450 °С и выше), поэтому прикосновение к ним чревато ожогами, из-за этого необходимы СИЗ.

При любых обстоятельствах направлять электрическую дугу и производимый рез в сторону человека, ценного имущества и горючих материалов запрещено.

Стоимость самодельного плазмореза

Цена готового устройства полностью зависит от стоимости отдельных его компонентов. Лучшее решение – сборка из старых изделий, имеющихся среди парка оборудования, но чаще всего приходится что-то докупать. Наиболее дорогие при этом горелка (резак) и осциллятор.

Затраты зависят от мощности разделываемого металла и индикативно составляют:

• до 20 мм – до 50 тыс.;
• до 30 мм – до 70 тыс.;
• до 40 мм – до 90 тыс.

Цена также основывается на качестве и комплектности устройств.

Параметры плазменной резки различных металлов

Процесс плазменной резки определяется целым спектром параметров:

• тип плазмообразующего газа: обычный воздух – до толщины в 25 мм, свыше этого – водяной туман, азот, аргон, водород, двуокись углерода;
• давление газа: подбирается по качеству результата;
• сила тока: выставляется в значении около 90-95% номинального;
• зазор между горелкой и металлом: чем он меньше, тем устойчивее дуга;
• скорость резания: подбирается вручную, при ускоренном перемещении готовые края становятся волнистыми;
• ширина реза и угол наклона кромок: влияют на погрешности геометрии готового изделия (изменение линейных размеров) и размер зоны термического влияния.

Назначение плазменного резака

Плазменный резак предназначен для разделения различных сталей и сплавов в формате листового и других типов проката. Особая ценность технологии имеется для нелегированных сталей – тут не образуется значительная зона термического влияния, а скорость реза достигается значительная. Прочие стали и цветные сплавы также качественно разрезаются.

Процесс выполняется воздушно-плазменным методом, его возможности условно ограничиваются толщиной в 100 мм. Оптимальный эффект – на толщинах до 40 мм.

Как работает устройство

Суть плазменной резки – в введении сильно концентрированного тепла от генерируемой между электродом и разрезаемым металлом плазмы. Газ под давлением проходит через электрическую дугу, в результате чего происходит образование плазменной струи из-за обжатия дуги воздухом (или другим плазмообразующим газом).

Процесс образования плазмы

На начальном этапе возбуждается силами дополнительной дуги, которая удерживается между электродом и кольцевым соплом.

Поступающий к дуге газ проходит через узкое сопло, где его течение концентрируется и направляется. При этом электрическая дуга ионизирует газ, который из-за этого расширяется и приобретает дополнительную энергию. Эту энергию плазма передаёт металлу.

Как происходит резка

При контакте плазмы с поверхностью металла образуется режущая дуга – из-за местного понижения электрического сопротивления воздушного промежутка.

Дуга начинает генерировать огромное количество тепла, которое оплавляет металл. Плазма, подаваемая под давлением, «выдувает» капли раскалённого металла из образующегося зазора.

Если у Вас есть вопросы, то Вы можете писать их в комментариях и наши эксперты Вам ответят.