Как работает плазморез

Принцип работы плазменной резки

Как работает плазморезПлазменную резку очень часто используют в таких отраслях промышленности, как судостроение, машиностроение, а также при изготовлении металлоконструкций, коммунальной сфере и т. п. Кроме этого, плазморез довольно часто используется в частной мастерской. С его помощью быстро и качественно разрезают любой материал, проводящий ток, и некоторые нетокопроводящие материалы – дерево, камень и пластик.

Технология плазменной резки позволяет разрезать листовой металл и трубы, выполнять фигурный рез или изготавливать детали. Работа осуществляется при помощи высокотемпературной плазменной дуги. Чтобы ее создать, потребуется только источник тока, воздух и резак. Чтобы работа выполнялась довольно легко, а рез получался ровным и красивым, следует выяснить, как осуществляется принцип работы плазменной резки.

Как устроен плазморез

Как работает плазморезЭтот аппарат состоит из следующих элементов:

  • источник питания;
  • воздушный компрессор;
  • плазменный резак или плазмотрон;
  • кабель-шланговый пакет.

Источник питания для аппарата плазменной резки осуществляет подачу на плазмотрон определенной силы тока. Представляет собой инвертор или трансформатор.

Инверторы довольно легкие, в плане энергопотребления экономные, по цене недорогие, однако, способны разрезать заготовки небольшой толщины. Из-за этого их применяют только в частных мастерских и на маленьких производствах. У инверторных плазморезов КПД на 30% больше, чем у трансформаторных и у них лучше горит дуга. Часто используют их для работ в труднодоступных местах.

Трансформаторы гораздо увесистее, тратят много энергии, но при этом имеют меньшую чувствительность к перепадам напряжения, и с их помощью разрезают заготовки большой толщины.

Плазменный резак считается главным элементом плазмореза. Его основными элементами являются:

Компрессор требуется для подачи воздуха. Принцип работы плазменной резки предусматривает применение защитных и плазмообразующих газов. Для аппаратов, которые рассчитаны на силу тока до 200 А. применяется только сжатый воздух как для охлаждения, так и для создания плазмы. Они способны разрезать заготовки толщиной в 50 мм.

Кабель-шланговый пакет используется для соединения компрессора, источника питания и плазмотрона. По электрическому кабелю от инвертора или трансформатора начинает поступать ток для возбуждения электрической дуги, а по шлангу осуществляется подача сжатого воздуха, который требуется для возникновения внутри плазмотрона плазмы.

Принцип работы

Как работает плазморезПри нажатии на кнопку розжига начинается подача тока высокой частоты от источника питания (инвертора или трансформатора). В результате этого внутри плазмотрона образуется дежурная электрическая дуга, температура которой достигает 8 тыс. градусов. Столб этой дуги начинает заполнять весь канал.

После того как возникла дежурная дуга, в камеру начинает поступать сжатый воздух. Вырываясь из патрубка, он проходит через электрическую дугу. нагревается, при этом увеличиваясь в объеме в 50 или 100 раз. Кроме того, воздух начинает ионизироваться и перестает быть диэлектриком, приобретая свойства проводить ток.

Сопло плазмотрона, суженное книзу, обжимает воздух, создавая из него поток, которое начинает вырываться оттуда со скоростью 2 – 3 м/с. В этом момент температура воздуха часто достигает 30 тыс. градусов. Именно такой раскаленный ионизированный воздух и является плазмой.

В то время, когда плазма начинает вырываться из сопла, происходит ее соприкосновение с поверхностью обрабатываемого металла, дежурная дуга в этот момент гаснет, а зажигается режущая. Она начинает разогревать заготовку в месте реза. Металл в результате этого плавится и появляется рез. На поверхности разрезаемого металла образуются небольшие частички расплавленного металла, сдуваемые с нее потоком воздуха. Таким образом осуществляется работа плазмотрона.

Преимущества плазменной резки

Работы по резке металла часто осуществляются на стройплощадке, в мастерской или цеху. Можно использовать для этого автоген, но не всех это устраивает. Если объем работ, связанный с резкой металла, слишком большой, а требования, предъявляемые к качеству реза, очень высоки, то следует подумать о том, чтобы использовать плазменный резак, имеющим следующие достоинства:

  • Если мощность подобрана правильно. то аппарат плазменной резки позволяет в 10 раз повысить производительность. Такой параметр позволяет плазморезу уступить только промышленной лазерной установке, однако, он значительно выигрывает в себестоимости. Целесообразно с экономической точки зрения применять пламенную резку для металла, имеющего толщину до 50 – 60 мм.
  • Как работает плазморезУниверсальность. С помощью плазменной резки обрабатываются чугун, медь, сталь, алюминий и прочий металл. Необходимо просто выбрать оптимальную мощность и выставить конкретное давление воздуха.
  • Высокое качество реза. Аппараты плазменной резки способны обеспечить минимальную ширину реза и кромки без перекаливания, наплывов и грата практически без дополнительной обработки. Кроме того, достаточно важен такой момент, что зона нагрева материала в несколько раз меньше, чем при использовании автогена. А так как термическое воздействие минимально на участке реза, то и деформация от этого вырезанных деталей будет незначительной, даже если они имеют небольшую толщину.
  • Не происходит существенного загрязнения окружающей среды. С экономической точки зрения, если имеются большие объемы работ, то плазменная резка гораздо выгоднее кислородной или механической. Во всех остальных случаях учитывают не материалы, а трудоемкость использования.

Недостатки плазменной резки

Недостатки в работе плазменной резки тоже имеются. Первый из них – максимально допустимая толщина реза довольно небольшая, и у самых мощных агрегатов она редко бывает больше 80 – 100 мм.

Как работает плазморезСледующий недостаток – достаточно жесткие требования, предъявляемые к отклонению от перпендикулярности реза. Угол отклонения не должен быть больше 10 – 50 градусов и зависит это от толщины детали. Если случается выход за эти пределы, то возникает довольно существенное расширение реза, что в результате влечет за собой быстрый износ расходных материалов.

Кроме того, рабочее оборудование довольно сложное, что делает совершенно невозможным использование двух резаков одновременно, которые подключаются к одному аппарату.

Заключение

Принцип работы плазменной резки довольно прост. Кроме того, аппарат, который используется для этого, имеет большое количество преимуществ, в несколько раз превосходящие имеющиеся недостатки. Если его правильно эксплуатировать, то можно существенно сэкономить время и получить качественный результат.

Ручной аппарат для плазменной резки металла

Обычные сварочные аппараты не удобны при резке металлов и требуют особых навыков и практики у человека, использующего их для проведения работ по раскрою. Плазменные устройства более удобны и просты в эксплуатации.

    Содержимое:
  1. Что такое плазморез, что им можно делать
  2. Принцип работы плазмореза, как устроен плазморез
  3. Какой и как выбрать плазморез для дома
  4. Как правильно резать плазморезом
  5. Ручная газовая и плазменная резка металла, что лучше

Первые модели плазменных резаков использовались исключительно в промышленных целях: машино- и судостроении, изготовлении металлоконструкций и т. д. то современный плазморез можно встретить и в обычном гараже используемую для личных нужд. Аппарат для плазменной резки металла позволяет точнее управлять технологическим процессом, а также значительно облегчает проведение работ.

Как работает плазморез

Что такое плазморез, что им можно делать

Переносная ручная плазменная резка металла в бытовых целях используется в основном во время капитального строительства. Плазморез позволяет заменить малоэффективную и опасную болгарку. С помощью плазмореза можно раскраивать необходимый листовой металлопрокат и трубы.

Еще одна сфера, где пригодится ручной аппарат плазменной резки металла — это художественная обработка материала. Точность, простота в эксплуатации и доступность использования плазменной установки практически в любых условиях, позволяет использовать оборудование в следующих целях:

  1. Промышленность — аппарат воздушно-плазменной резки металла в основном применяется в случаях, где существует необходимость в быстром разрезании любого токопроводящего материала. В промышленных целях используют не только аппарат для ручной плазменной резки металла, но и специальные плазменные станки позволяющие автоматизировать и сократить время выполнения работ.
  2. Как работает плазморез Бытовые цели — в этой сфере оборудование для ручной плазменной резки металла пока не получило широкого распространения. В основном это связано с тем, что ручные плазморезы сравнительно недавно поступили в свободную продажу. В основном применение плазмореза в бытовых целях связано с фигурной резкой металла. Некоторые строительные бригады используют оборудование во время кровельных, сантехнических и других работ.

В зависимости от основного назначения, аппарат для резки металла плазмой может отличаться техническими характеристиками и возможностями. Перед выбором плазменного оборудования следует определиться, как именно будет использоваться резак.

Принцип работы плазмореза, как устроен плазморез

Воздушно-плазменная резка основана на принципе подачи разогретого воздуха под давлением на обрабатываемую поверхность. Что такое плазма — это воздух, который разогревается до температуры 25 – 30 тыс. градусов с помощью электрической дуги.

Что происходит при этом? Принцип действия плазмореза основан на изменении свойств воздуха при его моментальном разогревании до максимально высоких температур. В этот момент воздух ионизируется и благодаря этому начинает пропускать электрический ток.

Двойное воздействие плазмы и электричества позволяет ускорить процесс резки металла. Чтобы это стало возможным в конструкцию резака входят следующие узлы:

  • Как работает плазморез Плазмотрон — это резак, с помощью которого и выполняются все основные задачи. Устройство горелки плазмореза может быть прямого и косвенного воздействия:
    1. Плазморез прямого воздействия используется для обработки токопроводящих материалов, в таких случаях заготовка включается в электрическую цепь и отвечает за возникновение искры.
    2. Плазморез косвенного воздействия применяется в более дорогих и сложных устройствах и используется для обработки материалов, не проводящих электричество. Электрод в таких устройствах находится непосредственно в резаке.

  • Как работает плазморез Сопло — одна из самых функциональных деталей плазматрона. В зависимости от диаметра сопла, плазморезом можно делать либо простые операции, либо сложную фигурную резку. Скорость разрезания материала в основном зависит от длины сопла. Максимальным считается соотношение 1,5; 1,8 к диаметру сопла.
  • Электрод — используется в дорогих моделях плазморезов косвенного воздействия. Преимущественно электроды изготавливаются из гафния.
  • Компрессор — чтобы трансформировать воздух в плазму необходимо не только довести его до определенной температуры, но и создать поток определенной скорости. Именно по этой причине для плазмореза нужен компрессор. К качеству компрессора предъявляются высокие требования. Так, чтобы была возможность производства плазмы, воздух в горелку должен подаваться сухой и без примесей машинного масла. Важным является обеспечение равномерного потока воздушных масс без пульсации. Ручные плазменные резаки по металлу со встроенным компрессором являются оптимальным вариантом, так как в них производитель установил оборудование полностью соответствующее требованиям для проведения работ. В плазморезах со встроенным компрессором по умолчанию установлен влагоочиститель или осушитель. Плазморез с компрессором обеспечивает максимальную производительность и увеличивает срок эксплуатации резака.

Для мощных промышленных устройств понадобится отдельно приобрести не только компрессор, но и осушитель воздуха. При выборе плазмореза необходимо проследить, чтобы параметры каждого из этих узлов подходили остальным устройствам.

Какой и как выбрать плазморез для дома

При выборе плазмореза для дома необходимо учитывать не только технические параметры и производительность самой установки, но и комплектующие устройства. Обратить внимание необходимо на следующее:

  • Тип питания — оборудование может подключаться как к обычной сети в 220В, так и трехфазной в 380В. От этой особенности во многом зависит производительность плазмореза и скорость резки. Для бытовых нужд лучше выбрать ручной плазморез с тем типом подключения, который есть в наличии. Производительности бытовой модели работающей от розетки будет достаточно для проведения всех необходимых работ по дому.
  • Как работает плазморез Параметры мощности — наиболее популярными для бытового применения являются модели с производительностью 60-90 ампер. Бытовые плазморезы легко справляются с толстым металлом толщиной до 3 см. Если планируется ручная резка металла до 100 мм плазмой, тогда лучше выбрать модели, выдающие на выходе 90-170 ампер.
  • Продолжительность работы — этот коэффициент можно посмотреть в технической документации установки. Обычно он обозначается сокращением ПВ. Если указано соотношение 80%, тогда плазморезом надо пользоваться в течение 8 минут, не больше. Для бытовых нужд будет достаточно оборудования с индексом ПВ 50-60%.
  • Сопло для плазмореза — скорость резки напрямую связано с соплом. На скорость раскроя влияет соотношение диаметра к длине сопла. Скорость резки также указывается в технической документации. Выбор комплектующих зависит от используемой силы тока. Чем больше диаметр сопла, тем больше может быть напряжение на выходе.
  • Дополнительные расходники к плазморезу. Стол-копир для ручной плазменной резки позволяет выполнять самые сложные детали, если процесс поставлен на конвейер. Часто даже в домашних условиях требуется воссоздать точную копию сделанной заготовки, для этого и проведения остальных работ, и предназначен стол-копир. Помимо стола понадобится определиться с другими комплектующими и приспособлениями, предназначенными для проведения работ с помощью плазмореза.

Как работает плазморез

Многие критерии критичные для промышленного оборудования практически не влияют на производительность бытовой модели. Продолжительности работы плазмореза с индексом ПВ 50% будет достаточно для проведения работ в доме. Промышленное оборудование обычно имеет коэффициент равный 100%.

Как правильно резать плазморезом

Правильно работать плазморезом можно научиться практически с первого раза. Качественный рез достигается благодаря практике. Основные принципы работы с плазменным оборудованием следующие:

  • Как работает плазморез На начальной стадии работ в аппарат подается сжатый воздух под давлением.
  • Выполняется несколько надрезов при более высоком токе, после чего его силу уменьшают до необходимых параметров.
  • Разрез делают в соответствии с выбранными параметрами. Неправильно подобранная сила тока или скорость резки свидетельствует окалинами, которые появляются в процессе резки.
  • Держак для плазмореза располагают под углом около 40 градусов.
  • После окончания резки, на горелку будет еще какое-то время подаваться воздух для охлаждения нагретого элемента.

При работе с плазматроном необходимо соблюдать требования относительно использования средств индивидуальной защиты. Потребуется одевать очки для плазменной резки и перчатки, даже если планируется использовать аппарат относительно короткое время.

Ручная газовая и плазменная резка металла, что лучше

Выбирая, что именно лучше следует учитывать цели, которые планируется достичь с использованием данной установки, желаемое качество выполнения работ и другие факторы.

Минусами газовой резки является зависимость от баллонов, что не всегда удобно, а для бытовых условий заправить их часто проблематично.

Плазменная резка имеет свои минусы, связанные в основном с тем, что качество реза напрямую зависит от профессионализма мастера. Также подаваемый воздух должен соответствовать определенным критериям, что требует использования дополнительного оборудования.

При плазменной резке может понадобиться использовать не только очки для работы, но и респираторную маску, и другие средства защиты. Проводить работы в помещении без хорошей вентиляции запрещается.

Изготовление плазмореза из инвертора своими руками: инструкция, схемы, видео

Как работает плазморез

Заводской аппарат для плазменной резки. Наша задача: сделать аналог своими руками

Сделать функциональный плазморез своими руками из серийного сварочного инвертора не так уж сложно, как это может показаться на первый взгляд. Для того чтобы решить эту задачу, необходимо подготовить все конструктивные элементы такого устройства:

  • плазменный резак (его также называют плазмотроном);
  • сварочный инвертор или трансформатор, который будет выступать в роли источника электрического тока;
  • компрессор, при помощи которого будет создаваться струя воздуха, необходимая для формирования и охлаждения потока плазмы;
  • кабели и шланги для объединения в одну систему всех конструктивных элементов аппарата.

Как работает плазморез

Общая схема работы плазменной резки

Плазморез, в том числе и самодельный, успешно используется для выполнения различных работ как в производственных, так и в домашних условиях. Незаменим такой аппарат в тех ситуациях, когда необходимо выполнить точный, тонкий и высококачественный рез заготовок из металла. Отдельные модели плазморезов по своим функциональным возможностям позволяют использовать их в качестве сварочного аппарата. Такая сварка выполняется в среде защитного газа аргона.

Как работает плазморез

Газовый шланг и обратный кабель для плазменной резки

При выборе для комплектации самодельного плазмотрона источника питания важно обращать внимание на силу тока, которую такой источник сможет вырабатывать. Чаще всего для этого выбирают инвертор, обеспечивающий высокую стабильность процессу плазменной резки и позволяющий более экономно расходовать электроэнергию. Отличаясь от сварочного трансформатора компактными габаритами и легким весом, инвертор более удобен в использовании. Единственным минусом применения инверторных плазморезов является трудность раскроя с их помощью слишком толстых заготовок.

Как работает плазморез

Горелка плазменного резака ABIPLAS и ее составные части

При сборке самодельного аппарата для выполнения плазменной резки можно использовать готовые схемы, которые несложно найти в интернете. В Сети, кроме того, есть видео по изготовлению плазмореза своими руками. Используя при сборке такого устройства готовую схему, очень важно строго ее придерживаться, а также обращать особенное внимание на соответствие конструктивных элементов друг другу.

Схемы плазмореза на примере аппарата АПР-91

В качестве донора при рассмотрении принципиальной электрической схемы мы будем использовать аппарат плазменной резки АПР-91.

Как работает плазморез

Схема силовой части (нажмите для увеличения)

Как работает плазморез

Схема управления плазмореза (нажмите для увеличения)

Как работает плазморез

Схема осциллятора (нажмите для увеличения)

Элементы самодельного аппарата для плазменной резки

Первое, что необходимо найти для изготовления самодельного плазмореза, – это источник питания, в котором будет формироваться электрический ток с требуемыми характеристиками. Чаще всего в этом качестве используются инверторные сварочные аппараты. что объясняется рядом их преимуществ. Благодаря своим техническим характеристикам такое оборудование обеспечивает высокую стабильность формируемого напряжения, что положительно сказывается на качестве выполнения резки. Работать с инверторами значительно удобнее, что объясняется не только их компактными габаритами и незначительным весом, но и простотой настройки и эксплуатации.

Как работает плазморез

Принцип работы плазмореза

Благодаря компактности и небольшому весу плазморезы на основе инверторов можно использовать при выполнении работ даже в самых труднодоступных местах, что исключено для громоздких и тяжелых сварочных трансформаторов. Огромным преимуществом инверторных источников питания является и то, что они обладают высоким КПД. Это делает их очень экономичными в плане потребления электроэнергии устройствами.

В отдельных случаях источником питания для плазмореза может служить сварочный трансформатор, но его использование чревато значительным потреблением электроэнергии. Следует также учитывать и то, что любой сварочный трансформатор отличается большими габаритами и значительной массой.

Основным элементом аппарата, предназначенного для раскроя металла при помощи струи плазмы, является плазменный резак. Именно данный элемент оборудования обеспечивает качество резки, а также эффективность ее выполнения.

Как работает плазморез

Форма и размер плазменной струи зависит от диаметра сопла

Для формирования воздушного потока, который будет преобразовываться в высокотемпературную струю плазмы, в конструкции плазмореза используется специальный компрессор. Электрический ток от инвертора и воздушный поток от компрессора подаются к плазменному резаку при помощи кабель-шлангового пакета.

Центральным рабочим элементом плазмореза является плазмотрон, конструкция которого состоит из следующих элементов:

  • сопла;
  • канала, по которому подается воздушная струя;
  • электрода;
  • изолятора, который одновременно выполняет функцию охлаждения.

Конструкция плазменного резака и рекомендации по его изготовлению

Первое, что необходимо сделать перед изготовлением плазмотрона, – это подобрать для него соответствующий электрод. Наиболее распространенными материалами, из которых делают электроды для выполнения плазменной резки, являются бериллий, торий, цирконий и гафний. На поверхности данных материалов при нагревании формируются тугоплавкие оксидные пленки, которые препятствуют активному разрушению электродов.

Как работает плазморез

Сменные насадки для плазмотрона

Некоторые из вышеперечисленных материалов при нагревании могут выделять опасные для здоровья человека соединения, что следует обязательно учитывать, выбирая тип электрода. Так, при использовании бериллия формируются радиоактивные оксиды, а испарения тория при их соединении с кислородом образуют опасные токсичные вещества. Совершенно безопасным материалом, из которого делают электроды для плазмотрона, является гафний.

За формирование струи плазмы, благодаря которой и выполняется резка, отвечает сопло. Его изготовлению следует уделить серьезное внимание, так как от характеристик данного элемента зависит качество рабочего потока.

Как работает плазморез

Строение сопла плазменной горелки

Наиболее оптимальным является сопло, диаметр которого составляет 30 мм. От длины данного элемента зависит аккуратность и качество исполнения реза. Однако слишком длинным сопло также не стоит делать, поскольку это способствует слишком быстрому его разрушению.

Как уже говорилось выше, в конструкции плазмореза обязательно присутствует компрессор, формирующий и подающий к соплу воздушный поток. Последний необходим не только для формирования струи высокотемпературной плазмы, но и для охлаждения элементов аппарата. Использование сжатого воздуха в качестве рабочей и охлаждающей среды, а также инвертора, формирующего рабочий ток силой 200 А, позволяет эффективно разрезать металлические детали, толщина которых не превышает 50 мм.

Как работает плазморез

Выбор газа для плазменной резки металла

Для того чтобы приготовить аппарат для плазменной резки к работе, необходимо соединить плазмотрон с инвертором и воздушным компрессором. Для решения такой задачи используется кабель-шланговый пакет, который применяют следующим образом.

  • Кабелем, по которому будет подаваться электрический ток, соединяются инвертор и электрод плазмореза.
  • Шлангом для подачи сжатого воздуха соединяют выход компрессора и плазмотрон, в котором из поступающего воздушного потока будет формироваться струя плазмы.

Особенности работы плазмореза

Чтобы сделать плазморез, используя для его изготовления инвертор, необходимо разобраться в том, как такой аппарат работает.

После включения инвертора электрический ток от него начинает поступать на электрод, что приводит к зажиганию электрической дуги. Температура дуги, горящей между рабочим электродом и металлическим наконечником сопла, составляет порядка 6000–8000 градусов. После зажигания дуги в камеру сопла подается сжатый воздух, который проходит строго через электрический разряд. Электрическая дуга нагревает и ионизирует проходящий через нее воздушный поток. В результате его объем увеличивается в сотни раз, и он становится способным проводить электрический ток.

При помощи сопла плазмореза из токопроводящего воздушного потока формируется уже струя плазмы, температура которой активно повышается и может доходить до 25–30 тысяч градусов. Скорость плазменного потока, за счет которого и осуществляется резка деталей из металла, на выходе из сопла составляет порядка 2–3 метров в секунду. В тот момент, когда струя плазмы соприкасается с поверхностью металлической детали, электрический ток от электрода начинает поступать по ней, а первоначальная дуга гаснет. Новая дуга, которая горит между электродом и обрабатываемой деталью, называется режущей.

Характерной особенностью плазменной резки является то, что обрабатываемый металл плавится только в том месте, где на него воздействует плазменный поток. Именно поэтому очень важно сделать так, чтобы пятно воздействия плазмы находилось строго по центру рабочего электрода. Если пренебречь этим требованием, то можно столкнуться с тем, что будет нарушен воздушно-плазменный поток, а значит, ухудшится качество выполнения реза. Для того чтобы соблюсти эти важные требования, используют специальный (тангенциальный) принцип подачи воздуха в сопло.

Необходимо также следить за тем, чтобы не образовалось сразу два плазменных потока вместо одного. Возникновение такой ситуации, к которой приводит несоблюдение режимов и правил выполнения технологического процесса, может спровоцировать выход инвертора из строя.

Как работает плазморез

Параметры плазменной резки различных металлов (нажмите для увеличения)

Важным параметром плазменной резки является скорость воздушного потока, которая не должна быть слишком большой. Хорошее качество реза и быстроту его выполнения обеспечивает скорость воздушной струи, равная 800 м/сек. При этом сила тока, поступающего от инверторного аппарата, не должна превышать 250 А. Выполняя работу на таких режимах, следует учитывать тот факт, что в этом случае увеличится расход воздуха, используемого для формирования плазменного потока.

Самостоятельно сделать плазморез несложно, если изучить необходимый теоретический материал, просмотреть обучающее видео и правильно подобрать все необходимые элементы. При наличии в домашней мастерской такого аппарата, собранного на основе серийного инвертора, может качественно выполняться не только резка, но и плазменная сварка своими руками.

Если в вашем распоряжении нет инвертора, можно собрать плазморез и на основе сварочного трансформатора, но тогда придется смириться с его большими габаритами. Кроме того, плазморез, изготовленный на основе трансформатора, будет обладать не очень хорошей мобильностью, так как переносить его с места на место затруднительно.

Плазменный резак своими руками из инвертора – при разумных затратах это возможно

Домашние мастера, занимающиеся обработкой металла, сталкиваются с необходимостью раскраивать металлические заготовки. Это можно сделать при помощи угловой шлифовальной машины (болгарки), кислородного резака или плазмореза.

  1. Болгарка. Качество среза очень высокого уровня. Однако выполнить фигурный раскрой невозможно, особенно если это касается внутренних отверстий с изогнутыми краями. К тому же есть ограничения по толщине металла. Тонкие листы резать болгаркой невозможно. Главное преимущество – ценовая доступность;
  2. Кислородный резак. Может вырезать отверстие любой конфигурации. Но добиться ровного среза невозможно в принципе. Края получаются рваными, с каплями оплавленного металла. Тяжело режется толщина более 5 мм. Приспособление не слишком дорогое, но требуется иметь большой запас кислорода для работы;
  3. Плазморез. Доступным этот прибор не зазовешь, но высокая стоимость оправдана качеством среза. После раскроя, заготовка практически не нуждается в дополнительной обработке.

Как работает плазморез

Учитывая неподъемную для большинства домашних мастеров цену – многие умельцы «кулибины» изготавливают плазменный резак своими руками.

Способов несколько – можно создать конструкцию полностью «с нуля», или использовать готовые приспособления. Например – из сварочного аппарата, несколько модернизированного под новые задачи.

Изготовить плазморез своими руками реальная задача, но сначала необходимо понять, как он работает.

Общая схема изображена на иллюстрации:

Как работает плазморез

Устройство плазмореза

Блок питания.

Он может быть сконструирован по-разному. Трансформатор имеет большие габариты и массу, но позволяет резать более толстые заготовки.

Потребление электроэнергии выше, это необходимо учитывать при выборе точки подключения. Такие блоки питания мало чувствительны к перепадам входного напряжения.

Инверторы экономичны, у них выше КПД. Дуга, полученная с помощью такого источника питания, горит стабильнее, что положительно влияет на качество реза.

Инвертор легче, и занимает меньше места в сравнение с трансформатором. Это делает прибор мобильным, что позволяет работать в труднодоступных местах.

Однако есть и недостатки. Толщина разрезаемой заготовки ограничена.

Плазмотрон.

Рабочая головка, с помощью которой производится резка.

Схема плазменного резака:

Как работает плазморез

На электрод подается напряжение от инвертора для возбуждения плазменной дуги. Выбирается тугоплавкий металл, с образованием прочного окисла.

Например, цирконий, гафний или бериллий. Сопло служит для формирования плазменной струи. В зону образования плазмы подается сжатый воздух, который одновременно придает форму плазменной струе и охлаждает электрод.

Параметры сопла определяют характеристики реза. От диаметра зависит скорость разреза заготовки и размер прожигаемой щели. Величина отверстия на типовом резаке обычно равняется 3 мм. От длины напрямую зависит качество обработки. Однако слишком длинное сопло сильно нагревается и быстро изнашивается.

Охладитель (он же изолятор) частично отводит тепло от сопла, продлевая его ресурс. В рабочем режиме плазма достигает температуры более 25000°.

Поскольку плазма состоит не только из потока заряженных частиц, а еще и из воздуха – он должен подаваться в больших количествах. Этим вопросом заведует компрессор. Если рабочий ток не превышает пары сотен ампер, используется обычный воздух из атмосферы. Толщина разрезаемого металла менее 5 см.

В промышленных резаках выше сила тока и применяются различные газы: аргон, гелий, азот и даже кислород с водородом.

По управляющему комплекту шланг-кабель поступает как электрический ток, так и сжатый воздух (газ).

Подробное описание как сделать плазмотрон для плазмореза в этом видео.

Как работает плазморез

После нажатия управляющей клавиши, ток большой величины и частоты зажигает (в буквальном смысле) электрическую дугу между соплом и электродом. Температура в наконечнике поднимается до 7000° С.

Когда дежурная дуга заполняет все сопло, подается сжатый воздух (газ). От воздействия высокой температуры газ ионизируется, и становится проводником. Фактически возникает короткое замыкание через воздух, который превращается в газообразный электрод.

В этот момент из сопла вырывается сформированная конусом плазма с температурой более 20000° С. При таких условиях электропроводность раскаленного воздуха внутри плазменного потока, равна проводимости металла.

При соприкосновении плазмы с металлом заготовки, возникает классическая дуга, как при электродной сварке. В роли электрода выступает плазма. Дуга моментально нагревает металл в точке соприкосновения. Размер пятна равен диаметру сопла. Превратившийся в жидкость металл, моментально выдувается под напором сжатого воздуха. Происходит резка заготовки.

Важно! При работе с плазморезом требуется определенная сноровка. Двигаться необходимо равномерно, с правильно заданной скоростью.

Если головку вести слишком медленно – рез получится не таким ровным, и будет слишком широким. Нагревшиеся края металла станут корявыми. Быстрое перемещение не позволит качественно выдувать расплавленный металл, и рез потеряет непрерывность.

Как работает плазморез

Этого недостатка лишены станки плазморезы, в которых сопло управляется механически.

Однако стоимость таких устройств слишком высока. Самостоятельное изготовление затруднено, по причине дороговизны комплектующих. Мы рассмотрим возможность изготовления ручного плазменного резака со средними параметрами.

Плазморез своими руками из инвертора

Основная сложность – изготовление собственно плазмотрона. Точнее – режущего сопла.

Как работает плазморез

Металлы, из которых вытачиваются наконечники, к доступным не относятся. Поэтому есть смысл приобрести готовое сопло. Патрубок для подключения шланга, работающего под давлением – должен быть установлен промышленным путем.

Рабочая область имеет температуру в несколько тысяч градусов, поэтому любой доступный в домашних условиях способ сварки, не подойдет. Трубка просто отвалится. А вот готовую режущую готовку не составит труда разместить в рукоятке, которая рассчитана на высокие температуры. Если вы делаете плазморез из инвертора – такая рукоять входит в комплект.

Также необходимо всегда иметь запас расходных материалов. Сопло, из какого бы прочного металла оно не было сделано, изнашивается довольно быстро. Поэтому комплект из 5-10 насадок и катодов не помешает. К тому же лучше иметь несколько различных диаметров сопла, для работы с разными металлами.

Как работает плазморез

Токопроводящий кабель от инвертора объединяют со шлангом для подачи сжатого воздуха. Вся конструкция должна составлять единое целое, иначе можно просто запутаться в шлангах во время работы.

Как работает плазморез

В качестве корпуса для сопла хорошо использовать керамические втулки. Это и диэлектрик, и охладитель, неплохо рассеивающий лишнее тепло.

Как работает плазморез

Самодельный плазморез, в отличие от обычного сварочника нуждается в управлении поджигом дежурной плазмы. Для этого в конструкцию готового инвертора встраивается осциллятор. который дает первичную искру для запала.

Как работает плазморез

После появления рабочей плазмы его необходимо отключать. Для этого используется схема, работающая при помощи реле. Как только ток достигает рабочей величины – осциллятор выключается и дуга работает от основного (нагрузочного) выхода инвертора.

В остальном инвертор остается без изменений. Мощности хватает для обеспечения горелки при толщине металла до 20 мм. Обычно большую толщину в домашних условиях не обрабатывают.

Самодельный плазморез не может обойтись без компрессора. Для образования стабильной рабочей плазмы достаточно давления 2-2,5 атмосферы. Такую величину обеспечит даже обычный автомобильный компрессор.

Как работает плазморез

Вся проблема в том, что во время работы расходуется огромное количество воздуха, и компрессор не может восполнить его с нужной скоростью. Если давление упадет – рабочая плазменная дуга разрушится, и резать металл будет невозможно.

Вопрос решается установкой воздушного ресивера. Он служит аккумулятором для накопления давления. Кратковременные интервалы работы резака не успевают снизить давление, а во время перерывов компрессор пополняет запас сжатого воздуха.

Можно использовать баллоны тормозной системы от грузовиков. Например – от «Камаза». Однако более практичным будет приобретение стандартного комплекта компрессора с ресивером.

Как работает плазморез

Только обязательно оснастите комплект редуктором. Необходимо иметь возможность выставлять и поддерживать постоянное давление. Покупка компрессора не будет обременительной для бюджета, если использовать его для других целей. Например, для покраски с помощью краскопульта.

С помощью подобной самоделки можно резать как тонкую жесть толщиной 1 мм, так и толстые стальные пластины. Если работать по шаблону – можно вырезать качественные заготовки не хуже станка с ЧПУ.

В этом видео подробности сборки самодельного плазмореза.

Поделиться с друзьями:

Как работает плазморез воздушно-плазменной резки

Благодаря плазменной резке можно очень качественно и весьма быстро разрезать разные виды металла, а также ряд нетокопроводящих материалов, в числе которых пластик, дерево, камень.Поэтому она сейчас весьма широко применяется в разных сферах промышленности. Эта технология помогает разрезать легко трубы, листовой металл, изготовить какую-либо деталь, сделать фигурный срез.

Резка выполняется плазморезами, большой выбор которых представлен на сайте http://www.avtogen.ru/vozdushno-plazmennaya_rezka/. Аппарат производит действия плазменной дугой, обладающей высокой температурой, образуемой источником тока и воздухом. Для правильного управления процессом резки и получения ровного реза, следует быть в курсе, как работает плазменный резак.

Как работает плазморез

Устройство

Состоит плазморез из таких элементов:

  • главного — плазмотрона или резака с патрубком;
  • одного из двух источников питания – инвертора с большим КПД и стабильно горящей дугой (для небольших производств и проникновения в малодоступных местах) или габаритного трансформатора (не боится перепадов напряжения помогает резать толстые заготовки);
  • воздушного компрессора – подающего воздуха;
  • кабель-штангового пакета. Он нужен для подачи тока и сжатого воздуха, образующими плазму.

Как это работает

Источник питания приступает к подаче высокочастотного тока при нажатии на плазмотроне кнопки розжига. Внутри аппарата разгорается так называемая дежурная дуга, высокотемпературная. В камеру при этом поступает под высоким давлением сжатый воздух, вырывающийся из сопла.

Как работает плазморез

Он проходит через эту дугу, и, при нагревании, становится больше в объеме в пятьдесят – сто раз. Кроме этого, он ионизируется и становится токопроводящим.

Этот поток и есть плазма, температура которой может быть до 30 тысяч градусов. Когда она вырывается из раструба, то дуга дежурная сама гаснет и зажигается рабочая. Она разогревает заготовку строго в определенном месте, расплавляя металл, и получается прорез. Образовавшиеся в процессе частички металла потоком воздуха полностью сдуваются. Вот в этом и заключается удобство и простота технологии.

Для качества резки нужно следующее: катодное пятно должно быть точно по центру упомянутого электрода. Скорость реза очень важна, ведь она гарантирует качество реза, его ширину. Она регулируется расходом воздуха.

Стоит также уточнить, что плазморезы бывают ручными, используемыми в быту, и целыми аппаратами машинной резки.

Ручная воздушно-плазменная резка. Видео-руководство в видео:

  • Как почистить сливной бачок унитаза? Коммент. 9 Как работает плазморез

Каждая хозяйка при генеральной уборке дома задумывается, что в очистке нуждается не только пол, стены, зеркала.

Читать »

  • Как выбрать сиденье для унитаза? Коммент. 6 Как работает плазморез

    В данной статье будет подробно рассказано о том, как правильно подобрать сиденье для унитаза, а так же о том, как.

    Читать »

  • Как выбрать фильтр под мойку? Коммент. 5 Как работает плазморез

    Как бы хорошо не очищалась горячая и холодная вода на городских станциях водоподготовки, ей обязательно требуется.

    Читать »

  • Что делать, если сливной бачок унитаза шумит при заполнении? Коммент. 5 Как работает плазморез

    Довольно часто после смыва в туалете начинает раздаваться жутко неприятный шум, как будто бы там образовался.

    Читать »

  • Как устранить течь душевой кабины? Коммент. 5 Как работает плазморез

    Течь душевой достаточно неприятная проблема, которую можно и не сразу заметить. Влага может собираться на каком.

    Читать »

  • Как установить смеситель? Коммент. 5 Как работает плазморез

    При покупке новой сантехники для обустройства санитарного узла или замены старой установленной на новую, возникает.

    Выбирая биотуалет в первую очередь стоит обратить внимание на правила его чистки и утилизации отходов. Так, например.

    • Как сделать вентиляцию в квартире? Как работает плазморез

    Пожалуй, необходимость создания вентиляции в особенности характерна для домов старой застройки. В этом нет ничего.

  • Как сделать недорогой ремонт в комнате? Как работает плазморез

    В случае, когда полноценный ремонт жилых помещений невозможен в виду отсутствия необходимого бюджета, всегда.

  • Как выбрать диван для сна? Как работает плазморез

    В случае, с острой нехваткой пространства всегда приходится отыгрываться на мебели. Речь идёт о том, что дизайнеры.

  • Доломит — что это такое? Как работает плазморез

    Доломит – это природный материал (каменная порода), которая сегодня активно используется в строительстве. Отметим.

  • Что такое рефрижераторный осушитель? Как работает плазморез

    Наряду с электричеством, топливом (газ, бензин, соляра) используется и другой энергоноситель. Он предельно просто.


    Внимание, только СЕГОДНЯ!
  • Закладка Постоянная ссылка.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *