Cum să faci o mașină de sudură cu plasmă cu propriile mâini? Asamblarea unui tăietor cu plasmă de casă de la un invetor sau transformator Dispozitiv de tăiat cu plasmă de la un transformator de linie.

Din ce în ce mai mult, atelierele private mici și întreprinderile mici folosesc dispozitive de tăiere a metalelor cu plasmă în loc de polizoare și alte dispozitive. Tăierea cu plasmă cu aer vă permite să efectuați tăieturi drepte și modelate de înaltă calitate, să aliniați marginile tablei, să faceți deschideri și găuri, inclusiv cele modelate, în piesele metalice și alte lucrări mai complexe. Calitatea tăieturii rezultate este pur și simplu excelentă; se dovedește netedă, curată, practic fără depuneri și bavuri și, de asemenea, îngrijită. Tehnologia de tăiere cu plasmă cu aer poate prelucra aproape toate metalele, precum și materialele neconductoare precum betonul, plăcile ceramice, plasticul și lemnul. Toate lucrările sunt efectuate rapid, piesa de prelucrat este încălzită local, doar în zona de tăiere, astfel încât metalul piesei de prelucrat să nu își schimbe geometria din cauza supraîncălzirii. Chiar și un începător fără experiență de sudare se poate ocupa de o mașină de tăiat cu plasmă sau, așa cum se mai numește, cu o mașină de tăiat cu plasmă. Dar, pentru ca rezultatul să nu dezamăgească, nu strica totuși să studiezi dispozitivul unui tăietor cu plasmă, să înțelegi principiul său de funcționare și, de asemenea, să studiezi tehnologia modului de operare a unei mașini de tăiat cu plasmă cu aer.

Proiectarea unei mașini de tăiat cu plasmă cu aer

Cunoașterea designului unui tăietor cu plasmă vă va permite nu numai să efectuați munca mai conștient, ci și să creați un analog de casă, care necesită nu numai cunoștințe mai aprofundate, ci și, de preferință, experiență în inginerie.

O mașină de tăiat cu plasmă cu aer constă din mai multe elemente, inclusiv:

• Alimentare electrică;
• Lanternă cu plasmă;
• Pachet cablu-furtun;
• Compresor de aer.

Alimentare electrică pentru un dispozitiv de tăiere cu plasmă, servește la convertirea tensiunii și pentru a furniza o anumită putere a curentului tăietorului/pistoletului cu plasmă, datorită căruia se aprinde un arc electric. Sursa de alimentare poate fi un transformator sau un invertor.

Lanternă cu plasmă- elementul principal al unei mașini de tăiat cu plasmă cu aer, în el au loc procesele datorită cărora apare plasmă. Lanterna cu plasmă constă dintr-o duză, un electrod, o carcasă, un izolator între duză și electrod și canale de aer. Elemente precum electrodul și duza sunt consumabile și necesită înlocuire frecventă.

Electrodîn lanterna cu plasmă este catodul și servește la excitarea arcului electric. Cel mai comun metal din care sunt fabricați electrozii pentru plasmatroni este hafniul.

Duză are o formă de con, comprimă plasma și formează un jet de plasmă. Scăpând din canalul de ieșire al duzei, jetul de plasmă atinge piesa de prelucrat și o taie. Dimensiunile duzei afectează caracteristicile tăietorului cu plasmă, capacitățile acestuia și tehnologia de lucru cu acesta. Cel mai comun diametru al duzei este de 3 - 5 mm. Cu cât diametrul duzei este mai mare, cu atât este mai mare volumul de aer pe unitatea de timp prin care poate trece. Lățimea tăieturii depinde de cantitatea de aer, precum și de viteza de funcționare a dispozitivului de tăiere cu plasmă și de viteza de răcire a pistolului cu plasmă. Cea mai comună lungime a duzei este de 9 - 12 mm. Cu cât duza este mai lungă, cu atât tăierea este mai precisă. Dar o duză prea lungă este mai susceptibilă la distrugere, astfel încât lungimea optimă este mărită cu o dimensiune egală cu 1,3 - 1,5 ori diametrul duzei. Trebuie avut în vedere faptul că fiecare valoare curentă corespunde mărimii optime a duzei, ceea ce asigură o ardere stabilă a arcului și parametrii maximi de tăiere. Reducerea diametrului duzei la mai puțin de 3 mm nu este recomandabilă, deoarece durata de viață a întregii pistolețe cu plasmă este redusă semnificativ.

Compresor furnizează aer comprimat plasmatronului pentru a forma plasmă. La mașinile de tăiat cu plasmă cu aer, aerul acționează atât ca gaz de formare a plasmei, cât și ca gaz protector. Există dispozitive cu un compresor încorporat, de regulă, sunt de putere redusă, precum și dispozitive cu un compresor de aer extern.

Pachet cablu-furtun constă dintr-un cablu electric care conectează sursa de alimentare și plasmatron, precum și un furtun pentru alimentarea cu aer de la compresor la plasmatron. Vom lua în considerare mai jos ce se întâmplă exact în interiorul lanternei cu plasmă.

Principiul de funcționare al mașinii de tăiat cu plasmă cu aer

Mașina de tăiat cu plasmă cu aer funcționează conform principiului descris mai jos. După apăsarea butonului de aprindere, care se află pe mânerul pistoletului cu plasmă, curentul de înaltă frecvență începe să fie furnizat pistolului cu plasmă de la sursa de alimentare. Ca urmare, arcul electric pilot se aprinde. Datorită faptului că formarea unui arc electric între electrod și piesa de prelucrat direct este dificilă, vârful duzei acționează ca anod. Temperatura arcului pilot este de 6000 - 8000 °C, iar coloana arcului umple întreg canalul duzei.

La câteva secunde după ce arcul pilot este aprins, aerul comprimat începe să curgă în camera pistolului cu plasmă. Trece printr-un arc electric de serviciu, este ionizat, încălzit și crește în volum de 50 - 100 de ori. Forma duzei pistolului cu plasmă este îngustată în jos, din cauza căreia aerul este comprimat și din acesta se formează un flux care iese din duză cu o viteză apropiată de sunet - 2 - 3 m/s. Temperatura aerului ionizat încălzit care iese din ieșirea duzei poate ajunge la 20.000 - 30.000 °C. Conductivitatea electrică a aerului în acest moment este aproximativ egală cu conductivitatea electrică a metalului care este prelucrat.

Plasma Acesta este exact ceea ce se numește aerul ionizat încălzit care iese din duza pistolului cu plasmă. De îndată ce plasma ajunge la suprafața metalului care se prelucrează, arcul de tăiere de lucru este aprins, în acest moment arcul pilot se stinge. Arcul de tăiere încălzește piesa de prelucrat în punctul de contact, local, metalul începe să se topească și apare o tăietură. Metalul topit curge pe suprafața piesei de prelucrat și se solidifică sub formă de picături și particule mici, care sunt imediat eliminate de fluxul de plasmă. Această metodă de tăiere cu plasmă cu aer se numește arc de plasmă ascuțit (arc direct), deoarece metalul care este prelucrat este inclus în circuitul electric și este anodul arcului de tăiere.

În cazul descris mai sus, energia unuia dintre punctele arcului apropiat de electrod, precum și plasma coloanei și lanterna care curge din aceasta, este utilizată pentru a tăia piesa de prelucrat. Tăierea arcului cu plasmă folosește un arc de curent continuu cu polaritate dreaptă.

Tăierea cu arc cu plasmă a metalului este utilizată în următoarele cazuri: dacă este necesar să se producă piese cu contururi modelate din tablă sau să se producă piese cu contururi drepte, dar astfel încât contururile să nu fie prelucrate suplimentar, pentru tăierea țevilor , benzi și tije, pentru tăierea găurilor și deschiderilor în detalii și nu numai.

Dar există și o altă metodă de tăiere cu plasmă - tăiere cu jet de plasmă. În acest caz, arcul de tăiere se aprinde între electrod (catod) și vârful duzei (anod), iar piesa de prelucrat nu este inclusă în circuitul electric. O parte din plasmă este îndepărtată din lanterna cu plasmă sub formă de jet (arc indirect). De obicei, această metodă de tăiere este utilizată pentru a lucra cu materiale nemetalice, neconductoare - beton, plăci ceramice, plastic.

Alimentarea cu aer a plasmatronilor cu acțiune directă și indirectă se realizează diferit. Tăierea cu arc cu plasmă necesită alimentare axială cu aer (directă). Și pentru tăierea cu jet de plasmă aveți nevoie alimentare tangențială cu aer.

Alimentarea cu aer tangenţială sau vortex (axială) a plasmatronului este necesară pentru a se asigura că punctul catodului este situat strict în centru. Dacă alimentarea tangențială a aerului este întreruptă, punctul catodului se va deplasa inevitabil și, odată cu acesta, arcul de plasmă. Ca urmare, arcul cu plasmă nu arde stabil, uneori două arce se aprind în același timp și întreaga lanternă cu plasmă eșuează. Tăierea cu plasmă cu aer de casă nu este capabilă să asigure o alimentare tangenţială cu aer. Deoarece pentru a elimina turbulențele din interiorul pistolului cu plasmă, se folosesc duze și căptușeli cu formă specială.

Aerul comprimat este utilizat pentru tăierea cu plasmă cu aer a următoarelor metale:

• Cupru și aliaje de cupru - nu mai mult de 60 mm grosime;
• Aluminiu și aliaje de aluminiu - până la 70 mm grosime;
• Oțel cu grosime de până la 60 mm.

Dar aerul nu trebuie folosit pentru a tăia titanul. Vom lua în considerare mai detaliat complexitățile lucrului cu o mașină manuală de tăiat cu plasmă cu aer mai jos.

Cum să alegi o mașină de tăiat cu plasmă cu aer

Pentru a face alegerea corectă a unui tăietor cu plasmă pentru nevoile casnice private sau un atelier mic, trebuie să știți exact în ce scop va fi folosit. Cu ce ​​piese de prelucrat va trebui să lucrați, din ce material, ce grosime, care este intensitatea sarcinii mașinii și multe altele.

Un invertor poate fi potrivit pentru un atelier privat, deoarece astfel de dispozitive au un arc mai stabil și o eficiență cu 30% mai mare. Transformatoarele sunt potrivite pentru lucrul cu piese de grosime mai mare și nu se tem de supratensiuni, dar în același timp cântăresc mai mult și sunt mai puțin economice.

Următoarea gradație este tăietoarele cu plasmă cu acțiune directă și indirectă. Dacă intenționați să tăiați numai piese metalice, atunci este necesară o mașină cu acțiune directă.

Pentru un atelier privat sau nevoi de acasă, este necesar să achiziționați un tăietor manual cu plasmă cu un compresor încorporat sau extern, proiectat pentru un anumit curent.

Curentul de tăiere cu plasmă și grosimea metalului

Rezistența curentă și grosimea maximă a piesei de prelucrat sunt principalii parametri pentru alegerea unei mașini de tăiat cu plasmă cu aer. Ele sunt interconectate. Cu cât este mai mare curentul pe care îl poate furniza sursa de alimentare a tăietorului cu plasmă, cu atât piesa de prelucrat poate fi prelucrată mai groasă folosind acest dispozitiv.

Atunci când alegeți o mașină pentru nevoi personale, trebuie să știți exact cât de gros va fi prelucrată piesa de prelucrat și din ce metal. Caracteristicile tăietorilor cu plasmă indică atât puterea maximă a curentului, cât și grosimea maximă a metalului. Dar vă rugăm să rețineți că grosimea metalului este indicată pe baza faptului că metalul feros va fi prelucrat, și nu oțelul neferos sau inoxidabil. Iar puterea curentului indicată nu este nominală, ci maximă; dispozitivul poate funcționa la acești parametri pentru un timp foarte scurt.

Diferite metale necesită cantități diferite de curent pentru a tăia. Parametrii exacti pot fi vazuti in tabelul de mai jos.

Tabelul 1. Curent necesar pentru tăierea diferitelor metale.

De exemplu, dacă intenționați să tăiați o piesă de prelucrat din oțel cu o grosime de 2,5 mm, atunci este necesară o putere curentă de 10 A. Și dacă piesa de prelucrat este realizată din metal neferos, de exemplu, cupru de 2,5 mm grosime, atunci puterea curentului trebuie să fie de 15 A. Pentru ca tăierea să fie de înaltă calitate, este necesar să se țină cont de o anumită rezervă de putere, deci este mai bine să achiziționați un tăietor cu plasmă proiectat pentru un curent de 20 A.

Prețul unei mașini de tăiat cu plasmă cu aer depinde direct de puterea sa - producția curentă. Cu cât curentul este mai mare, cu atât dispozitivul este mai scump.

Mod de funcționare - Durată ON (DS)

Modul de funcționare al dispozitivului este determinat de intensitatea sarcinii sale. Toate dispozitivele indică un parametru, cum ar fi timpul de pornire sau ciclul de lucru. Ce înseamnă? De exemplu, dacă este indicată PV = 35%, aceasta înseamnă că tăietorul cu plasmă poate fi operat timp de 3,5 minute, iar apoi trebuie lăsat să se răcească timp de 6,5 minute. Durata ciclului este de 10 minute. Există dispozitive cu PV 40%, 45%, 50%, 60%, 80%, 100%. Pentru nevoile casnice, în care dispozitivul nu va fi utilizat în mod constant, sunt suficiente dispozitive cu un ciclu de funcționare de 35% până la 50%. Pentru tăierea cu mașini CNC se folosesc freze cu plasmă cu ciclu de lucru = 100%, deoarece asigură funcționarea continuă pe toată durata schimbului.

Vă rugăm să rețineți că atunci când lucrați cu tăierea manuală cu plasmă cu aer, este necesar să mutați lanterna cu plasmă sau să vă mutați la celălalt capăt al piesei de prelucrat. Toate aceste intervale contează pentru timpul de răcire. De asemenea, durata de activare depinde de sarcina dispozitivului. De exemplu, de la începutul unui schimb, chiar și un tăietor cu plasmă cu un ciclu de funcționare de 35% poate funcționa 15 - 20 de minute fără pauză, dar cu cât este folosit mai des, cu atât timpul de funcționare continuă va fi mai scurt.

Tăierea cu plasmă cu aer cu bricolaj - tehnologie de lucru

Am ales tăietorul cu plasmă, ne-am familiarizat cu principiul de funcționare și cu dispozitivul și este timpul să ne punem la treabă. Pentru a evita greșelile, nu va strica să începeți prin a vă familiariza cu tehnologia de lucru cu o mașină de tăiat cu plasmă cu aer. Cum să respectați toate măsurile de siguranță, cum să pregătiți dispozitivul pentru lucru și să selectați puterea corectă a curentului, apoi cum să aprindeți arcul și să mențineți distanța necesară între duză și suprafața piesei de prelucrat.

Ai grijă de siguranța ta

Tăierea cu plasmă cu aer implică o serie de pericole: curent electric, temperaturi ridicate ale plasmei, metal fierbinte și radiații ultraviolete.

• Este necesar să lucrați în echipamente speciale: ochelari de culoare închisă sau un scut de sudor (clasa de întunecare a sticlei 4 - 5), mănuși groase pe mâini, pantaloni groși din țesătură pe picioare și pantofi închisi. Când lucrați cu un tăietor, pot fi generate gaze care reprezintă o amenințare pentru funcționarea normală a plămânilor, așa că trebuie să purtați o mască sau un respirator pe față.
• Dispozitivul de tăiere cu plasmă este conectat la rețea printr-un RCD.
• Prizele, suportul de lucru sau masa și obiectele din jur trebuie să fie bine împământate.
• Cablurile de alimentare trebuie să fie în stare perfectă și înfășurările nu trebuie deteriorate.

Este de la sine înțeles că rețeaua trebuie proiectată pentru tensiunea indicată pe dispozitiv (220 V sau 380 V). În caz contrar, respectarea măsurilor de siguranță va ajuta la evitarea rănilor și a bolilor profesionale.

Pregătirea mașinii de tăiat cu plasmă cu aer pentru funcționare

Cum să conectați toate elementele unei mașini de tăiat cu plasmă cu aer este descris în detaliu în instrucțiunile pentru dispozitiv, așa că să trecem imediat la nuanțe suplimentare:

• Dispozitivul trebuie instalat astfel încât să existe acces la aer. Răcirea corpului tăietorului cu plasmă vă va permite să lucrați mai mult fără întreruperi și să opriți mai rar dispozitivul pentru răcire. Locația trebuie să fie astfel încât picăturile de metal topit să nu cadă pe dispozitiv.
• Compresorul de aer este conectat la tăietorul cu plasmă printr-un separator de umiditate și ulei. Acest lucru este foarte important, deoarece apa sau picăturile de ulei care intră în camera pistoletului cu plasmă pot duce la defectarea întregii pistolețe cu plasmă sau chiar la explozia acesteia. Presiunea aerului furnizat plasmatronului trebuie să corespundă parametrilor dispozitivului. Dacă presiunea este insuficientă, arcul de plasmă va fi instabil și se va stinge adesea. Dacă presiunea este excesivă, unele elemente ale pistoletului cu plasmă pot deveni inutilizabile.
• Dacă pe piesa de prelucrat pe care urmează să o prelucrați există pete de rugină, calcar sau ulei, este mai bine să le curățați și să le îndepărtați. Deși tăierea cu plasmă cu aer vă permite să tăiați părți ruginite, este totuși mai bine să jucați în siguranță, deoarece atunci când rugina este încălzită, se eliberează vapori toxici. Dacă intenționați să tăiați recipiente în care au fost depozitate materiale inflamabile, acestea trebuie curățate temeinic.

Pentru ca tăietura să fie netedă, paralelă, fără scară și căderi, este necesar să selectați corect puterea curentă și viteza de tăiere. Tabelele de mai jos prezintă parametrii optimi de tăiere pentru diferite metale de diferite grosimi.

Tabel 2. Forța și viteza de tăiere folosind o mașină de tăiat cu plasmă cu aer pentru piese de prelucrat din diferite metale.

La început va fi dificil să selectați viteza de tăiere; este necesară experiență. Prin urmare, la început puteți respecta această regulă: este necesar să conduceți lanterna cu plasmă în așa fel încât scânteile să fie vizibile din spatele piesei de prelucrat. Dacă nu sunt vizibile scântei, înseamnă că piesa de prelucrat nu este tăiată complet. Vă rugăm să rețineți, de asemenea, că mișcarea torței prea încet afectează negativ calitatea tăieturii; pe ea apar solzi și căderi, iar arcul poate arde instabil și chiar se poate stinge.

Acum puteți începe procesul de tăiere în sine.

Înainte de a aprinde arcul electric, lanterna cu plasmă trebuie purjată cu aer pentru a îndepărta orice condens accidental și particulele străine. Pentru a face acest lucru, apăsați și apoi eliberați butonul de aprindere a arcului. Deci, dispozitivul intră în modul de purjare. După aproximativ 30 de secunde, puteți apăsa și țineți apăsat butonul de aprindere. După cum a fost deja descris în principiul de funcționare al tăietorului cu plasmă, un arc pilot (auxiliar, pilot) se va aprinde între electrod și vârful duzei. De regulă, arde nu mai mult de 2 secunde. Prin urmare, în acest timp este necesar să se aprindă arcul de lucru (de tăiere). Metoda depinde de tipul de plasmatron.

Dacă lanterna cu plasmă are acțiune directă, atunci este necesar să faceți un scurtcircuit: după formarea unui arc pilot, trebuie să apăsați butonul de aprindere - alimentarea cu aer se oprește și contactul se închide. Apoi supapa de aer se deschide automat, un curent de aer iese din supapă, se ionizează, crește în dimensiune și elimină o scânteie din duza plasmatron. Ca rezultat, se aprinde un arc de lucru între electrod și metalul piesei de prelucrat.

Important! Aprinderea prin contact a arcului nu înseamnă că pistolul cu plasmă trebuie aplicat sau sprijinit de piesa de prelucrat.

De îndată ce arcul de tăiere se aprinde, arcul pilot se stinge. Dacă nu reușiți să aprindeți arcul de lucru prima dată, trebuie să eliberați butonul de aprindere și să îl apăsați din nou - va începe un nou ciclu. Există mai multe motive pentru care arcul de lucru nu se poate aprinde: presiunea aerului insuficientă, asamblarea incorectă a pistoletului cu plasmă sau alte probleme.

În timpul funcționării, există și cazuri când arcul de tăiere se stinge. Motivul este cel mai probabil un electrod uzat sau eșecul de a menține distanța dintre lanterna cu plasmă și suprafața piesei de prelucrat.

Distanța dintre lanterna plasmatron și metal

Tăierea manuală cu plasmă cu aer este plină de dificultatea că este necesară menținerea distanței dintre lanternă/duză și suprafața metalică. Când lucrați cu mâna, acest lucru este destul de dificil, deoarece chiar și respirația vă încurcă mâna, iar tăietura se dovedește neuniformă. Distanța optimă dintre duză și piesa de prelucrat este de 1,6 - 3 mm; pentru a o menține, se folosesc opritoare speciale de distanță, deoarece pistolul în sine nu poate fi apăsat pe suprafața piesei de prelucrat. Opritoarele sunt așezate deasupra duzei, apoi lanterna cu plasmă este susținută de opritorul de pe piesa de prelucrat și se realizează tăierea.

Vă rugăm să rețineți că lanterna cu plasmă trebuie ținută strict perpendicular pe piesa de prelucrat. Unghiul de abatere permis 10 - 50 °. Dacă piesa de prelucrat este prea subțire, tăietorul poate fi ținut la un unghi ușor, astfel încât se va evita deformarea severă a metalului subțire. Metalul topit nu trebuie să cadă pe duză.

Este destul de posibil să faceți munca cu tăierea cu plasmă cu aer, dar este important să vă amintiți despre măsurile de siguranță, precum și despre faptul că duza și electrodul sunt consumabile care necesită înlocuire în timp util.

Meșterii de acasă implicați în prelucrarea metalelor se confruntă cu nevoia de a tăia semifabricate metalice. Acest lucru se poate face folosind o polizor unghiular (polizor), cutter cu oxigen sau cu plasmă.

1. Bulgară. Calitatea tăierii este foarte ridicată. Cu toate acestea, este imposibil să se efectueze tăierea figurată, mai ales dacă este vorba de găuri interne cu margini curbate. În plus, există restricții privind grosimea metalului. Este imposibil să tăiați foi subțiri cu o râșniță. Principalul avantaj este accesibilitatea;
2. Cutter cu oxigen. Poate tăia o gaură de orice configurație. Dar obținerea unei tăieturi uniforme este imposibilă în principiu. Marginile ies rupte, cu picături de metal topit. Grosimile mai mari de 5 mm sunt greu de tăiat. Aparatul nu este prea scump, dar necesită o cantitate mare de oxigen pentru a funcționa;
3. Cutter cu plasma. Acest dispozitiv nu poate fi numit accesibil, dar costul ridicat este justificat de calitatea tăierii. După tăiere, piesa de prelucrat practic nu are nevoie de prelucrare suplimentară.

Având în vedere prețul care este prohibitiv pentru majoritatea meșterilor de acasă, mulți meșteri „Kulibina” fac un tăietor cu plasmă.

Există mai multe moduri - puteți crea o structură complet de la zero sau puteți utiliza dispozitive gata făcute. De exemplu, dintr-un aparat de sudura, oarecum modernizat pentru sarcini noi.

Realizarea unui tăietor cu plasmă cu propriile mâini este o sarcină reală, dar mai întâi trebuie să înțelegeți cum funcționează.

Diagrama generală este prezentată în ilustrație:

Dispozitiv de tăiat cu plasmă

Unitate de putere.

Poate fi proiectat în diferite moduri. Transformatorul are dimensiuni și greutate mari, dar permite tăierea pieselor mai groase.

Consumul de energie electrică este mai mare, acest lucru trebuie luat în considerare la alegerea unui punct de conectare. Astfel de surse de alimentare sunt puțin sensibile la modificările tensiunii de intrare.

Asamblarea unui tăietor cu plasmă cu propriile mâini de la un invertor este o chestiune relativ simplă.

Un tăietor cu plasmă poate fi folosit nu numai pentru tăierea diferitelor piese, ci și pentru sudare.

Înainte de a asambla un tăietor cu plasmă de casă cu propriile mâini, ar trebui să pregătiți în prealabil unele dintre componentele incluse în designul tăietorului cu plasmă. Designul tăietorului cu plasmă include următoarele elemente:

• tăietor cu plasmă;
• sursă de alimentare, care poate fi un invertor sau un transformator;
• un dispozitiv compresor pentru furnizarea unui flux de aer și formarea unui flux de plasmă;
• furtunuri de cablu pentru asamblarea tuturor componentelor într-un singur complex.

Un tăietor cu plasmă de casă poate fi folosit pentru a efectua o varietate de operațiuni tehnice nu numai în producție, ci și în casă.

Acasă, aceste dispozitive pot fi folosite pentru prelucrarea produselor metalice dacă este necesară tăierea subțire și precisă.

Industria oferă consumatorilor dispozitive care pot fi utilizate pentru sudarea metalelor într-un mediu de gaz protector. Argonul gaz inert este folosit ca protectie in timpul sudarii.

La asamblarea unui dispozitiv de casă, trebuie acordată o atenție deosebită puterii curente. Valoarea acestui parametru depinde de sursa de alimentare utilizată.

Cel mai bine este să utilizați un invertor ca sursă de curent electric. Acest dispozitiv asigură funcționarea stabilă a mașinii de tăiat cu plasmă. În plus, utilizarea unui invertor permite un consum de energie mai economic decât atunci când se folosește un transformator ca sursă de alimentare.

Dezavantajul utilizării unei surse de alimentare cu invertor în proiectarea unui tăietor cu plasmă este grosimea mică a pieselor de prelucrat care pot fi prelucrate folosind un astfel de dispozitiv.

Avantajele unui cutter cu plasmă bazat pe utilizarea unui invertor sunt greutatea relativ mică a dispozitivului și consumul redus de energie electrică. În plus, eficiența unui dispozitiv bazat pe o sursă de alimentare cu invertor este cu 10% mai mare decât cea a unui dispozitiv cu unitate de transformare, ceea ce afectează calitatea operațiunilor.

La asamblarea unui dispozitiv, trebuie acordată atenție preciziei și calității ansamblului în conformitate cu proiectarea, precum și integrării elementelor în sistem.

Când asamblați dispozitivul într-o structură, trebuie să utilizați o duză de lungime suficientă, care să nu fie prea lungă, altfel va trebui înlocuită frecvent.

Selectarea elementelor structurale pentru asamblarea dispozitivului de fixare

Când faceți un dispozitiv cu propriile mâini, trebuie să alegeți componentele potrivite.

Alimentare pentru echipamente. Ca acest element se folosește un invertor - acesta este un dispozitiv care furnizează tensiune cu caracteristici predeterminate pentru funcționarea echipamentului. Pe lângă invertor, se poate folosi un transformator. Dacă un transformator este utilizat ca sursă de alimentare, atunci la proiectarea echipamentului trebuie luată în considerare greutatea mare a transformatorului de sudură. În plus, trebuie amintit că atunci când utilizați un transformator, dispozitivul consumă o cantitate mare de energie electrică.

Pentru a asambla instrumentul, trebuie să pregătiți un tăietor cu plasmă, care este elementul principal al dispozitivului care asigură executarea operațiunilor de lucru. De asemenea, va trebui să achiziționați un dispozitiv de injecție a fluxului de aer - un compresor și un pachet de cablu-furtun.

Utilizarea unei surse de alimentare cu invertor este mai profitabilă, deoarece acest dispozitiv este mai economic și costul său este mult mai mic. Un dispozitiv a cărui funcționare se bazează pe utilizarea unei surse de alimentare cu invertor este mai ușor de utilizat. Acest dispozitiv poate fi utilizat atunci când lucrați acasă și în fabrici mici. Atunci când se utilizează acest tip de sursă de alimentare, se obține stabilitatea tensiunii, ceea ce permite o muncă de înaltă calitate în locuri greu accesibile, unde utilizarea dispozitivelor transformatoare este imposibilă.

Lanterna cu plasmă este elementul principal al tăietorului. Designul acestui dispozitiv constă dintr-o duză, un canal de flux de aer care asigură tăierea pieselor metalice, un electrod și un izolator, care joacă simultan rolul unui răcitor.

Ansamblu tăietor cu plasmă

Pentru a asambla lanterna cu plasmă, trebuie să selectați electrodul corespunzător. Electrozii cei mai des utilizați sunt fabricați din toriu, beriliu, zirconiu sau hafniu. Astfel de materiale sunt considerate optime pentru tăierea metalului cu un flux de aer-flacără. În timpul funcționării instalației, pe suprafața materialului electrodului se formează oxizi refractari, care împiedică distrugerea materialului electrodului. Atunci când alegeți tipul de electrod, trebuie reținut că unele dintre materialele utilizate pentru realizarea corpului electrodului sunt periculoase pentru lucrător. De exemplu, beriliul din electrod în timpul funcționării determină formarea de oxizi radioactivi, iar utilizarea toriului determină formarea de compuși toxici cu oxigen. Cel mai bun material este hafniul, care este absolut sigur pentru lucrătorul care efectuează munca.

În timpul procesului de asamblare, o atenție deosebită trebuie acordată duzei, care generează jetul pentru tăiere. Calitatea jetului de lucru depinde de caracteristicile tehnice ale acestui element. Este optim să folosiți un dispozitiv cu un diametru de 3 cm Lungimea ar trebui să fie suficientă pentru ca tăietura să aibă un aspect îngrijit și de înaltă calitate. Dacă duza este prea lungă, aceasta poate fi distrusă rapid în timpul funcționării.

Pentru a furniza fluxul de aer, la proiectarea tăietorului cu plasmă este utilizat un compresor. O caracteristică specială a funcționării tăietorului este utilizarea gazelor pentru protecție și formarea plasmei în timpul funcționării echipamentului. Lucrarea de tăiere a metalului se efectuează la un curent de 200 A. La operarea dispozitivului, se folosește aer comprimat, care este necesar pentru a răci echipamentul de operare și a forma un jet de plasmă. Utilizarea acestui design în timpul funcționării permite tăierea pieselor metalice cu o grosime a metalului de până la 50 mm.

Un pachet cablu-furtun este utilizat pentru a conecta toate elementele instalației. La asamblarea instalației trebuie respectată o anumită ordine de lucru. În primul rând, invertorul este conectat la electrod folosind un cablu pentru a-i furniza tensiune. Un furtun este utilizat pentru a furniza un flux de aer comprimat de la unitatea de compresor la pistolul cu plasmă, unde se formează un jet de plasmă.

Principiul de funcționare al tăietorului

După ce instalația pentru tăierea metalului a fost asamblată, este necesar să se verifice funcționalitatea acesteia. Când este pornit, invertorul furnizează curent electric de înaltă frecvență plasmatronului. După aplicarea tensiunii la electrod, se formează un arc electric; temperatura acestuia în momentul apariției variază în intervalul de la 6 la 8 mii de grade Celsius. Se formează arc între electrod și vârful duzei. În continuare, este furnizat un curent de aer comprimat, care, la trecerea prin arcul electric, se încălzește și crește în volum de o sută de ori, în timp ce fluxul este ionizat și capătă proprietăți conductoare.

Folosind o duză, se formează un flux de plasmă îngust. Viteza fluxului de plasmă este de 2-3 metri pe secundă. În momentul expirării jetului de plasmă, temperatura acestuia crește semnificativ și ajunge la 25-30 de mii de grade. La ieșirea din duză, se formează un flux de plasmă la temperatură înaltă, care este utilizat pentru a efectua procesul de tăiere. În momentul contactului jetului de plasmă cu metalul piesei de prelucrat se stinge arcul inițial și se aprinde arcul de tăiere, cu ajutorul căruia se prelucrează piesa de prelucrat. Topirea metalului are loc local, în punctul de expunere la fluxul de plasmă.

Mașinile moderne de sudură cu invertor acoperă majoritatea nevoilor pentru producerea îmbinărilor permanente ale pieselor metalice. Dar, în unele cazuri, un dispozitiv de un tip ușor diferit va fi mult mai convenabil, în care rolul principal este jucat nu de un arc electric, ci de un flux de gaz ionizat, adică o mașină de sudat cu plasmă. Achiziționarea acestuia pentru utilizare ocazională nu este foarte rentabilă. Puteți face un astfel de aparat de sudură cu propriile mâini.

Echipamente și componente

Cel mai simplu mod de a face o mașină de sudură cu microplasmă este pe baza unui aparat de sudură invertor existent. Pentru a finaliza această actualizare, veți avea nevoie de următoarele componente:

• orice aparat de sudura inverter pentru sudarea TIG cu sau fara oscilator incorporat;
• duză cu un electrod de wolfram de la un sudor TIG;
• cilindru de argon cu reductor;
• o bucată mică de tijă de tantal sau molibden cu un diametru și o lungime de până la 20 mm;
• tub fluoroplastic;
• tuburi de cupru;
• bucăți mici de tablă de cupru de 1-2 mm grosime;
• balast electronic;
• furtunuri de cauciuc;
• intrare sigilată;
• cleme;
• cablare;
• terminale;
• Rezervor ștergător de parbriz cu pompă electrică;
• alimentare redresor pentru pompa electrica de stergator de parbriz.

Lucrările privind reglarea fină și fabricarea de noi piese și ansambluri vor necesita utilizarea următoarelor echipamente:

• strung;
• fier de lipit electric;
• pistolet de lipit cu cilindru;
• șurubelnițe;
• cleşte;
• ampermetru;
• voltmetru.

Reveniți la cuprins

Baza teoretica

O mașină de sudat cu plasmă poate fi unul dintre cele două tipuri principale: deschisă și închisă. Arcul principal al unei mașini de sudură de tip deschis arde între catodul central al pistolului și piesa de prelucrat. Între duză, care servește drept anod, și catodul central, doar un arc pilot arde pentru a-l excita pe cel principal în orice moment. O mașină de sudură de tip închis are doar un arc între electrodul central și duză.

Este destul de dificil să faci unul durabil după al 2-lea principiu. Când curentul principal de sudare trece prin duza anodului, acest element suferă sarcini termice enorme și necesită o răcire de foarte înaltă calitate și utilizarea materialelor adecvate. Este foarte dificil să asigurați rezistența la căldură a structurii atunci când realizați singur un astfel de dispozitiv. Când faceți un dispozitiv cu plasmă cu propriile mâini, pentru durabilitate este mai bine să alegeți un circuit deschis.

Reveniți la cuprins

Implementare practică

Adesea, atunci când se face o mașină de sudură cu plasmă de casă, duza este prelucrată din cupru. Dacă nu există alternativă, această opțiune este posibilă, dar duza devine un consumabil chiar și atunci când trece doar un curent de așteptare prin ea. Va trebui schimbată frecvent. Dacă puteți obține o bucată mică de lemn rotund de molibden sau tantal, este mai bine să faceți o duză din ele. Apoi te poți limita la curățarea periodică.

Mărimea găurii centrale din duză este selectată experimental. Trebuie să începeți cu un diametru de 0,5 mm și să îl găuriți treptat până la 2 mm până când fluxul de plasmă este satisfăcător.

Distanța conică dintre catodul central de tungsten și duza anodului trebuie să fie de 2,5-3 mm.

Duza este înșurubat într-o manta de răcire goală, care este conectată la suportul de electrod central printr-un izolator fluoroplastic. Lichidul de răcire circulă în mantaua de răcire. Ca atare, în sezonul cald puteți folosi apă distilată; iarna, antigelul este mai bun.

Mantaua de răcire este formată din 2 tuburi goale din cupru. Cel interior cu diametrul și lungimea de aproximativ 20 mm se află la capătul din față al tubului exterior cu un diametru de aproximativ 50 mm și o lungime de aproximativ 80 mm. Spațiul dintre capetele tubului interior și pereții tubului exterior este etanșat cu tablă subțire de cupru. Tuburile de cupru cu un diametru de 8 mm sunt lipite în manta cu o torță cu gaz. Lichidul de răcire curge înăuntru și iese prin ele. În plus, un terminal trebuie să fie lipit de mantaua de răcire pentru a furniza o încărcare pozitivă.

În tubul interior este realizat un filet în care se înșurubează o duză detașabilă din materiale rezistente la căldură. Un filet intern este de asemenea tăiat la capătul extins al tubului exterior. În el este înșurubat un inel izolator din fluoroplastic. Suportul de electrod central este înșurubat în inel.

Un tub de alimentare cu argon de același diametru ca pentru răcire este lipit prin peretele tubului exterior în spațiul dintre mantaua de răcire și izolatorul fluoroplastic.

Lichidul din rezervorul ștergătoarelor de parbriz circulă prin mantaua de răcire. Puterea este furnizată pompei motorului său electric printr-un redresor separat de 12 V. Există deja o ieșire pentru alimentarea rezervorului, returul lichidului poate fi tăiat prin peretele sau capacul rezervorului. Pentru a face acest lucru, se face un orificiu în capac și se introduce o bucată de tub prin garnitura de presiune. Furtunurile de cauciuc pentru circulația lichidului și alimentarea cu argon sunt conectate la tuburile lor cu cleme.

Sarcina pozitivă este preluată de la sursa principală de alimentare. Este selectat un balast electronic adecvat pentru a limita curentul prin suprafața duzei. Curentul electric furnizat trebuie să aibă o valoare constantă în regiunea 5-7 A. Valoarea optimă a curentului este selectată experimental. Acesta ar trebui să fie curentul minim care asigură arderea stabilă a arcului pilot.

Arcul pilot dintre duză și catodul de wolfram poate fi excitat în unul din două moduri. Folosind un oscilator încorporat în aparatul de sudură sau, în absența unuia, folosind o metodă de contact. A doua opțiune necesită un design mai complex al lanternei cu plasmă. În timpul excitației de contact, suportul de electrod central este încărcat cu arc în raport cu duza.

Când butonul de cauciuc al tijei conectat la suportul electrodului este apăsat, capătul ascuțit al catodului central de tungsten intră în contact cu suprafața conică a tijei. În timpul unui scurtcircuit, temperatura la punctul de contact crește brusc, ceea ce face posibilă inițierea unui arc atunci când catodul este tras departe de anod de un arc. Contactul trebuie să fie foarte scurt, altfel suprafața duzei va arde.

Excitarea curentului de către un oscilator de înaltă frecvență este de preferat pentru durabilitatea structurii. Dar achiziționarea sau chiar fabricarea lui îl face neprofitabil pentru sudarea cu plasmă.

În timpul funcționării, terminalul pozitiv al mașinii de sudură este conectat la piesa fără balast. Când duza se află la câțiva milimetri de piesa de prelucrat, curentul electric este comutat de la duză la piesa de prelucrat. Valoarea acestuia crește până la cea setată pe aparatul de sudură, iar formarea de plasmă din argon se intensifică. Prin reglarea alimentării cu argon și a curentului de sudare, puteți obține intensitatea necesară a fluxului de plasmă din duză.

Principiul de funcționare al majorității plasmatronilor cu o putere variind de la câțiva kW la câțiva megawați este practic același. Un arc electric arde între un catod dintr-un material refractar și un anod răcit intens.

Un fluid de lucru (WM) este suflat prin acest arc - un gaz care formează plasmă, care poate fi aer, vapori de apă sau altceva. Are loc ionizarea RT și, ca urmare, obținem a patra stare agregată a materiei, numită plasmă.

În dispozitivele puternice, o bobină de magnet electric este plasată de-a lungul duzei; aceasta servește la stabilizarea fluxului de plasmă de-a lungul axei și la reducerea uzurii anodului.

Acest articol descrie al doilea design, deoarece Prima încercare de a obține plasmă stabilă nu a avut un succes deosebit. După ce am studiat dispozitivul Alplaza, am ajuns la concluzia că probabil nu merită să-l repetam unul câte unul. Dacă cineva este interesat, totul este foarte bine descris în instrucțiunile incluse cu acesta.

Primul nostru model nu avea răcire cu anod activ. Fluidul de lucru era vapori de apă de la un generator de abur electric special construit - un cazan etanș cu două plăci de titan scufundate în apă și conectate la o rețea de 220V.

Catodul plasmatronului era un electrod de wolfram cu un diametru de 2 mm, care s-a ars rapid. Diametrul orificiului duzei anodului a fost de 1,2 mm și s-a înfundat în mod constant.

Nu a fost posibil să se obțină plasmă stabilă, dar au existat încă scăpări, iar acest lucru a stimulat continuarea experimentelor.

În acest generator de plasmă, un amestec de abur-apă și aer au fost testate ca fluid de lucru. Ieșirea de plasmă a fost mai intensă cu vaporii de apă, dar pentru o funcționare stabilă trebuie să fie supraîncălzită la o temperatură de câteva sute de grade, astfel încât să nu se condenseze pe componentele plasmatron răcite.

Un astfel de încălzitor nu a fost încă realizat, așa că experimentele de până acum continuă doar cu aer.

Fotografii cu interiorul plasmatronului:

Anodul este din cupru, diametrul orificiului duzei este de la 1,8 la 2 mm. Blocul anodic este realizat din bronz și este format din două părți închise ermetic, între care se află o cavitate pentru pomparea lichidului de răcire - apă sau antigel.

Catodul este o tijă de wolfram ușor ascuțită, cu diametrul de 4 mm, obținută dintr-un electrod de sudare. Este răcit suplimentar prin debitul fluidului de lucru furnizat sub presiune de la 0,5 la 1,5 atm.

Și iată un plasmatron complet dezasamblat:

Energia este furnizată anodului prin tuburile sistemului de răcire, iar catodului printr-un fir atașat la suportul său.

Lansare, adică Arcul este aprins prin răsucirea butonului de alimentare a catodului până când acesta vine în contact cu anodul. Apoi, catodul trebuie mutat imediat la o distanță de 2..4 mm de anod (câteva spire ale mânerului), iar arcul continuă să ardă între ele.

Alimentare, conectare a furtunurilor de alimentare cu aer de la compresor și sistemul de răcire - în următoarea diagramă:

Ca rezistor de balast, puteți utiliza orice dispozitiv de încălzire electric adecvat cu o putere de 3 până la 5 kW, de exemplu, selectați mai multe cazane conectate în paralel.

Inducta redresorului trebuie proiectată pentru un curent de până la 20 A; exemplul nostru conține aproximativ o sută de spire de fir de cupru gros.

Orice diode sunt potrivite, proiectate pentru un curent de 50 A și mai mult și o tensiune de 500 V.

Atenție! Acest dispozitiv utilizează rețea fără transformator.

Compresorul de aer folosit pentru furnizarea fluidului de lucru este unul auto, iar o spălătorie de sticlă auto este folosită pentru a pompa lichidul de răcire printr-un circuit închis. Li se furnizează energie de la un transformator separat de 12 volți cu un redresor.

Câteva despre planurile de viitor

După cum a arătat practica, acest design sa dovedit a fi, de asemenea, experimental. În sfârșit, a funcționat stabil în 5 - 10 minute. Dar mai este un drum lung de parcurs până la perfecțiunea completă.

Anozii înlocuibili se ard treptat și este dificil să le faci din cupru și chiar și cu fire; ar fi mai bine fără fire. Sistemul de răcire nu are contact direct al lichidului cu anodul înlocuibil și, din această cauză, transferul de căldură lasă de dorit. O variantă mai reușită ar fi răcirea directă.

Piesele au fost prelucrate din materiale semifabricate la îndemână; designul în ansamblu era prea complex pentru a fi repetat.

De asemenea, este necesar să găsiți un transformator de izolare puternic; fără el, utilizarea plasmatronului este periculoasă.

Și, în sfârșit, mai multe imagini cu plasmatronul când tăiați sârmă și plăci de oțel. Scântei zboară aproape un metru :)