Собираем самодельный плазменный резак

Собираем самодельный плазменный резак

Аппарат плазменной резки является довольно востребованным оборудованием, позволяющим производить резку любых металлов во многих областях производства. Плазморезы используются не только на предприятиях. В последнее время они начали появляться и в домашних мастерских. Но, поскольку почти в каждой мастерской уже имеются сварочные аппараты, то будет разумнее не покупать готовый плазморез, а изготовить его из инвертора своими руками.

Для чего нужен плазморез

Плазменный резак в некоторых случаях является незаменимым инструментом для обработки металлических изделий, поскольку температура плазмы, выходящей из его горелки, достигает 25-30 тыс. градусов. Благодаря таким характеристикам сфера применения плазморезов довольно обширная:

• изготовление разного рода конструкций из металла;
• прокладка трубопроводов;
• быстрая резка любых металлов, в том числе и высоколегированных жаропрочных сталей, имеющих в составе титан, никель и молибден, температура плавления которых выше 3000°С;
• фигурный раскрой тонколистовых материалов (токопроводящих) благодаря высокой точности реза.

Кроме всего, плазморезы (в качестве альтернативы лазерным резакам) применяются в составе автоматических линий на крупных предприятиях для вырезания деталей различной конфигурации из листовых материалов.

Следует различать такие понятия, как плазменная резка и плазменная сварка. Последняя доступна только на дорогом, профессиональном оборудовании, стоимость которого начинается от 100 тыс. рублей.

Инвертор или трансформатор

Существуют различные способы, а также чертежи и схемы, по которым можно сделать плазменный резак. Например, если его делать на основе трансформаторного сварочника, то подойдет схема плазмореза, предоставленная ниже, на которой подробно расписано, какие детали нужны для изготовления данного модуля.

Если у вас уже есть инвертор, то чтобы его переделать в плазменный резак, потребуется небольшая доработка, а именно добавить в электрическую схему аппарата осциллятор. Он подключается между инвертором и плазмотроном двумя способами, как показано на следующем рисунке.

Осциллятор можно спаять самостоятельно по схеме, предоставленной ниже.

Если делать плазменный резак самостоятельно, то выбирать трансформатор в качестве источника тока не рекомендуется по нескольким причинам:

• агрегат потребляет много электроэнергии;
• трансформатор имеет большой вес и неудобен в транспортировке.

Несмотря на это, сварочный трансформатор имеет и положительные качества, например, нечувствительность к перепадам напряжения. Также им можно резать металл большой толщины.

Но преимущества аппарата для плазменной резки на инверторе перед трансформаторным агрегатом налицо:

• малый вес;
• высокий показатель КПД (выше на 30%, чем у трансформатора);
• малое потребление электричества;
• качественная резка благодаря более стабильной дуге.

Поэтому предпочтительнее сделать плазморез из сварочного инвертора, чем из трансформатора.

Типовая конструкция плазмореза

Чтобы собрать аппарат, благодаря которому будет возможна воздушно-плазменная резка металлов, потребуется иметь в наличии следующие составляющие.

1. Источник питания. Требуется для подачи на электрод горелки электрического тока. В качестве источника питания может выступать либо трансформатор (сварочный), выдающий переменный ток, либо сварочный агрегат инверторного типа, на выходе которого наблюдается постоянный ток. Исходя из вышесказанного, предпочтительнее использовать инвертор, причем с функцией аргонной сварки. В таком случае он будет иметь разъем для подключения шлангопакета и место для подсоединения газового шланга, что упростит переделку аппарата.
   
2. Плазмотрон (резак). Является очень важной деталью оборудования, которая имеет сложную конструкцию. В плазмотроне происходит образование струи плазмы под воздействием электрического тока и направленного потока воздуха. Если вы решились собрать плазморез своими руками, то данный элемент лучше приобрести в готовом виде, на китайских сайтах.
   
3. Осциллятор. Требуется для эффективного розжига дуги и ее стабилизации. Как уже говорилось выше, паяется по несложной схеме. Но если вы не сильны в радиоделе, то данный модуль можно купить в Китае за 1400 руб.
   
4. Компрессор. Предназначен для создания воздушного потока, поступающего в горелку. Благодаря ему охлаждается плазмотрон, повышается температура плазмы и сдувается расплавленный металл с места реза на заготовке. Для самоделки подойдет любой компрессор, к которому обычно подключают краскопульт. Но чтобы убрать водяные пары из воздуха, нагнетаемого компрессором, потребуется установка фильтра-осушителя.
   
5. Кабель-шланг. Через него в горелку поступает ток, способствующий розжигу электрической дуги и ионизации газов. Также через данный шланг подается сжатый воздух в горелку. Кабель-шланг можно изготовить самостоятельно, разместив электрический кабель и кислородный шланг внутри, например, водопроводного шланга подходящего диаметра. Но все же лучше купить готовый шлангопакет, который будет иметь все элементы для подсоединения к плазмотрону и к агрегату.
   
6. Кабель массы. Имеет на конце зажим для прикрепления к обрабатываемому металлу.

Сборка аппарата

После того, как все нужные элементы будут подготовлены, можно приступать к сборке плазмореза:

• подсоедините к инвертору шланг, через который будет осуществляться подача воздуха от компрессора;
• подсоедините к лицевой стороне инвертора шлангопакет и кабель массы;
• к шлангопакету подсоедините горелку (плазмотрон).

После сборки всех элементов можно приступать к испытаниям оборудования. Для этого подсоедините кабель массы к детали или металлическому столу, на котором она размещена. Включите компрессор и дождитесь, пока он накачает в ресивер необходимое количество воздуха. После автоматического отключения компрессора включите инвертор. Поднесите горелку вплотную к металлу и нажмите кнопку пуска, чтобы между электродом горелки и заготовкой возникла электрическая дуга. Она под воздействием кислорода превратится в поток плазмы, и начнется резка металла.

Советы по эксплуатации самодельного плазмореза

Для того чтобы самодельный плазморез из сварочного инвертора мог работать эффективно и продолжительное время, следует прислушаться к советам специалистов, относящихся к эксплуатации аппарата.

1. Рекомендуется иметь определенное количество прокладок, которые применяются для подключения шлангов. Особенно их наличие следует проверять, когда приходится часто перевозить агрегат. В некоторых случаях отсутствие необходимой прокладки сделает использование аппарата невозможным.
2. Поскольку сопло резака подвергается воздействию высоких температур, то оно со временем изнашивается и выходит из строя. Поэтому следует заранее побеспокоиться о приобретении запасных сопел.
3. Подбирая комплектующие для плазмореза, следует учитывать, какой мощности агрегат вы хотите получить. В первую очередь это касается выбора подходящего инвертора.
4. При выборе электрода для горелки, если вы ее изготавливаете самостоятельно, нужно отдать предпочтение такому материалу, как гафний. Этот материал в процессе нагрева не выделяет вредных веществ. Но все же настоятельно рекомендуется использовать готовые резаки, изготовленные на заводе, в которых соблюдаются все параметры по завихрению воздушного потока. Самодельный плазматрон не гарантирует качественной резки и быстро выходит из строя.

Что относится к правилам безопасности, то работу следует проводить в специальной одежде, защищающей от брызг раскаленного металла. Также для защиты глаз следует одевать сварочные очки “хамелеоны”.

Видео станков

После подключения, настройки и пуско-наладки станка, наш специалист проводит подробное обучение 3-ёх сотрудников Заказчика навыкам работе на станке и основам плазменной и газовой резки металла. Обучение проводиться по готовой отработанной программе, позволяющей легко запомнить и освоить основные моменты по работе со станком. После обучения новый оператор готов к тому, чтобы самостоятельно приступить к работе.Читать полностью

Портальная машина газовой резки Start L100-G демонстрирует на видео высококачественный раскрой деталей газовым резаком со скосом. Для прямолинейного раскроя возможно снятие различных форм фаски: А, Y, Х и V-образных. Кроме того, на видео показан новый автоматический контроль высоты для газового резака. Он позволяет точно отслеживать расстояние до заготовки и предохраняет газовый резак от поломки, в случае столкновения с препятствием.Читать полностью

Станок Start S-WT с АКВР. На видео показана работа автоматического контроля высоты на не ровном металле. Данная модель комплектуется стойкой управления со специализированным промышленным компьютером.Читать полностью

На видео представлен процесс получения заготовок на портальной машине Start S-WT. Отсутствие копиров и ручной работы позволяют быстро и максимально эффективно получать детали заданной формы и размеров. Точная геометрия заготовок и высокая скорость перемещения плазменной горелки позволит добиться отличного качества реза и существенно увеличить производительность. Закажите плазменный станок, видео которого убедит, что данное оборудование окупится в кротчайший срок, а в дальнейшем будет приносить значительную прибыль. Читать полностью

Данное видео наглядно демонстрирует технические возможности установки плазменной резки М 30. Высокая скорость перемещения портала позволяет быстро осуществлять процесс резания листового метала толщиной до 30 мм. Это оборудование дает возможность получить заготовки высокой точности размеров и безупречной геометрии. Отверстия различного диаметра, любые углы и формы легко вырезаются на станке плазменной резки металла, а видео — визуально подтверждает качество и эффективность работы машины плазменной резки серии М 30. Читать полностью

Просмотрев видео о работе плазморезательного агрегата промышленной серии L50, убедитесь в эффективности и высокой производительности данного оборудования. Мелко- и среднесерийное производство, на которые рассчитаны эти машины, требуют надежных и быстроработающих установок. Представленный на видео станок плазменной резки отличается быстрым перемещением портала, высокой точностью реза, отсутствием большого количества отходов и идеальной геометрией получаемых заготовок даже сложных форм. Читать полностью

Видео о работе газопламенного станка серии L 100-COMBI демонстрирует качество разрезания металла и значительную скорость перемещения горелки.
Это оборудование относится к профессиональному: позволяет существенно увеличить эффективность производства за счет автоматизации процесса. Видео станка плазменной резки с ЧПУ показывает технические возможности этой машины, способной обеспечить получения деталей с высокой точностью размеров и геометрии. Закажите агрегат серии L 100. Читать полностью

На видео продемонстрирована резака на лазерном станке фанеры, оргстекла и поролона. Универсальность станка в плане обрабатываемых материалов позволяет использовать его в очень широком диапазоне выполняемых задач. В комплекте со станком лазерной резки поставляется видео сборки и пуско-наладки станка. Видео инструкция позволит собрать и запустить оборудование в течение 3-4 часов. Читать полностью

На видео продемонстрирована резака на лазерном станке фанеры, оргстекла и поролона. Универсальность станка в плане обрабатываемых материалов позволяет использовать его в очень широком диапазоне выполняемых задач. В комплекте со станком лазерной резки поставляется видео сборки и пуско-наладки станка. Видео инструкция позволит собрать и запустить оборудование в течение 3-4 часов. Читать полностью

Как избежать стандартных ошибок операторам при плазменной резке

Если выполнять резку обработанных деталей новыми расходными материалами и теми, ресурс у которых уже выработался, то сразу можно определить, что качество обработки таких заготовок будет совершенно разным. Применение сопел и электродов низкого качества или с большой выработкой может стать причиной брака и выхода из строя плазмотрона, а в некоторых случаях и самого источника плазмы. В результате это приведет к дорогостоящему ремонту и простоям.

Определить износ электрода и сопел можно по следующим признакам:

Степень износа расходных материалов всегда можно определить по качеству реза.

При ухудшении раскроя проверьте электрод и сопло на износ. Электрод и сопло выдерживают разное количество «пробитий»: все зависит от толщины металла, его марки и величины тока раскроя. Так, в процессе раскроя нержавеющих сталей потребуется частая замена расходных материалов, в то время как при работе по стали расходники изнашиваются с меньшей скоростью.

Профессиональные резчики ведут журнал, где записывают время работы сопла и электрода с момента замены. Отслеживая среднюю статистику по журналу для конкретного типа заготовки, можно определить дату плановой замены электрода и сопла. Это поможет исключить образование брака и поломок из-за износа расходников.

Не заменяйте расходники без необходимости

Правильно настраивайте плазмотрон и подбирайте расходники

Прежде чем выбирать расходные материалы, необходимо определить тип раскраиваемого металла, толщину изделия, рабочий ток, давление сжатого воздуха и вид защитного газа, если такой используется. При неправильном выборе расходников, ухудшается качество реза и ускоряется их износ.

Важно выполнять раскрой с рабочим током, соответствующим типу расходников и толщине металла. Если расходные элементы рассчитаны на токи до 40-50 Ампер, а рабочий ток 100 Ампер, то будут проблемы и с качеством раскроя, и с износом расходников. Оптимально, когда ток раскроя составляет 95% от номинального тока раскроя сопла. Если ток будет значительно ниже, то будет зашлакованный раскрой, и на тыльной стороне заготовок образуется грат.

Некоторые производители предлагают уже готовые схемы расходных материалов, которые заранее отсортированы по комплектам. Другими словами, уже подобраны наборы по совместимости сопел с электродами и другими расходными материалами. К примеру, такие комплекты доступны для качественного итальянского Плазматрона STM 120.

Не пренебрегайте плановым обслуживанием плазмореза

Плазмотрон необходимо периодически обслуживать: очищать каналы для охлаждения и подачи газа, проверять посадочное место для электрода и сопла.

Удаляйте всю пыль и грязь при чистке с помощью специальной жидкости или перекиси водорода и хлопчатобумажной тряпочки. Выполняйте эту процедуру на чистой поверхности, без стружки и масел.

Кроме того, перед началом работ проверьте плотное прилегание всех деталей, так как от этого будет зависеть циркуляция воздуха и электрический контакт в плазменном резаке.

Следите за давлением плазмообразующего газа

Для высокого качества реза необходимо постоянное давление плазмообразующего газа, поэтому его важно проверять перед началом работы. При недостаточном давлении снижается срок службы расходников и плазмотрона. При избыточном давлении плазмообразующего газа наблюдается затрудненный розжиг плазменной дуги. Помимо этого, будет более высокий износ электрода.

Нужно использовать чистый плазмообразующий газ без примесей, так как от этого тоже зависит срок службы плазмотрона и расходников.

При использовании компрессора для подачи воздуха, следует очищать воздух от частиц пыли, влаги и масла.

Соблюдайте правильное расстояние между резаком и металлом

Следите за расстоянием между металлом и соплом плазмотрона, так как от этого зависит как срок службы расходников и качество раскроя.

При незначительном изменении высоты резака меняется скос на кромках раскраиваемой детали. При пробивке заготовки очень важно сохранять правильную высоту плазмотрона: если она небольшая, то из лунки начинает выплескиваться металл, который, попадая в защитный колпачок и сопло, разрушает их, что, в свою очередь, ухудшает качество реза.

При касании металла резаком происходит «втягивание» дуги, из-за чего начинает разрушаться завихритель, электрод и сопло. Также возможно разрушение самого плазмотрона.

Слишком большое расстояние между резаком и заготовкой может привести к образованию окалины. Она образуется из-за действия вихревого потока плазменной струи, которая при определенном угле атаки выталкивает расплавленный металл из передней части разреза, а не проталкивает его вглубь разреза.

Оптимальный вариант, когда высота резака от металла составляет 1,5-2 толщины раскраиваемого металла.

Если сечение металла слишком большое, то дежурная дуга может не достать до заготовки при рекомендуемой высоте. В этом случае используется прием «подпрыжка».

При небольшой высоте включается дуга, после чего резак поднимается на оптимальную высоту, куда не будут доставать брызги металла. После пробивки металла плазмотрон снова опускается на расстояние врезки, и начинает движение по контуру реза.

Контролируйте скорость раскроя металла

Качество раскроя во многом зависит от правильно выбранной скорости реза. При небольшой скорости, на заготовке образуются наплывы металла и облоя – по всей длине раскроя на нижних частях кромок детали. Кроме того, наблюдается увеличение количества брызг металла и ширины раскроя.

Если скорость резки слишком большая, дуга начинает запаздывать с перемещением по разрезу, загибаться назад, вызывая деформацию кромок заготовки. На вырезаемой детали образуются небольшие затвердевшие полоски несрезанного металла или окалины вдоль нижней кромки листа. Грат, появившийся из-за высокой скорости резки, достаточно тяжело удалить.

Только при оптимальной скорости раскроя образуется чистая кромка металла, которая не требует особой механической доработки, то есть минимальное количество наплывов, облоя и грата.

Избегайте столкновения резака с вырезаемыми деталями

Плазморез может выйти из строя при столкновении резака с металлом, с ребром раскроечного стола или с вырезанными заготовками. Чтобы избежать поломки, необходимо в управляющей программе правильно настроить границу холостого прохода – вокруг обработанных деталей, а не над ними.

Некоторую защиту от столкновения с металлом обеспечивают стабилизаторы высоты резака, однако, если применять только датчики высоты плазмотрона по напряжению дуги, могут наблюдаться «клевки» в конце раскроя из-за изменения величины напряжения и опускания резака вниз для компенсации.

Чтобы исключить поломку плазмотрона, некоторые комплекты ЧПУ оснащены многоуровневой системой для защиты плазмотрона от столкновения с заготовками. Эта система снабжена датчиками касания, датчиками напряжения дуги и емкостными датчиками.

Применение вышеизложенных рекомендаций по плазменной резке позволит избежать стандартных ошибок при резке, повысит рентабельность раскроя и сэкономит ваши финансовые вложения на ремонт.

Плазменная резка металла выполняемая своими руками

Вид резания металлов с использованием вместо резца или газа (газовая резка металла) струи плазмы называется плазменной резкой. Поток плазмы образуется в результате обдува газом сжатой электрической дуги. Газ при том нагревается и ионизируется (распадается на отрицательно и положительно заряженные частицы). Температура плазменного потока составляет около 15 тысяч градусов по Цельсию.

Виды и способы резки при помощи плазмы

Резка плазмой бывает:

• поверхностная;
• разделительная.

На практике широкое применение нашла разделительная плазменная резка. Поверхностная резка используется крайне редко.

Само резание осуществляется двумя способами:

• плазменной дугой. При резании стали этим способом разрезаемый металл включается в электрическую цепь. Дуга образуется между вольфрамовым электродом резака и изделием.

• плазменной струей. Дуга возникает в резаке между двумя электродами. Разрезаемое изделие в электрическую цепь не включается.

Плазменная резка превосходит по производительности кислородную. Но если режется материал большой толщины или титан, то предпочтение надо отдавать кислородной резке. Плазменная резка незаменима при резании цветных металлов (особенно алюминия).

Виды газов, применяемых для плазменного резания.

Для образования плазмы используются газы:

• активные – кислород, воздух. Применяются при резке черных металлов
• неактивные – азот, аргон, водород. Применяются при резке цветных металлов и сплавов.

1. Сжатый воздух. Используется для резки:

• меди и ее сплавов – при толщине до 60 mm;
• алюминия и его сплавов – при толщине до 70 mm;
• стали – при толщине до 60 mm.

Сжатый воздух не рекомендуется для резки титана;

1. Азот с аргоном. Применяется для резки:

• высоколегированной стали толщиной до 50 mm.

Применять эту газовую смесь для резания меди, алюминия, титана и черной стали не рекомендуется;

1. Чистый азот. Используется для резания (h=толщина материала):

• меди h равной до 20 mm;
• латуни h равной до 90 mm;
• алюминия и его сплавов h равной до 20 mm;
• высоколегированных сталей h равной до 75 mm, низколегированных и низкоуглеродистых — h равной до 30 mm;
• титана – любой толщины.

1. Азот с водородом. Применяется для резки:

• меди и ее сплавов средних толщин (до 100 mm);
• алюминия и сплавов средних толщин – до 100 mm.

Азотоводородная смесь непригодна для резки любых сталей и титана.

1. Аргон с водородом. Применяется при резке:

• Меди, алюминия и сплавов на их основе толщиной от 100 мм и выше;
• Высоколегированной стали толщиной до 100 мм.

Для резки углеродистых, низкоуглеродистых и низколегированных сталей, а также для титана аргон с водородом применять не рекомендуется.

Если у вас есть навыки сварки и вы хотите зарабатывать, то подумайте об изготовлении сувениров из металла своими руками.

Печку для бани можно сделать самостоятельно. Подробную инструкцию вы найдете в нашей статье.

Хотите узнать много интересной информации о сварке без нагрева? Тогда читайте статью по https://elsvarkin.ru/texnologiya/xolodnaya-svarka-metalla/ ссылке.

Оборудование для плазменной резки: виды и краткая характеристика.

Для механизации плазменной резки созданы полуавтоматы и машины переносные различных модификаций.

1. Полуавтоматы могут работать как с активными, так и с неактивными газами. Толщина разрезаемого материала колеблется от 60 до 120 мм.

• Расход газа:

1. воздух – от 2 до 5 м куб/час;
2. аргон – 3 м куб/час;
3. водород – 1 м куб/час;
4. азот – 6 м куб/час.

• Охлаждение плазмотронов – водой или воздухом.
• Скорость перемещения – от 0,04 до 4 м/мин.
• Рабочее давление газа – до 0,03 МПа.
• Вес полуавтоматов составляет 1,785 – 0,9 кг в зависимости от модификации.

2. Переносные машины используют сжатый воздух.

• Толщина разрезаемого материала – не более 40 мм.
• Расход сжатого воздуха – от 6 до 50 м куб/час;
• Охлаждение плазмотронов – водой или воздухом.
• Скорость перемещения – от 0,05 до 4 м/мин.
• Рабочее давление газа – до 0,4 – 0,6 МПа.
• Вес переносных машин – до 1,8 кг в зависимости от модификации.
• Плазмотроны, охлаждаемые водой, могут эксплуатироваться только при плюсовых температурах окружающей среды.
• Полуавтоматы и переносные машины пригодны для промышленного использования.

Для ручной резки выпускаются два комплекта:

• КДП-1 с плазмотроном РДП-1;
• КДП-2 с плазмотроном РДП-2.

Аппарат КДП-1 используется для резки алюминия (до 80 мм), нержавеющих и высоколегированных сталей (до 60 мм) и меди (до 30 мм).

Максимальный рабочий ток – 400 А.

Максимальное напряжение холостого хода источника питания – 180 В.

Плазмотрон РДП-1 работает с азотом, аргоном или смеси этих газов с водородом.

Охлаждается плазмотрон РДП-1 водой, потому его можно использовать при температуре выше 0 градусов Цельсия.

Аппарат КДП-2 уступает первому по мощности дуги (всего 30 кВт). Преимущество этой модели в том, что охлаждение плазмотрона РДП-2 осуществляется воздухом. В результате комплект может быть использован на открытом воздухе при любой температуре окружающего воздуха.

Комплектность аппаратов ручной резки:

• режущий плазмотрон;
• кабель-шланговый пакет;
• коллектор;
• зажигалка для возбуждения режущей дуги.

Комплекты для ручной плазменной резки выпускаются беспультовыми. Такое конструктивное решение рационально для выполнения ограниченного объема работ с загрузкой оборудования не более чем на 40 – 50%. Но на время работы их приходится доукомплектовывать сварочными выпрямителями и преобразователями.

При том не следует забывать, что с точки зрения техники безопасности для ручной резки допускается величина напряжения холостого хода источника питания не более 180 В.