0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плазменная горелка своими руками

Сборка ЧПУ стола под управлением компьютера с программой Mach3 .

Ниже описана сборка ЧПУ стола своими руками под управлением компьютера с программой Mach3 .

Сейчас плазморезы с ЧПУ под управлением компьютера ( Mach3 ) мы не делаем, перешли на применение автономного контроллера ЧПУ с ТНС собственного производства.

ТНС (Torch Height Control )
Автоматический контроль высоты плазменной горелки по напряжению дуги.

«Сделать сложно и дорого — легко. Сделать просто и разумно — гораздо сложнее.» Александр Журба.

Начнём с теории. При включении аппарата плазменной резки на катод (электрод) и деталь подаётся напряжение примерно 300В, т.к. катод и сопло не имеют контакта, разделены изолирующим диффузором, то ничего не происходит ток через эту цепь не идёт. Для «поджига» плазмы используется слабый высоковольтный разряд, длина его дуги до 20-30мм, как искра зажигания у машины или искра от кремния зажигалки. Эта искра создает токопроводящий мостик, через который пробивается рабочий ток. (хочу напомнить, что плазма — проводник). Источник тока плазмы контролирует силу тока, а напряжение имеет большой разбег 70-250В. Чем дальше горелка от детали тем больше длина плазмы тем больше сопротивление цепи вследствие чего выше напряжение. Для того чтобы держать сопло плазменной горелки на расстоянии 2-4мм от детали, нужно ориентируясь по напряжению 90-120В, управлять приводом оси Z .

Существует множество систем контроля высоты по напряжению дуги. И у всех есть свои преимущества и недостатки (в основном проблемы с надёжностью и ремонтопригодностью). Источник тока для плазменной резки в особенности дешёвые китайские излучают огромнейшие помехи во всех диапазонах. Для наглядности достаточно провести эксперимент: прикрепите кусочки проводов к обычному светодиоду, при включенной плазме он будет мигать в другом конце помещения. При работе плазменной резки глушится радио, телевизор, связь и виснут незаземлённые компьютеры.

По этому технологии контроля высоты плазмы с использованием микроконтроллера или полевых транзисторов в большинстве случаев обречены на недолгую и насыщенную настройками жизнь. Помимо прямого пробоя есть ещё и индуктивные наводки, которые представляют особую опасность для слаботочных низковольтных систем.

Сделать систему автоматического контроля высоты плазменной горелки по напряжению дуги на микроконтроллере AVR ( например ATmega8, ATmega32) пара пустяков. Вопрос в ремонтопригодности. Если такая система на микроконтроллере перестанет работать, то отремонтировать её может только её создатель, так же, если изделие на микроконтроллере нуждается в ремонте — то проще сделать новое с нуля , чем чинить чужое.

При разработке системы автоматического контроля высоты плазменной дуги прежде всего было уделено внимание простоте конструкции, и возможности отремонтировать своими силами обычному электрику в любом колхозе или ауле.

Для измерения напряжения плазменной дуги надо использовать высокоомный вход без конденсаторов и стабилитронов, чтобы не уменьшать силу искры поджига. Так же обязательна гальваническая развязка между измеряемым напряжением и исполнительными механизмами. Возможна автономность (от компьютера) работы.

Схема ТНС системы автоматического контроля высоты плазменной горелки ЧПУ плазмореза

Вольтметр имеет три положения (установлены ограничители хода, и отражатель (маленький кусочек фольги)) «Меньше», «Норма», «Больше». В положении «Меньше» срабатывает первый оптодатчик и первое реле, в положении «Больше» срабатывает второй оптодатчик и второе реле, в положении «Норма» оба оптодатчика и реле в выключенном состоянии.

При включении источника тока плазмы напряжение на входе 300В, стрелка отражает луч оптодатчика «Больше», срабатывает первое реле и мотор опускает горелку. Происходит контакт горелки с деталью, загорается плазменная дуга, напряжение падает до 60В, стрелка переходит в положение «Меньше», срабатывает второй оптодатчик и второе реле, мотор поднимает горелку, до тех пор пока не будет положение стрелка «Норма». Когда источник тока плазмы выключается стрелка переходит в положение «Меньше» и второе реле поднимает горелку до срабатывания ограничивающего концевика. (Лампочка (на видео) включена параллельно моторчику для уменьшения холостого «выбега», т.е. без лампочки или гасящего резистора после срабатывания концевика моторчик продолжает вращаться по инерции, а гасящее сопротивление (лампочка) «тормозит» моторчик после отключения питания)

С использованием шагового двигателя и под управлением оси Z программой Mach3

Основа как описано выше, только в приводе оси Z задействована программа Mach3 преимущество данного варианта — точная высота прокола и расширенные настройки ТНС.

Подключение

2 — шаг мотора X ,
3 — направление мотора Х,
4 — шаг мотора Y ,
5 — направление мотора Y ,
6 — шаг мотора Z ,
7 — направление мотора Z ,
8 — выход включения плазмы,
9 — выход +5в для подтяжки входов
10 — вход THC ON сигнал включения ТНС,
11 — вход касания поверхности,
12 — вход THC UP сигнал ТНС вверх,
13 — вход THC DOWN сигнал ТНС вниз

Тактика работы: пример G кода

G0 X50.0000 Y 5 0.0000 ‘ холостое перемещение
G31 Z-150 F400 ‘опускаем до касания до -150 со скоростью 400 мм в минуту
G92 Z-4 ‘обозначаем Z как -4
G0 Z1 ‘поднимаемся до 1мм
M3(PLasma On) ‘ включаем плазму
G4 P0.5000 ‘ ждём 0,5 сек
G1 X0.0000 Y 0.0000 F600.00 ‘ рабочее перемещение со скоростью 600 мм в минуту
G4P0.50
M5 (Plasma Off)
G0 Z50 ‘ поднимаем голову на 50мм
M30

или тоже самое можно организовать с применением макросов
C:Mach3macrosplasma

m3.m1s
ActivateSignal(Output2) ‘подаем +5В на выход 2 ЛПТ
Code «G31 Z-50 F1000» ‘опускаем до касания до -50 со скоростью 1000
While IsMoving() ‘ Подождать пока произойдет касание
Wend
Code «G92 Z-3» ‘обозначаем Z как -3
Code «G0 Z1» ‘поднимаемся до 1мм
While IsMoving()
Wend
DoSpinCW() ‘включаем плазму
Code «G4 P0.5000» ‘пауза 0,5 сек
Code «F1000» ‘

m5.m1s
Code «G4 P0.5000» ‘пауза 1 сек
DoSpinStop() ‘выключаем плазму
DeactivateSignal(Output2) ‘подаем 0 на выход 2 ЛПТ
Code «G0 Z100»
While IsMoving()
Wend

Тогда тот же код будет таким:

G0 X50.0000 Y 5 0.0000 холостое перемещение
M3(PLasma On) включаем плазму
G1 X0.0000 Y 0.0000 рабочее перемещение
M5 (Plasma Off)
M30

Для редактирования файлов макроса и g- кодов пользуйтесь этим блокнотом https://notepad-plus-plus.org/

Чертёж самодельная Плазменная горелка схема сделать своими руками

Горелки плазменные — какие бывают, как устроены, работают, что нужно знать

Плазменный тип сварки широко используется при работе с тугоплавкими разновидностями металлов. Для ее проведения используются специальные плазменные аппараты. Они же нуждаются в плазменных горелках, с чьей помощью осуществляется процесс сварки. Рассмотрим основной принцип работы горелки, ее устройство и особенности.

Плазменная горелка: как она устроена

Плазменный резак, он же одноименная горелка или плазмотрон, состоящий из нескольких элементов, от качества которых будет определяться уровень производительности изделия. Сюда включаются:

  • форсунка;
  • электрод (катод);
  • защитный колпак;
  • сопло;
  • кабель-шланг.

Плюс имеются головка резака, роликовый упор и рукоятка.

Видео

Посмотрите ролик, где популярно объясняется устройство и работа горелки:

Какие бывают горелки для плазменной сварки

Различают два основных вида изделий:

  • Пистолет плазменно-водяной сварки с разрядной камерой и специальным парообразующим устройством, соединенными вместе.
  • Резак, состоящий из ручки, головки, мундштука и клапанов, через которые подается вода, водород и т. д. Имеет более вытянутую форму.

Горелка для ручной плазменной сварки

Для ручной плазменной сварки обычно используется устройство в виде пистолета, которое удобно держать в руках. В чем его отличия от автоматического типа изделия:

  • возможна работа в труднодоступных местах;
  • защитное сопло горелки изолировано, что увеличивает удобство и безопасность — нет замыкания плазмотрона на изделии;
  • более объемные по сравнению с автоматическими аналогами.

Плазменная горелка своими руками: реально ли сделать?

При наличии необходимых навыков любой человек, которому необходима плазменная горелка, сможет сделать ее своими руками. Но основная особенность в том, что практически все материалы потребуется приобретать у заводских производителей. Это ручка, сопло и подводящие элементы.

Итогом станет обычная сборка плазматрона из готовых деталей. Однако, даже такое устройство, собранное собственноручно, выйдет гораздо дешевле готового устройства. С наценкой продавца и оплатой сборки, включенной в стоимость изделия, потребуется потратить в разы больше средств.

Советуем ознакомиться с материалом про изготовление горелки своими руками на нашем сайте.

Горелка Горыныч

Фото с сайта производителя as-pp.ru/gorynych

Этот элемент одноименного сварочного устройства представляет собой пистолет, подключающийся к блоку питания соединительным шнуром с разъемом. В ее конструкцию входят:

  • сопло;
  • кнопка «пуск»;
  • аккумулятор;
  • горловина для заправки рабочей жидкости;
  • испаритель;
  • поворотная ручка;
  • влаго-впитывающие кольца.

Корпус горелки выполнен из металла и содержит аккумулятор внутри. Последний изготовлен из нержавеющей стали высокого качества. Внутри имеется материал, впитывающий влагу — кварцевые дисперсионные волокна. Само изделие помещается в корпус из крепкого пластика.

В пользу данного устройства говорят следующие особенности:

  • Материал при обработке не деформируется и, следовательно, не усаживается так сильно, как на других обычных сварочных устройствах.
  • Высокое качество шва и создание оксидной пленки в месте работы.

Где купить

Если вы желаете покупать не через интернет, найдите продавцов поближе к вам в разделе нашего сайта: продавцы комплектующих.

Здравствуйте, коллеги!
Второй год наше предприятие активно использует станок плазменной резки с ЧПУ. Купили в (не скажу где, неподалёку) консольный плазмотрон с направляющей и блоком управления. Остальное (раму, стол) изготовили сами, по чертежам, которые дал дилер. Никакого фундамента, выставлен по лазерному уровню на бетонном полу цеха.
Хочу отметить, что никаких специальных газов (кислород, водяной пар) плазморез не требует. Сжатый воздух, 4…10 кгс/см2, подается в горелку (через блок управления, разумеется) от винтового компрессора с фильтром, водоотделителем и ресивером 0,1 м3, которые покупали отдельно. Через полгода прикупили ручной плазморез, с кабель-шлангом длиной 20 м, подсоединяется к блоку. Плазменное оборудование – не Hipertherm, программное обеспечение ЧПУ требует только «автокад», ничего лишнего.
Самодельный стол позволяет разместить лист-заготовку 1500х6000. Режем до 50 мм с краю, до 38 на пробой. Точность реза около 0,5 мм, что более чем удовлетворительно при изготовлении ферм, колонн и подкрановых балок.
Гильотина и пресс-ножницы давно покрылись пылью, никто к ним уже и не подходит. Ручные газо-кислородные резаки и «радугу» убрали в кладовку. Плазменный станок и ручной плазморез полностью закрыли все проблемы.
Неудобство одно – расход мундштуков и сопел, при интенсивной работе, может достигать комплекта в смену. Покупать у дилера дороговато, у нас договор с соседним машиностроительным предприятием.
С уважением.

Читать еще:  Как настроить пламя газовой горелки?

прекрасно, спасибо, что поделились!

Михалыч! Возможно, у вас есть какие-либо экономические результаты от реального использования плазмореза. Приятно, конечно, шагать в ногу с техническим прогрессом, но сначала нужно убедиться, что это выгодно для предприятия. Годовая программа у нас 2,5-3 тыс т, купить плазменный станок можем, но окупится ли он и в какие сроки? Не сомневаюсь в технической эффективности плазм.резки, но руководство (и гл. бух!)прежде всего спрашивают себестоимость и рентабельность.
Заранее спасибо.

Здравствуйте, коллега! Наша продукция – сварные балки, колонны, подкрановые балки, т.е. изделия, для которых нужно лист до 30-40 мм резать на полосы, а из листа толщ. 8-16 – изготавливать фасонки и косынки. В этом случае стол должен соответствовать размерам исходного листа, который выпускается, как правило, 1,5х6,0. Скорость реза плазмой недостижима для газокислородной резки, поэтому за три-четыре смены можно накроить заготовку на месячную программу. С точки зрения производственника, плазморез хорош еще и тем, что избавляет от канители с поставками кислорода и пропан-бутановой смеси, обмена баллонов, обучения персонала, техосмотра спец.транспорта. Еще одно достоинство плазмы – инспекторы некоторых органов надзора лишились поля деятельности(. ).
Увеличения расхода эл.энергии не произошло, т.к. часть существующего оборудования перестала эксплуатироваться.
Что касается рентабельности и прибыли – я не вхож в столь высокие сферы, но после года эксплуатации директор заявил, что плазморез себя уже окупил.
Штатная численность не изменилась, у рабочих зарплата увеличилась, а условия труда улучшились. В общем, все довольны.
Это не реклама, а констатация факта.

Все о плазменных горелках

  1. Особенности
  2. Обзор видов
  3. Можно ли сделать своими руками?

При плазменном типе сварки специалисты используют специальные аппараты, работа которых может осуществляться только при наличии горелки. Это приспособление имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать при выполнении сварочных работ. А также существует несколько разновидностей горелок. Обладая некоторыми знаниями и навыками, такую горелку можно сделать самостоятельно.

Особенности

Плазменная горелка – это специальное устройство, предназначенное для работы в тандеме с плазменным сварочным аппаратом. Иногда ее называют плазменный резак или плазмотрон. Но принцип работы устройства от названия не меняется. Идентичными остаются и составляющие элементы:

  • форсунка;
  • катод или электрод;
  • сопло;
  • защитный колпак;
  • кабель-шланг.

А также к составляющим элементам следует отнести: рукоятку, роликовый упор и головку резака.

Важный момент: габариты сопла в этом устройстве влияют на величину разреза, а также скорость, с которой впоследствии охлаждается обработанный участок.

Обзор видов

Плазменные горелки для резки и пайки можно разделить на несколько категорий. Так, выделяют две основные разновидности устройств.

  • Пистолет плазменно-водяной сварки. Отличительной характеристикой в этом случае является наличие разрядной камеры и парообразующего устройства, которые соединены друг с другом.
  • Резак, составляющими частями которого являются: ручка, головка, клапаны и мундштук. Это устройство отличается более вытянутой формой. Примечательно, что в процессе работы вода, водород и другие необходимые смеси подаются именно через клапаны.

В случае ручной плазменной сварки специалисты зачастую используют устройство в виде пистолета. Его удобно держать в руках. От автоматического оно отличается по нескольким параметрам:

  • способность работать в труднодоступных местах;
  • изолированность сопла (удобно и безопасно одновременно);
  • по сравнению с автоматическими устройствами такого же типа ручные являются более объемными.

Автоматические горелки для плазмореза используются реже. В бытовых условиях чаще пользуются ручными. Наиболее популярной моделью у мастеров заслуженно считается плазменная горелка с оригинальным названием «Горыныч». Горелка выполнена в виде пистолета, который соединяется с блоком питания при помощи специального соединительного шнура. Составляющими частями этого устройства традиционно являются: сопло, аккумулятор, ручка. Активация работы осуществляется при помощи имеющейся кнопки «пуск».

В качестве преимущества можно отметить надежный металлический корпус. Аккумулятор также изготовлен из высококачественной нержавеющей стали. Внутри имеются специальные кварцевые дисперсионные волокна, которые предназначены для впитывания влаги и хорошо справляются с поставленной задачей. Само изделие помещено в корпус, выполненный из качественного пластика. А также в качестве преимуществ следует отметить:

  • материал при обработке не деформируется и не дает существенную усадку (большинство других моделей дают обратный эффект);
  • при обработке создается шов отличного качества;
  • на месте работы образуется защитная оксидная пленка.

Приобрести плазморез можно в магазинах, занимающихся реализацией сварочного оборудования и инструментов. Пользователи отмечают долговечность, простоту эксплуатации и качество работы данного устройства.

Можно ли сделать своими руками?

Если по каким-то причинам купить плазменную горелку не получается, можно изготовить ее самостоятельно. Для этого потребуются определенные материалы и навыки. Главная сложность при изготовлении горелки заключается в том, что составляющие части все равно придется покупать у производителей. К таким деталям относятся в первую очередь: проводящие элементы, ручка и сопло.

Важный момент: у плазменных горелок наиболее уязвимой для износа частью является сопло. Поэтому специалисты его не рекомендуют делать самостоятельно.

Далее из готовых деталей нужно собрать плазменную горелку. Если самостоятельно понять принцип сборки устройства сложно, то можно найти подходящие схемы. Уже на их основании можно легко собрать горелку. Если все сделать правильно, то устройство будет работать не хуже заводского. Но у такого варианта есть недостатки.

  • Детали для сборки не всегда можно найти в обычных магазинах. Придется заказывать через интернет и некоторое время ждать доставку заказа, особенно если регион удаленный.
  • За детали придется заплатить деньги, поэтому по стоимости устройство может получиться даже более дорогим, чем покупная модель.
  • На сборку и поиск схем в интернете нужно потратить время.

По затратам самодельное устройство обойдется дороже и в материальном плане, и по временным затратам. Но если хочется, то собрать горелку вполне реально. Независимо от модели, если обращаться с устройством правильно, то оно прослужит без ремонта не один год.

О том, как смастерить плазменную горелку для ЧПУ плазмореза своими руками, смотрите в следующем видео.

Плазморез из инвертора

Плазморезы широко применяются на предприятиях, работающих с цветными металлами. В отличие от обычной стали, разрезать которую можно пропан-кислородным пламенем, нержавейку или алюминий так обработать не получится, ввиду большей теплопроводности материала. При попытке реза обычным пламенем нагреву подвергается широкая часть поверхности, что приводит к деформации на данном участке. Плазморез способен точечно нагревать металл, производя разделку с минимальной шириной реза. При использовании присадочной проволоки аппаратом можно наоборот сваривать цветные виды стали. Но это оборудование стоит довольно дорого. Как собрать плазморез самостоятельно из сварочного инвертора? По какому принципу работает аппарат? Какова схема оборудования? Возможно ли изготовить пистолет-резак самостоятельно, или лучше купить этот элемент? Далее рассматриваются ответы на эти вопросы, включающие тематическое видео.

Принцип работы и комплектующие

Смастерить плазморез из инвертора своим руками получится в том случае, если хорошо понимать принцип работы аппарата и элементов, задействованных в процессе. Суть функционирования плазмореза заключается в следующем:

  1. Источник тока вырабатывает необходимое напряжение, подаваемое по кабелям в резак-горелку (плазмотрон).
  2. В плазмотроне находится два электрода (катод и анод), между которыми возбуждается дуга.
  3. Поток воздуха, подаваемый под давлением и специальным закрученным каналам, направляет электрическую дугу наружу, одновременно усиливая ее температуру. В других моделях применяется жидкость, которая испаряясь, создает выпускное давление. Получаемое высокотемпературное ионизированное пламя (как оно выглядит внешне) и есть плазма.
  4. Кабель массы, предварительно подключенный к изделию, содействует замыканию дуги на разрезаемой поверхности, что дает возможность работы плазмореза.
  5. В случае выполнения сварки, в роли подаваемого газа может выступать аргон или иные инертные смеси, защищающие сварочную ванну от внешней среды.

Температура дуги, благодаря разгону потоком воздуха, может достигать 8000 градусов, что позволяет моментально и точечно нагревать необходимый участок металла, производя резку, и не перегревая остальное изделие.

Плазморезы отличаются по мощности и комплектации. Небольшие модели способны резать металл толщиной около 10 мм. Промышленные машины работают со сталями толщиной до 100 мм. Часто это большие станки на кронштейнах, на которые подаются листы стали тельферами. Плазморез, сделанный в домашних условиях, будет способен разделывать нержавейку и другие металлы до 12 мм. Им можно будет выполнять фигурные вырезы в листовом железе (круги, спирали, волнообразные формы), а так же сварку легированной стали с присадочной проволокой.

Самый простой самодельный плазморез должен иметь четыре составляющих узла:

  • источник питания;
  • плазмотрон;
  • компрессор;
  • массу.

Источник тока

Сборку изделия необходимо начинать с поиска подходящего источника тока. В промышленных моделях используются мощные трансформаторы, позволяющие получать большую силу тока и способных резать толщину свыше 80 мм. Но в домашних условиях работать с такими величинами не приходится, да и такой трансформатор будет сильно гудеть.

В качестве источника тока можно взять обычный инвертор, который стоит в четыре раза дешевле самого простого аппарата плазменной резки. Он будет превосходить работу трансформатора, выдавая устойчивое напряжение с высокой частотой. Благодаря этому будет обеспечиваться стабильность горения дуги и требуемое качество реза. Инвертор будет удобен и ввиду малых размеров, на случай выездной работы с плазморезом. Легкий вес позволит проще транспортировать аппарат на нужное место.

Читать еще:  Сварка меди газовой горелкой

Плазморез из инвертора, в готовом виде, должен соответствовать ряду ключевых требований:

  • питаться от сети 220 V;
  • работать при мощности 4 кВт;
  • иметь диапазон регулировки силы тока от 20 до 40 А;
  • холостой ход 220 V;
  • номинальный режим работы 60% (при цикле около 10 минут).

Чтобы добиться этих параметров, изделие необходимо снабдить дополнительным оборудованием, строго по схеме.

Схема плазмореза и ее работа

Как сделать плазморез хорошо показано на некоторых видео в сети. Там же можно найти и важные схемы, по которым собирается устройство. Чтобы прочитать обозначения, необходимы элементарные навыки электротехники и умение понимать условные обозначения.

Схема плазмореза обеспечивает в реальности возможность выполнения работы аппаратом. Происходит это следующим образом:

  1. Плазмотрон имеет кнопку пуска процесса. Нажатие кнопки включает реле (Р1), подающее ток на блок управления.
  2. Второе реле (Р2) пускает ток на инвертор, и одновременно подключает электроклапан, выполняющий продувку горелки. Поток воздуха высушивает камеру горелки и освобождает ее от возможных окалин и мусора.
  3. Через 3 секунды срабатывает третье реле (Р3), питающее электроды.
  4. Одновременно с третьим реле запускается осциллятор, ионизирующий воздух между катодом и анодом. Возбуждается дуга, называемая дежурной.
  5. Когда пламя подносят к изделию, подключенному к массе, зажигается дуга между плазмотроном и поверхностью, называемая рабочей.
  6. Реле геркона отсекает подачу тока, работающего на розжиг.
  7. Ведется резка или сварка материала. Если контакт с поверхностью был потерян (дуга попала на уже вырезанное место), то реле геркона снова срабатывает на розжиг дежурной дуги.
  8. После отключения кнопки на плазмотроне, любой вид дуги гаснет, а четвертое реле (Р4) запускает кратковременную подачу продувочного воздуха для удаления с сопла нагоревших элементов.

Сборка плазмотрона

Плазменная резка и сварка выполняется горелкой (плазмотроном). Она может иметь различные модификации и размеры. Соорудить модель работающую на воде в домашних условия довольно сложно, поэтому стоит приобрести такой «пистолет» в магазине.

Сделать плазмотрон с воздушной системой гораздо проще. Самодельные версии плазмореза чаще всего именно такие. Для сборки своими руками потребуются:

  • рукоятка с отверстиями для кабелей (можно использовать от старого паяльника или игрушек);
  • кнопка пуска;
  • специальный электрод;
  • изолятор;
  • завихритель потоков;
  • сопла под разные диаметры металла;
  • наконечник с защитой от брызг;
  • дистанционная пружина для выдерживания зазора между соплом и поверхностью;
  • насадки для снятия фасок и нагара.

Сварка и резка одним и тем же устройством может вестись на разных толщинах металла благодаря сменным элементам оголовка плазмотрона. Для этого предусмотрены разнообразные сопла, отличающиеся по диаметру выходного отверстия и высоте конуса. Именно они направляют сформированную струю плазмы на металл. Приобретаются сопла отдельно в магазине. Купить стоит каждый вид по несколько штук, т. к. они будут оплавляться, что потребует, со временем, замены.

Сопла крепятся специальной прижимной гайкой, чей диаметр позволяет пропустить через себя конус сопла, и зажать его широкую часть. Сразу за соплом находится электрод и изоляционная втулка, не дающая зажечься дуге в непредусмотренном месте. После, располагается механизм закрутки воздушного потока, усиливающий действие дуги. Все это помещается во фторопластовый корпус и закрывается металлическим кожухом. Некоторые из этих элементов можно изготовить самостоятельно, а другие лучше купить в магазине.

Магазинный плазмотрон может отличаться и системой воздушного охлаждения, которая позволит дольше работать устройству без перегрева. Но если резка будет вестись кратковременно, то в этом нет необходимости.

Используемые электроды

Электроды играют важную роль в обеспечении процесса горения дуги и осуществлении резки плазмотроном. В их изготовлении используют бериллий, гафний, торий и цирконий. Благодаря образованию тугоплавкой поверхностной пленки, электродный стержень не подвергается перегреву и преждевременному разрушению при работе с высокими температурами.

Покупая электроды для самодельного плазмореза следует выяснить из какого они материала. Бериллий и торий дают вредные испарения, и подходят для работы в специальной среде, обеспечивающей надлежащую защиту сварщика. Поэтому, для домашнего использования лучше приобрести электроды из гафния.

Компрессор и кабель-шланги

Большинство самодельных плазморезов включают в свою схему компрессор и пути подачи воздуха к горелке. Это важная часть устройства, позволяющая развивать температуру электрической дуги до 8000 градусов, и обеспечивающая процесс резки. Дополнительно, компрессор продувает каналы оборудования и плазмотрона, осушая систему от конденсата и удаляя частички мусора. Возможность прохождения сжатого воздуха по горелке содействует охлаждению работающих частей.

В свой плазмотрон можно установить простой компрессор, применяемый при покраске пульверизатором. Подсоединение к аппарату выполняется тонким шлангом и соответствующим разъемом. На входе устанавливается электроклапан, регулирующий подачу воздуха в систему.

Канал от плазмореза к горелке содержит уже электрическую составляющую (кабель для запитки электрода), поэтому используют более толстый шланг, например от старой стиральной машинки, внутрь которого помещают провод электросети. Подающийся воздух будет одновременно охлаждать кабель. Массу выполняют из провода сечением более 5 мм квадратных, с зажимом на конце. Если контакт массы будет плохим, то дежурная дуга не сможет переключаться на рабочую. Поэтому зажим важно покупать сильный и надежный.

Собрать плазморез в домашних условиях при помощи видео и купленных комплектующих вполне возможно. Рабочий инвертор и схема послужат основой для реализации цели. А вышеприведенные советы помогут лучше понимать процесс и предназначение каждого элемента в сборке.

От положительных ионов – к отрицательным: сварка в четвёртом агрегатном состоянии, преимущества и область применения плазмы

Плазма – ионизирующийся газ, минимальная температура самопроизвольной ионизации – 5 500 ̊C, при плазменной сварке нагрев происходит до 50 000 ̊C. Анодом выступает электрод, катодом – сопло. Дуга возникает между электродом и соплом, выдувается газом, после чего образуется струя плазмы. Технология чаще применяется для резки металла, реже – для сварки.

Государственный стандарт, задающий уровень качества и параметры процесса

Процессы плазменной сварки регламентируются общим для всех видов ГОСТ 2601-84, введённым в действие в 1985 г. в СССР. Изменён в 1992, переиздан в 1996 году. Государственный стандарт определяет процесс с использованием плазмы, как «сварка плавлением, при которой нагрев производится сжатой дугой».

Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 5817-2009 устанавливает уровни качества сварных соединений. Там указаны и допустимые отклонения в качестве сварки стали, никеля, титана и их сплавов.

Классификация

По ГОСТ 19521-74 «Сварка металлов. Классификация», принятому в СССР в 1975 году и позднее продлённом, плазменно-лучевая сварка отнесена к классу термических. По направлению движений плазменной струи подразделяется на четыре подвида:

  1. Без колебаний.
  2. С поперечными колебаниями.
  3. С продольными колебаниями.
  4. Со сложными колебаниями.

Технология плазменной сварки и классификация дуги по видам действия

По источнику нагрева различают сварку плазменной дугой и струёй. В первом случае дуга зажигается между деталью и неплавящимся электродом, также её называют дугой прямого действия. Во втором – между наконечником плазмотрона и неплавящимся электродом, – это плазменная дуга косвенного действия.

Горелка (плазмотрон) состоит из сопла, где размещён вольфрамовый электрод. Туда подаются защитный газ, охлаждающая, горячая и холодная жидкости. В плазмотроне происходит сжатие дуги, после чего возрастает её мощность. Одновременно с этим подают газ, который ионизируется, нагревается и расширяется в объёме многократно. В передней части сварочной ванны материал расплавляется и перемещается под давлением плазмы вдоль стенок, образуя шов.

Дуговую плазменную струю используют для соединения и резки как электропроводящих материалов, так и диэлектриков – стекла и керамики. Выглядит струя как конус, верхушкой обращённый к расплавляемой поверхности. Тепловая эффективность зависит от силы тока, напряжения, расстояния от сопла до детали и скорости перемещения горелки.

Струёй сваривают как снизу в горизонтальном, так и фронтально в вертикальном положении изделия. Плазмообразующим газом выступают аргон или гелий, одновременно являющиеся защитой от кислорода.

Классификация по мощности тока

В зависимости от силы тока различают три вида:

  1. Микроплазменная сварка, до 25 ампер. Получила распространение, благодаря свойству нагревать небольшие участки металла. При такой величине изделие не прожигается насквозь.
  2. На среднем токе, до 150 ампер. Позволяет варить с высокой точностью. Происходит глубокое, но не широкое расплавление материала.
  3. На большом токе, свыше 150 ампер. Такая мощность образует широкую дугу, которая проплавляет деталь насквозь. Фактически деталь разрезают, а после этого сваривают. Используют для соединения особо прочных металлов: титана, высоколегированных сталей, сплавов с большим содержанием алюминия.

Оборудование и приспособления

В комплект входят:

  • источник питания с вертикальной вольтамперной характеристикой;
  • плазмотрон (горелка);
  • система подачи газа и охлаждающей жидкости;
  • устройство для фиксации детали.

Для безопасной работы необходимо устройство приточно-вытяжной вентиляции. Диапазон мощности установок от 20 до 250 ампер, работают от постоянного тока.

Цена инверторов – от 15 до 500 тысяч рублей. В ценовом сегменте от 300 до 500 тысяч – мощные и многофункциональные установки, которыми режут, сваривают и паяют металл.

Процедура плазменной сварки

При организации работ обязательно соблюдение требований безопасности: проходы между сварочными аппаратами – не менее 1,5 метра, между установкой и стеной – не менее 1 метра. Обязательно выполнение требований правил пожарной безопасности и техники безопасности – защита органов зрения, работа в спецодежде.

Алгоритм действий сварщика состоит:

  • из предварительных работ – подготовки оборудования, обезжиривания, зачистки и закрепления детали;
  • из выбора режима сварки – в зависимости от толщины металла определяют силу тока, напряжение дуги, скорость сварки, расход защитного и плазмообразующего газа;
  • из процесса сварки.

Зазор между соединяемыми плоскостями, если сваривают без присадочной проволоки, устанавливают 0,15 от толщины металла. Если с проволокой, то расстояние между кромками – половина толщины листов.

Диаметр сопла устанавливают в зависимости от силы тока. Перед возбуждением дуги в зону сварки 10-15 секунд подают защитный газ. Включают постоянный ток, зажигают дугу и приступают к плавлению. Рекомендуемое расстояние от сопла до изделия – не более 10 мм. Дуга по мере возможности прерываться не должна, горелка перемещаться стабильно и плавно, колебательными движениями амплитудой 2-3 мм. Не допускается перегрев детали.

Читать еще:  Котел для горелки Бабингтона

Преимущества и недостатки

Список преимуществ этой технологии длинней перечня недостатков:

  • стабильность горения, обеспечивающая качество сварных швов;
  • сварка без разделки кромок и применения присадочных материалов металла толщиной до 10 мм и толщиной от 0,01 до 0,8 мм на низком токе от 0,1 до 25 ампер;
  • напыление любых по плавкости материалов введением в дугу присадочных добавок;
  • ограничение зоны перегрева, накаливания;
  • низкий расход защитных газов, меньшие термические деформации сравнительно с другими видами сварки;
  • резка любых материалов при увеличении силы тока и расхода газа;
  • сварка металлов и неметаллов.
  • воздействие на персонал электромагнитного излучения инфракрасного и ультрафиолетового диапазона;
  • высокие требования к квалификации работника;
  • некомфортный уровень шума в ходе работ;
  • выделение аэрозольных паров;
  • ионизация воздуха в зоне установки.

Интересное видео: аппарат для плазменной сварки и резки, сделанный своими руками

Особенности плазменной резки металла: преимущества, принцип работы и советы от профессионалов

Появление новых технологий, позволило создать высокоэффективное современное оборудование, позволяющее добиться безукоризненного результата в процессе раскроя материалов. Но что такое плазменная резка, каков принцип работы этого оборудования, и какими преимуществами обладает такая технология?

Принцип работы устройства для резки

Плазменная резка представляет собой особый вид обработки, в котором разрез выполняется струей плазмы. Благодаря этому обеспечивается максимальная аккуратность и точность шва, а края изделия не нуждаются в дополнительной шлифовке. Более того, возможна работа даже с небольшими деталями нестандартной формы, что позволило значительно упростить и автоматизировать процесс.

Принцип работы оборудования достаточно прост. Высокоскоростной поток газа, появляющегося из соответствующего отверстия, проходит через электрическую дугу, образуемую между электродом и аппаратом или же используемым для раскроя материалом. Соответственно, под воздействием высоких температур газ превращается в плазму и ионизируется — как только он соприкасается с металлом, последний расплавляется.

Для каких целей используется плазма

Плазменная резка подходит для:

  1. Алюминия.
  2. Стали.
  3. Бронзы.
  4. Латуни.
  5. Чугуна.
  6. Титана.

Результатом воздействия является идеальная линия разреза, что можно увидеть на фото — материал не портиться и не деформируется, а любые дефекты, образовавшиеся на краю среза, без труда удаляются. Подобный способ значительно экономит время и увеличивает продуктивность.

За счет высокой температуры, подобное оборудование подходит для работы с материалами любой толщины — все они легко и быстро раскраиваются в соответствии с заданными размерами, что отлично видно на фото.

Помимо этого оборудование успешно применяется для раскроя различных сплавов. Если необходимо разрезать металл толщиной от 5 до 30 см, то в этом случае ручного аппарата будет недостаточно — потребуется устройство увеличенной мощности.

Плазменная или кислородно-газовая резка?

Нередко возникает вопрос о том, насколько предпочтительна плазменная резка в сравнении кислородно-газовой. Первый вариант удобнее за счет его универсальности, так как этот способ подходит для с любых материалов — процесс окисления не важен. К тому же, в качестве основного режущего инструмента может использоваться сжатый воздух, а полученным изделиям не требуется дополнительная обработка — что значительно снижает себестоимость производственного процесса.

Что же касается скорости, то плазменная резка металла довольно проста и доступна в освоении, а потому этот метод позволяет значительно повысить продуктивность. И лишь при условии работы со сталью большого сечения, проще применять кислородно-газовую резку.

Сфера использования технологии

Сфера использования этого способа раскроя материалов достаточно широка. С его помощью можно создавать любые типы металлоконструкций, работая даже над фигурными изделиями.

Благодаря этому подобное оборудование активно применяется в машиностроении, промышленности, художественной ковке, а также строительстве — основные принципы эксплуатации устройства можно увидеть на фото.

Важно лишь учитывать, что в работе с металлами увеличенной толщины, подобный способ используется крайне редко. Применение в этом случае плазменной резки требует специального оборудования, что связано с дополнительными затратами, а потому невыгодно. К тому же и скорость выполнения работ значительно снижается, а потому стоит отдать предпочтение иным методам обработки.

Особенности работы с различными типами материалов

Чтобы добиться максимальной эффективности, важно учитывать допустимую толщину обрабатываемого металла — в этом случае удается достичь идеального шва.

  • Алюминий — 12 см.
  • Медь — 8 см.
  • Сталь — 5 см.
  • Чугун — 9 см.

Для цветных металлов, могут использоваться различные методы обработки, но важно придерживаться основных рекомендаций. Сжатый воздух не подходит для нержавеющей стали — в данном случае актуальнее азот, либо же аргон-азотная смесь.

Прямое воздействие недопустимо — только косвенное, так как из-за переменного тока меняется структура материала, что отразится и на долговечности изделия. Для работы с алюминием может использоваться сжатый воздух, но только при условии, что плотность металла невелика. В противном случае стоит актуальнее применение азота или же его соединения с водородом. Подобная смесь оптимальна и для меди, а также стали увеличенного сечения.

Способы обработки материалов

Важно учитывать, что существует 2 основных способа работы с металлом — в зависимости от того, для каких целей планируется применять оборудование. Эти методы плазменной резки отличаются в зависимости от особенностей образования плазмы:

  • Плазменно-струйная — универсальный вариант. Дуга образуется непосредственно в самом плазменном резце, благодаря чему этот способ идеально подходит не только для металлов, но и других материалов. Минус этого метода в том, что электроды требуют периодической замены.
  • Плазменно-дуговая — способ, используемый для работы с токопроводящими металлами. Основной принцип работы устройства заключается в создании дуги между раскраиваемым материалом и плазменным резаком — соответственно, проходя через нее образовывается плазма.

Сравнивая характеристики оборудования, предназначенного для плазменной резки важно учитывать, с какими материалами предстоит работать в дальнейшем. Особенности использования оборудования можно увидеть на фото.

Разновидности исполнения резки
(три основных способа)

  1. Простой — идеальное решение для обработки стали, как мягкой, так и низколегированной. Его преимущества заключается в создании идеально ровной кромки, а также полном отсутствии заусенцев. Чаще всего для этой цели используется воздух, либо же азот. Наибольшей точности удается достичь при работе с материалами, толщина которых не превышает 10 мм.
  2. С водой — чтобы защитить кромку металла, используется вода. Это позволяет обеспечить эффективную защиту от внешнего негативного воздействия. Благодаря этому значительно повышается качество обработки и удается достичь идеального среза.
  3. С защитным газом — этот способ применяется с той же целью, что и водный. Плазмообразующий газ позволяет добиться максимальной точности в работе, а также защитить срез от воздействия внешних факторов.

От правильного выбора вида плазменной резки, зависит и качество итогового результата!

Советы профессионалов: для эффективной работы

Чтобы максимально продуктивно работать с системами плазменной резки, стоит воспользоваться советами профессионалов. Это позволит обеспечить правильную настройку используемого оборудования, а также применять его наиболее эффективно.

  1. Настройка. Проверить индикаторы, фиксацию рабочего зажима, а также убедиться в том, что сжатый воздух не содержит примесей (влага и масло). В противном случае детали будут изнашиваться слишком быстро.
  2. Правильный угол. Очень важно работать под углом, держа резец вертикально. Благодаря этому металл будут удаляться от горелки, а не в неё. Оптимальный угол наклона — 30 — вертикаль, 60- горизонталь.
  3. Аккуратность. Горелкой нельзя двигаться по трафарету. Не рекомендуется касаться поверхности форсункой — из-за этого детали довольно быстро подлежат износу.
  4. Скорость. Если работать слишком медленно, то появиться окалина — подобная проблема возникает и в том случае, если резка ведется слишком быстро. Определить оптимальную скорость довольно просто: если скопившийся металл легко снимается, то нужно работать быстрее, если материалу нужна дополнительная обработка — медленнее.
  5. Мощность. В самом начале работы стоит задать максимально возможные значения, после чего постепенно их снижать — это обеспечить идеальную точность выполнения работ.
  6. Расстояние. Важно научиться, не менять его на протяжении всей обработки изделия — оно должно составлять не более 5 и не менее 3 мм. Так легче работать и результат порадует отменным качеством.

Детальное изучение принципа работы оборудования, а также основных нюансов и особенностей его использования, позволяет работать даже с самыми сложными и нестандартными задачами. Благодаря этому значительно повышается производительность, а обработка металла радует отменным качеством и аккуратностью шва.

Преимущества применения

Среди главных преимуществ, которыми обладает технология плазменной резки металла, можно выделить следующие особенности:

  • Продуктивность — в сравнении с иными способами резки, скорость значительно увеличены (для средней толщины).
  • Качество — результатом обработки становится аккуратный и точный разрез.
  • Отсутствие деформации — металл не портиться под воздействием.
  • Универсальность — метод подходит для различных типов материалов.

Плазменная резка — оптимальное решение для обработки металлов малой и средней толщины. Это позволяет повысить продуктивность производственного процесса, а также добиться безупречного шва, не требующего дальнейшей механической зачистки.

Предлагаем Вашему вниманию поэтапный процесс плазменной резки на видео:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector