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
- Принципиальная схема устройства
- Плюсы и минусы
- Переделка сварочного трансформатора
- Схема устройства
- Необходимые детали
- Чертеж
- Сборка
- Особенности использования
- Переделка сварочного инвертора
- Чертеж для инвертора
- Плазмотрон
- Осциллятор
- Схема последовательного типа
- Схема параллельного типа
- Подбор компрессора
- Выбор шланга и силовых кабелей
- Процесс сборки плазмореза
- О дальнейшей эксплуатации
- Что лучше брать — трансформатор или инвертор?
- Техника безопасности
- Стоимость самодельного плазмореза
- Параметры плазменной резки различных металлов
- Назначение плазменного резака
- Как работает устройство
- Процесс образования плазмы
- Как происходит резка
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.