Как сделать плазморез: Плазморез своими руками из инверторной сварки

Содержание

Рекомендации, как изготовить плазменный резак из инвертора своими руками

Как правило, плазмой листовой металл режется на крупных производствах, и делается это при изготовлении деталей сложной конфигурации. На промышленных станках режутся любые металлы: сталь, медь, латунь, алюминий, сверхтвердые сплавы. Примечательно, что плазменный резак вполне можно сделать собственноручно, хотя возможности устройства в этом случае будут несколько ограниченными. В крупносерийном производстве самодельный ручной плазморез непригоден, но вырезать им детали в своей мастерской, цехе или гараже удастся. В отношении конфигурации и твердости обрабатываемых заготовок ограничений практически нет. Однако они касаются скорости резания, размеров листа и толщины металла.

Описание самодельного плазмореза из инвертора
Источник тока
Плазмотрон
- Принцип работы плазмотрона
Осциллятор
Рабочий газ
Транспортировка устройства

Описание самодельного плазмореза из инвертора

Плазморез своими руками легче смастерить, взяв за основу инверторный сварочный аппарат. Такой агрегат будет простым по конструкции, функциональным, с доступными основными узлами и деталями. Если какие-то детали не продаются, их тоже можно изготовить самостоятельно в мастерской с оборудованием средней сложности.

Самодельный аппарат не оборудуется ЧПУ, в чем его недостаток и преимущество одновременно. Минус ручного управления в невозможности изготовления двух совершенно одинаковых деталей: мелкие серии деталей в чем-то будут отличаться. Плюс в том, что не придется покупать дорогостоящее ЧПУ. Для мобильного плазмореза ЧПУ не нужно, так как того не требуют выполняемые на нем задачи.

Главные составные части самодельного агрегата:

плазмотрон;
осциллятор;
источник постоянного тока;
компрессор или баллон со сжатым газом;
кабели питания;
шланги подключения.

Итак, сложных элементов в конструкции нет. Однако все элементы должны иметь определенные характеристики.

Источник тока

Плазменная резка требует того, чтобы сила тока была, по крайней мере, как для сварочного аппарата средней мощности. Ток такой силы вырабатывается обыкновенным сварочным трансформатором и инверторным аппаратом. В первом случае конструкция получается условно мобильной: из-за большого веса и габаритов трансформатора ее перемещение затруднено. Вместе с баллоном сжатого газа или компрессором система получается громоздкой.

Трансформаторы имеют невысокий КПД, из-за чего расход электроэнергии при резке металла получается повышенным.

Схема с инвертором несколько проще и удобнее, а еще более выгодна в плане затрат энергии. Из сварочного инвертора выйдет довольно компактный резак, который разрежет металл толщиной до 30 мм. Промышленные установки режут металлические листы такой же толщины. Плазменный резак на трансформаторе способен разрезать даже более толстые заготовки, хотя подобное требуется не так часто.

Плюсы плазменной резки видны как раз на тонких и сверхтонких листах.

Гладкость кромок.
Точность линии.
Отсутствие брызг металла.
Отсутствие перегретых зон около места взаимодействия дуги и металла.

Самодельный резак собирается на базе инверторного сварочного аппарата любого типа. Неважно, какое количество рабочих режимов, нужен лишь постоянный ток силой больше 30 А.

Плазмотрон

Вторым по важности элементом является плазмотрон. Плазменный резак состоит из основного и добавочного электродов, первый сделан из тугоплавкого металла, а второй представляет собой сопло, обычно медное. Основной электрод служит катодом, а сопло – анодом, и во время работы это – обрабатываемая токопроводящая деталь.

Если рассматривать плазмотрон прямого действия, дуга возникает между заготовкой и резаком. Плазмотроны косвенного действия режут плазменной струей. Аппарат из инвертора рассчитан на прямое действие.

Электрод и сопло являются расходными материалами и заменяются по мере износа. Кроме них, в корпусе имеется изолятор, который разделяет катодный и анодный узлы, еще есть камера, где вихрится подаваемый газ. В сопле, коническом или полусферическом, сделано тонкое отверстие, через которое вырывается газ, раскаленный до 3000-5000°C .

В камеру газ поступает из баллона или подается из компрессора по шлангу, который совмещен с кабелями питания, образующими пакет из шлангов и кабелей. Элементы соединены в изоляционном рукаве либо соединены жгутом. Газ идет в камеру через прямой патрубок, который находится сверху или сбоку вихревой камеры, обеспечивающей перемещение рабочей среды лишь в одну сторону.

Принцип работы плазмотрона

Газ, поступающий под давлением в пространство между соплом и электродом, проходит в рабочее отверстие, удаляясь после в атмосферу. С включением осциллятора – устройства, которое вырабатывает импульсный высокочастотный ток, – между электродами появляется предварительная дуга и нагревает газ в ограниченном пространстве камеры сгорания. Поскольку температура нагрева очень высокая, газ превращается в плазму. В этом агрегатном состоянии ионизированы, то есть электрически заряжены, практически все атомы. Давление в камере резко повышается, и газ вырывается наружу раскаленной струей.

При поднесении к детали плазмотрона возникает вторая, более мощная, дуга. Если сила тока осциллятора – 30-60 А, рабочая дуга возникает при силе в 180-200 А. Она дополнительно разогревает газ, разгоняющийся под действием электричества до 1500 м/с. Комбинированное действие плазмы высокой температуры и скорости движения режет металл по тончайшей линии. Толщину разреза определяют свойства сопла.

Плазмотрон косвенного действия работает иначе. Роль главного анода в нем играет сопло. Из резака вместо дуги вырывается струя плазмы, режущая не токопроводящие материалы. Самодельное оборудование данного типа работает крайне редко. В связи со сложностью устройства плазмотрона и тонких настроек сделать его в кустарных условиях практически невозможно, хотя чертежи найти нетрудно. Он работает под высокими температурами и давлениями и становится опасным, если что-то сделано неправильно!

Осциллятор

Если некогда заниматься сборкой электрических схем и поиском деталей, возьмите осцилляторы заводского изготовления, к примеру, ВСД-02. Характеристики этих устройств более всего подходят для работы с инвертором. Осциллятор подсоединяется в схему питания плазмотрона последовательно или параллельно, в зависимости от того, что диктует инструкция конкретного прибора.

Рабочий газ

Перед тем, как приступить к изготовлению плазмореза, продумайте сферу его применения. Если предстоит работа исключительно с черными металлами, обойтись можно одним лишь компрессором. Для меди, латуни и титана потребуется азот, а алюминий режется в смеси азота с водородом. Высоколегированные стали режут в аргоновой атмосфере, здесь аппарат рассчитывают и под сжатый газ.

Транспортировка устройства

Ввиду сложности конструкции устройства и многочисленности составляющих его компонентов, аппарат плазменной резки трудно разместить в ящике или переносном корпусе. Рекомендуется использовать складскую тележку для перемещения товаров. На тележке компактно расположится:

инвертор;
компрессор или баллоны;
кабельно-шланговая группа.

В пределах мастерской или цеха с перемещением проблем не будет. Когда аппарат потребуется транспортировать на какой-либо объект, он загружается в прицеп легковой машины.

Плазморез своими руками

Содержание страницы

1 Основы плазменной резки
2 Как сделать плазморез своими руками
- 2. 1 Вспомогательные элементы и материалы
3 Проверка плазмореза
4 Полезные советы

Плазменная резка – достаточно востребованная операция, особенно, когда дело касается резки толстых металлических деталей или заготовок. Процесс происходит быстро, кромки металла остаются ровными. Но такой аппарат стоит недешево. Поэтому многие умельцы изготавливают для себя плазморез своими руками из разных видов оборудования, соединив их в одну конструкцию. Схема соединения их проста, главное – правильно подобрать приборы по необходимым техническим характеристикам.

Основы плазменной резки

В основе плазменной резки лежит ионизированный газ, который вылетает из сопла горелки с большой скоростью. Этот газ и есть та самая плазма. Что она делает.

По сути, это ионизированная среда является отличным проводником электрического тока, который от электрода поступает к металлической заготовке.
Плазма нагревает металл до необходимой температуры.
Она же сдувает расплавленный металл, освобождает пространство реза.

Значит, чтобы создать плазму, необходим газ и источник электроэнергии. И эти две составляющие должны соединиться в одном месте. Поэтому оборудование плазменной резки состоит из баллона с газом, источника электроэнергии повышенной силы и резака, в котором установлен электрод.

Конструкция резака изготовлена таким образом, чтобы вокруг электрода проходил газ и в нагретом от электрода виде вырывался наружу через небольшое отверстие. Небольшой диаметр отверстия и давление газа создают необходимую скорость плазме. При изготовлении самодельной плазменной резки нужно просто приобрести готовый резак и не думать над его созданием. Потому что в нем уже все продумано, плюс заводской вариант – это гарантия безопасности.

Что касается газа, то от всех вариантов давно уже отказались, оставив сжатый воздух. Получить его можно сегодня очень просто – приобрести и установить компрессор.

Есть определенные условия, которые гарантируют качество резки плазмой.

Сила тока на электроде не должна быть меньше 250 А.
Сжатый воздух должен подаваться на резак со скоростью в пределах 800 м/сек.

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.

Проверка плазмореза

Итак, шланги соединяют резак и компрессор, кабель резак и инвертор. Теперь необходимо проверить, а работает ли собранная конструкция. Включаются все агрегаты, на резаке нажимается кнопка подачи электроэнергии на электрод. При этом образуется дуга с температурой 6000-8000С. Она проскакивает между металлом электрода и сопла.

После этого начинает подаваться в резак сжатый воздух. Проходя через сопло и нагреваясь от электрической дуги, он резко расширяется в десять раз и при этом приобретает токопроводящие свойства. То есть, получается ионизированный газ.

Он проходит через суженное сопло, при этом приобретая скорость в пределах 2-3 м/сек. А вот температура плазмы повышается до 25000-30000С. Самое важное, что дуга, с помощью которой был разогрет сжатый воздух и превращен в плазму, гаснет, как только плазма начинает воздействовать на металлическую заготовку, подготовленную к резке. Но тут же включается вторая, так называемая рабочая дуга, которая на металл действует локально. Именно в зону реза. Поэтому металл режется только в этой зоне.

Если при проверке работы плазменного резака у вас получилось разрезать металл толщиною не меньше 20 мм, то все элементы новой конструкции, собранной своими руками, были подобраны правильно. Необходимо обратить внимание, что заготовки толщиною более 20 мм плазморез из инвертора не режет. У него просто не хватает мощности. Чтобы резать металл большей толщины, придется использовать трансформатор.

Внимание! Любые работы, связанные с использование плазменной резки, должны проводиться в защитной одежде и перчатках.

Полезные советы

Существует много моментов, которые обязательно сказываются на работе агрегата.

Приобретать, например, большой компрессор нет необходимости. Но 2-2,5 атмосфер при большом объеме работ может не хватить. Выход из положения – установить на компрессоре ресивер. Он работает, как аккумулятор, накопляющий давление в сжатом воздухе. Для этого дела можно приспособить, к примеру, болоны от тормозной системы большегрузных машин. Вариант на самом деле простой. Объем у баллона большой, и его должно хватить на длительный промежуток времени.
Чтобы давление воздуха было стабильным и одинаковым, на выходе ресивера нужно установить редуктор.
Конечно, оптимальное решение – приобрести компрессор в комплекте с ресивером. Стоит он дороже обычного, но если этот агрегат использовать и для других дел, к примеру, для покраски, то можно увеличить его функциональность и тем самым покрыть затраты.
Чтобы сделать мобильную версию станка, можно изготовить тележку небольших размеров. Ведь все элементы плазмореза – небольшие по габаритам приспособления. Конечно, о мобильности придется забыть, если станок изготовлен на основе сварочного трансформатора. Слишком он большой и тяжелый.
Если нет возможности купить готовый комплект шланг-кабель, то можно его сделать самостоятельно. Нужно сварочный кабель и шланг высокого давления объединить в один рукав и поместить их в единую оболочку. К примеру, в обычный шланг большего диаметра. Сделанный таким образом комплект просто не будет мешаться под ногами, что очень важно при проведении резки металлов.

Сделать свой собственный плазморез совсем несложно. Конечно, надо будет получить необходимую информацию, изучить ее, обязательно рекомендуется посмотреть обучающее видео. И после этого правильно подобрать все элементы точно под необходимые параметры. Кстати, собранный плазморез на основе серийного инвертора дает возможность не только проводить плазменную резку металлов, но и плазменную сварку, что увеличивает функциональность агрегата.

Сделайте свой собственный плазменный резак

по:

Шэрон Лин

Из всех существующих инструментов мало что может быть более футуристичным, чем плазменный резак, если это современный косплей по «Звездным войнам», если ваше представление о футуристике. При этом плазменные резаки — это мощный инструмент, способный делать аккуратные разрезы практически через любой материал, и, безусловно, есть худшие способы игры с высоким напряжением.

К счастью, компания [Plasanator] опубликовала свое руководство по изготовлению плазменного резака, показав, как они собирали детали из «старых микроволновых печей, печей, водонагревателей, кондиционеров, автомобильных запчастей и многого другого» в надежде создание малобюджетного плазменного резака лучше любого на ютубе или от коммерческого поставщика.

Плазменный резак в конечном итоге работает по дуге, способной разрезать четвертьдюймовую сталь «как горячий нож масло».

Перечень деталей и схема разделены на системы управления мощностью, постоянного тока высокого напряжения, постоянного тока низкого напряжения и системы запуска дуги высокого напряжения:

Система управления мощностью содержит понижающий трансформатор и контактор (позволяет включать компоненты постоянного тока )
Сильноточный постоянный ток содержит мостовой выпрямитель, большие конденсаторы и геркон (используется в качестве датчика тока, позволяющего зажигать высоковольтную дугу сразу, когда ток начинает поступать к головке, отключая систему высоковольтной дуги, когда она больше не нужно)
Низковольтный блок постоянного тока содержит выключатель питания, автоматические реле, трансформатор 12 В, клеммные колодки 120 В и клеммную колодку
Зажигатель дуги высокого напряжения содержит микроволновый конденсатор и автомобильную катушку зажигания

На режущем конце 13А используется для резки стали толщиной в четверть дюйма. Учитывая, что это резак высокого напряжения, для безопасности необходим линейный выключатель на 20 А.

Как только проект будет доработан, [Plasanator] планирует спрятать такие компоненты, как массивные конденсаторы и трансформатор, за металлическим или пластиковым корпусом, а не выставлять их напоказ. В основном это сделано из соображений безопасности, хотя открытые детали напоминают эстетику стимпанка.

В некоторых предыдущих конструкциях катушки печи использовались в качестве токовых резисторов, а модуль управления Chevy использовался в качестве источника дуги высокого напряжения. Схема, возможно, становилась все совершеннее с каждой сборкой, но желание [Plasanator] использовать любые доступные компоненты определенно не исчезло.

[Спасибо jafinch78 за подсказку!]

Posted in аппаратное обеспечение, Взломы инструментовTagged высокое напряжение, металл, плазменный резак

Какой плазменный резак лучше всего подходит для проектов «сделай сам»?

Перейти к содержимому

Какой плазменный резак лучше всего подходит для проектов «сделай сам»? Dylan2020-07-30T02:31:15+00:00

Обычному домашнему мастеру нужен не супер дорогой плазменный резак, а более дешевый станок, который может выполнять самые разные проекты. Менее чем за 500 долларов вы можете купить очень мощную машину, которая может резать мягкую сталь толщиной до 1/2 дюйма, что более чем достаточно для большинства применений в домашних условиях.

Сегодня мы рассмотрим различные варианты, которые у вас есть при выборе плазменного резака для проектов «сделай сам», и объясним, какие функции «обязательны», а без каких вы можете обойтись.

Хороший плазменный резак, такой как Primeweld CUT50D (Amaon.com) , способный резать 1/2″ низкоуглеродистой стали, можно купить примерно за 300 долларов. Удивительно, насколько хорошо эти более дешевые машины работают по цене, и они могут быть фантастической ценностью для проектов «сделай сам» дома.

Примерно за 400 долларов вы можете приобрести Primeweld CUT50DP (Amazon.com) , который включает в себя очень полезную функцию, известную как вспомогательная дуга. Пилотная дуга позволяет зажечь резак, не касаясь кончиком резака металла. Это значительно упрощает весь процесс резки. Если 400 долларов соответствуют вашему бюджету, мы рекомендуем вам приобрести станок с пилотной дугой, так как вы обнаружите, что он очень полезен при попытке сделать хорошие чистые разрезы.

Если вам нужна режущая способность более 1/2″, мы настоятельно рекомендуем Primeweld CUT60 (Amazon.com) . 60-амперная мощность этого станка позволит вам производить хорошие чистые пропилы на мягкой стали толщиной до 3/4 дюйма. CUT60 имеет пилотную дугу и стоит 650 долларов, что является большой машиной за эти деньги. По сравнению с известными брендами, такими как Hypertherm или Miller, эта машина стоит почти в три раза дешевле при той же производительности резки.

Вот полный список плазменных резаков, которые мы рекомендуем в разных ценовых категориях: Лучшие плазменные резаки до 300, 500, 700, 1000, 1500 и 2000 долларов

Посмотреть на Amazon.com его цена-качество. При цене около 300 долларов вы получаете станок с двойным напряжением на 50 ампер, способный резать низкоуглеродистую сталь толщиной 1/2 дюйма при напряжении 220 В и низкоуглеродистой стали толщиной 1/4 дюйма при напряжении 110 В. Соедините это с непревзойденной 3-летней гарантией Primeweld, и станет ясно, почему он так популярен. Вы будете очень довольны этой машиной по цене, и она справится с любым проектом «сделай сам», который вы ей предложите.

Если вы щелкнете по этой ссылке и совершите покупку, мы получим комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

Покупка машины с нужными функциями может как улучшить, так и испортить ваш опыт работы с плазменной резкой, поэтому важно с первого раза приобрести нужную машину. К счастью, у плазменных резаков есть только несколько функций, из которых вам придется выбирать, поэтому давайте рассмотрим их сейчас.

Вспомогательная дуга

Вспомогательная дуга — это функция, которая позволяет вам запустить дугу вашего резака до того, как вы коснетесь куска металла, который вы режете. Это делает процесс резки намного проще и удобнее для большинства пользователей, поскольку предотвращает выброс горячих искр при начале резки. Он также может быть очень полезен при резке металла, такого как просечно-вытяжная сталь, поскольку он будет продолжать резку, даже если кончик резака не касается металла напрямую.

В целом, мы действительно рекомендуем вспомогательную дугу, и если ваш бюджет позволяет вам потратить дополнительные 100 долларов на Primeweld CUT50DP (с вспомогательной дугой) по сравнению с Primeweld CUT50D (без вспомогательной дуги), вы будете очень довольны. Вот сообщение на форуме, которое вы можете прочитать на форуме Pirate 4×4 о чужом опыте работы с машинами пилотной дуги.

Двойное напряжение (110 В/220 В)

Наличие машины с двойным напряжением может повысить гибкость вашей рабочей среды и местоположения. Если вы тот, кто будет перемещать свою машину в разные места для завершения проектов, то машина с двойным напряжением — отличная идея, поскольку при необходимости вы можете подключить ее к стандартной настенной розетке 110 В. Для достижения наилучших результатов резки вы захотите использовать свою машину на 220 В, но 110 В по-прежнему приятно иметь в наличии.

С точки зрения производительности вы можете рассчитывать на резку низкоуглеродистой стали толщиной 1/4″ при напряжении 110 В и токе 20 ампер. При подключении к напряжению 220 В вы можете рассчитывать на максимальную мощность вашей машины, которая обычно составляет 1/2 дюйма или 3/4 дюйма в зависимости от того, какой плазменный резак вы покупаете.

Чтобы использовать машину как на 110 В, так и на 220 В, вам понадобится адаптер. Большинство машин Primeweld поставляются с этим переходником на заводе, поэтому его не нужно покупать. Эти адаптеры обычно стоят около 40 долларов.

Встроенный воздушный компрессор

Некоторые плазменные резаки оснащены встроенным компрессором, поэтому для их работы не требуется внешний компрессор. Хотя это отличная функция, позволяющая сделать вашу машину невероятно портативной, у встроенных компрессоров есть несколько недостатков. Плазменные резаки со встроенными компрессорами намного дороже (почти в четыре раза дороже) и часто имеют гораздо меньшую режущую способность.

В большинстве случаев лучше купить обычную плазму и внешний воздушный компрессор . Даже если вам придется покупать оба, вы все равно потратите меньше денег, чем покупка плазмы со встроенным компрессором. Вы также получите выгоду от наличия компрессора в своем магазине, который можно использовать для многих других инструментов, что очень ценно для активного мастера.

Если вы хотите узнать больше, ознакомьтесь с нашей статьей о поиске подходящего воздушного компрессора для вашего плазменного резака .

Вы также можете ознакомиться с нашей статьей о лучших плазменных резаках со встроенным компрессором здесь .

Посмотреть на Amazon.