1. Що потрібно для плазмореза
2. Джерело струму
3. Плазмотрон
4. Як працює плазмотрон
5. осцилятори
6. Робочий газ
7. збірка пристрою

Різка листового металу плазмою зазвичай застосовується на великих виробництвах для виготовлення складних по конфігурації деталей. Різати на промислових верстатах можна будь-які метали - сталь звичайну і нержавіючу, алюміній, мідь, латунь, надтверді сплави. Плазморіз своїми руками зробити теж можна, причому цілком працездатну конструкцію, правда з дещо обмеженими можливостями.

Для великосерійного виробництва вона буде непридатна, але вирізати кілька деталей в слюсарній майстерні, металообробне цеху або в домашніх умовах, в гаражі, наприклад, завжди вийде. При цьому за складністю конфігурації і твердості оброблюваного металу обмежень практично немає. Обмеження стосуються товщини металу, розмірів листа і швидкості різання.

Що потрібно для плазмореза

Найпростіше побудувати плазмовий апарат для різання на базі инверторного зварювального апарату. Плазморіз своїми руками з інвертора відрізняється відносно простий конструкцією, працездатністю, доступністю основних вузлів і деталей. Які немає можливості купити, можна зробити самостійно в умовах майстерні середньої оснащеності обладнанням.

Саморобний апарат плазмового різання НЕ обладнується ЧПУ - в цьому його недолік і перевага. Недолік полягає в тому, що складно виготовити дві абсолютно точні деталі при управлінні вручну. Навіть дрібні серії заготовок будуть у чомусь відрізнятися.

Перевага ж полягає в тому, що один з найдорожчих вузлів не доведеться купувати. Зробити його під силу не кожному інженеру вищої кваліфікації, а збирати з готових вузлів - те саме, що купувати новий пристрій. Для мобільного різака ЧПУ не потрібно, в силу інших завдань, які він виконує.

Головними складовими частинами саморобного плазмореза є:

• джерело постійного струму;
• плазмотрон;
• осцилятор
• компресор або балон зі стисненим газом;
• шланги підключення;
• кабелю живлення.

Як видно, нічого особливо складного в склад апарату не входить. Але складності починаються при найближчому розгляді характеристик того чи іншого вузла.

Джерело струму

Особливості плазмового різання вимагають, щоб сила струму перебувала щонайменше на рівні зварювального апарату середньої потужності. Такий струм виробляється звичайним зварювальним трансформатором та інверторним апаратом. У першому випадку установка вийде умовно мобільного - велику вагу і габарити трансформатора ускладнить її переміщення. У поєднанні з балоном для стисненого газу або компресором система вийде досить громіздкою.

Крім того, трансформатори відрізняються невисоким ККД, що призведе до підвищеної витрати електроенергії при різанні металу. Схема з використанням інвертора дещо простіше і зручніше в експлуатації, як і вигідніше за витратами енергії. З зварювального інвертора вийде досить компактний плазморез, який без зусиль впоратися з різкою металу товщиною до 25-30 мм. Саме для таких товщини застосовуються і промислові установки. плазмовий різак на трансформаторі зможе обробляти більш товсті заготовки, але це потрібно рідше. Всі переваги плазмового різання проявляються саме на тонких і надтонких аркушах. це:

• точність лінії;
• гладкість кромок;
• відсутність бризок металу;
• немає перегрітих зон поблизу місця взаємодії дуги і металу.

Саморобний плазморез збирається на базі будь-якого инверторного апарату для зварювання. Кількість режимів роботи не має значення - потрібен тільки постійний струм силою більше 30А.

Плазмотрон

Другий за важливістю елемент плазмореза. Розглянемо коротко принцип його роботи. Плазмовий різак складається з двох електродів, один з яких, основний, зроблений з тугоплавкого металу, другим є сопло. Зазвичай його роблять з міді. Катодом є основною електрод, анодом сопло, а при роботі - оброблювана токопроводящая деталь.

В даному випадку ми розглядаємо плазмотрон прямої дії для різання металів. Дуга виникає між різаком і оброблюваної деталлю. Існують ще плазмотрони побічної дії, які ріжуть плазмовим струменем, але про них буде сказано нижче. Плазморіз з інвертора розрахований на пряму дію.

Крім електрода і сопла, які є витратними матеріалами і можуть замінюватися у міру зносу, в корпусі плазмотрона є ізолятор, що розділяє катодний і анодний вузли і невелика камера, в якій подається газ завихрюючись. У соплі конічної або напівсферичної зроблено тонке отвір, крізь яке виривається розпечений до температури 5000-3000 0С газ.

Плазмотрон прямої дії

Подається в камеру газ з балона або від компресора по шлангу, поєднаному з кабелями живлення, які утворюють шланговими-кабельний пакет. Вони з'єднані в одному ізоляційному рукаві, або з'єднані у вигляді джгута. Газ надходить в камеру через прямий патрубок, розташований зверху або збоку вихровий камери, яка потрібна, щоб робоче середовище переміщалася тільки в одну сторону.

Як працює плазмотрон

Газ, вступаючи під тиском в простір між соплом (анодом) і електродом (катодом) спокійно проходить в робочий отвір і йде в атмосферу. При включенні осцилятора, пристрої виробляє імпульсний високочастотний струм, між електродами виникає дуга, яка називається попередньої і нагріває газ, що знаходиться в обмеженому просторі камери згоряння. Температура нагріву настільки висока, що він переходить в інший вид фізичного стану - плазму.

Цей вид матеріального стану відрізняється тим, що практично всі атоми іонізовані, тобто електрично заряджені. Крім того, тиск в камері різко зростає і газ виривається назовні у вигляді розпеченої струменя. При тому, що піднесло плазмотрона до деталі, виникає друга дуга, більш потужна. Якщо сила струму від осцилятора дорівнює 30-60 А, то робоча дуга виникає при 180-200 А.

Ця дуга додатково розігріває газ, які розганяється під дією електричних сил до надзвичайно високої швидкості - до 1500 м / с. Комбінована дія високої температури плазми і швидкості руху розрізає метал по дуже тонкій лінії. Товщина розрізу залежить від властивостей сопла.

По-іншому працює плазмотрон непрямої дії, в ньому в якості основного анода виступає сопло. З різака виривається НЕ дуга, а потік плазми - струмінь, яка і ріже НЕ струмопровідні речовини. Устаткування-саморобка з такими плазмотронами працює дуже рідко.

Через складність пристрою плазмотрона і найтонших налаштувань виготовити його практично неможливо самостійно, незважаючи на прості креслення, які є в інтернеті. Він працює під високими тисками і температурами і стає просто небезпечним, якщо щось зробити не так. Плазморіз по кресленнях своїми руками можна зібрати з готових деталей, які продаються в магазинах зварювального устаткування. Але, як і більшість машин і механізмів, складання з комплектуючих коштує дорожче, ніж готовий різак в зборі.

осцилятори

Це своєрідний стартер, службовець для запуску попередньої дуги. Для розбираються в електроніці схема його нескладна. Функціональна схема виглядає так:

Функціональна схема осцилятора

А електрична приблизно так (один з варіантів):

Електрична схема осцилятора

Як виглядає і працює саморобний осцилятор видно на відео. Якщо складанням електросхем і пошуком деталей немає часу займатися, скористайтеся осцилляторами заводського виготовлення, наприклад ВСД-02. Його характеристики найкраще підходять для роботи з інвертором. Під'єднується осцилятор в схему харчування плазмотрона паралельно або послідовно, залежно від вимог інструкції конкретного приладу.

Робочий газ

Перед тим, як зробити плазморез, слід окреслити попередню сферу його застосування. Якщо ви збираєтеся працювати тільки з чорними металами, то обійтися можна тільки компресором. Для міді, титану і латуні потрібно азот, а різання алюмінію відбувається в суміші азоту з воднем. Високолеговані ріжуться в аргонової атмосфері. В цьому випадку апарат розраховується ще і під стиснений газ.

збірка пристрою

З огляду на достатній складності і численності компонентів апарату плазменного різання, його важко розмістити в переносному корпусі або ящику. Найкраще використовувати складську візок для перевезення товарів. На ній можна компактно розташувати інвертор, балони або компресор, кабельно-шлангову групу. В межах цеху або майстерні переміщати їх дуже легко. Якщо буде потрібно виїзд на інший об'єкт, то все можна завантажити в причіп легкового автомобіля.