Csináld magad plazmavágó inverteres hegesztésből. Házi készítésű plazmaégő - a gázhegesztés egy változata. Mire van szükségünk
Kétségtelenül sokan láttunk már egy videót a YouTube-on, ahol Vitalij Bogacsev plazmavágót szerelt össze egy hagyományos ívhegesztőgépből
Megpróbálom egyszerűen, minden fanatizmus nélkül elmagyarázni. Vitaly eltávolította a szekunder tekercset a hegesztőtranszformátorról, és helyette egy új szekunder tekercset tekercselt egy kisebb keresztmetszetű kábellel, hogy a kimeneti feszültséget 200 V-ra emelje. Ezután radiátorokra diódahidat és vasra tekercselt fojtótekercset szereltem fel, hasonlóan egy nagyobb hegesztő transzformátorhoz. Csatlakoztatta ezt a tokot a vágóhoz.
Az öblítéshez közönséges kompresszorral szivattyúzott levegőt használtam.
Íme az első videó, amelyben Vitalij leírta a készülék kialakítását
A második videóban Vitalij megmutatta, hogyan működik saját készítésű plazmavágója. Látható, hogy a vágó 8 mm-ig vág fémet, de Vitalij nem mutatja magát a készüléket vágás közben, még az is elemi, hogy bemegy ebbe a helyiségbe és megmutatja, hol nyúlik ki a hüvely a vágóból, ez nem
Őszintén szólva, ez az ötlet nagyon megérintett, és szerettem volna egy ilyen eszközt összeszerelni, de ez riasztott fel. Miért kerülnek tisztességes pénzbe a gyári plazmavágó gépek, ha nincs bennük semmi bonyolult, lehet, hogy van valami fogás a videóban és valójában a videó a PR-nak készült
Először is szüksége van egy 200A AC ívhegesztőgépre, vagy inkább az ilyen gépekhez gőzre van szükség. Az első transzformátor a teljesítmény, a második transzformátor az induktor lesz. Három tekercs van a hegesztő transzformátoron, két primer tekercs 0-220-400V, valamint egy szekunder tekercs 40V. Ezekkel a transzformátorokkal ezt tervezem, mindkét transzformátort levágom, az elsőről leszedem a szekunder tekercset és a második transzformátor primerjét a helyére teszem, így a szekunder tekercsre kellene 200V-ot kapnom. Most a gázról. A második transzformátorból van még vasam, valamint két szekunder tekercsem, amit a második magra lehet rakni és sorba kötni. Egy nagyszerű tekercset kell szereznie, még ismeretlen induktivitású.
Megnéztem ezeket a hegesztőtranszformátorokat a Yandex piacon, és a legolcsóbb lehetőséget találtam, 2376 ₽ egyért. Tehát kettőnek, szállítással együtt, körülbelül 6500 R lesz.
Ezek a hegesztők
Tovább megyek, 4 db 600V feszültségű dióda kell, de az 1000V jobb. A diódáknál jobb nagyobb áramot választani, mondjuk a 150A pont megfelelő lesz. Ebben az esetben az AliExpresshez fordulok. Találtam megfelelő diódahidat 150A 1600V-ra fordított lebontáshoz, ilyen jó tartalék fordított feszültségre nem lesz felesleges. 
Az ilyen diódahíd ára 770,33 rubel, itt található egy link a vásárláshoz. A diódahíd hűtésére is kell radiátor, PC processzoros radiátornál nincs jobb ötlet, bolhapiacon 100-200R-ért lehet ilyen radiátort venni. És az az 1000R az egyenirányítónak
A plazmavágó működéséhez kompresszor kell, nos, ez már eldőlt dolog, már rég össze van szerelve. A kompresszor jó, de a levegőnek tisztanak, olaj- és nedvességmentesnek kell lennie. Tehát a vágó elé egy szárítót kell tenni, amit ismét érdemes Kínából rendelni. Tetszett az AF2000-02 G1 / 4 szűrő 442,20 rubelért. 
A szárító 1,5 MPa nyomást is elbír, ami elég kielégítő. Szabályozáshoz is kell egy szelep, ilyen szelepet fogok használni, az ára 480R. Itt a link
Az egymáshoz való csatlakozáshoz 1/4"-os szerelvényekre is szükség van. 
Alternatív megoldásként 5 darabot is rendelhet 276 rubelért. link itt
A plazmavágó következő, és talán a fő alkatrésze maga a fáklya. Egy ilyen égő nálunk sokba kerül, de Kínában 2400R-t is kérnek érte. 
A kínaiak kínálatából ez a legolcsóbb lehetőség. Erről a linkről rendelhetsz egyet. Ezenkívül ennek a hüvelynek a csatlakoztatásához egy szerelvényre van szüksége, ugyanaz, mint a cikkben bemutattam. Nem találtam semmi értelmeset a neten, úgyhogy esztergályostól kell rendelnem. Ez további 600-800 rubel
A teljes készlethez még néhány alkatrészre van szükség.
Számos relé a teljesítménytranszformátor és a szelepgáz vezérlésére. 
Az ilyen relék Kínából 100 rubelért rendelhetők.
A szelep és a relé táplálásához 12 V-os tápegység szükséges 
Egy ilyen tápegység 232 r-ba kerül Kínában, ezen a linken vásárolhatja meg. Csatlakozó a vezérlőgombhoz a tartón. 
Ez a gomb bekapcsolja a transzformátort, kinyitja a szelepet és bekapcsolja az oszcillátort. Kínából ez 66 rubelbe kerül, egy sor anya és apa. Ezenkívül nagyfeszültségű oszcillátorra van szükség a plazmaív érintés nélküli meggyújtásához. 
Egy kész modul Kínából a 220 V-os AC feszültségmodul tápellátásához 1500 rubel, link
A plazmavágó gép meglehetősen népszerű berendezés, amely lehetővé teszi bármilyen fém vágását a gyártás számos területén. A plazmavágókat nem csak a vállalkozásokban használják. Nemrég kezdtek megjelenni az otthoni műhelyekben. De mivel szinte minden műhelyben már vannak hegesztőgépek, bölcsebb lenne nem kész plazmavágót vásárolni, hanem saját kezűleg inverterből készíteni.
A plazmavágó bizonyos esetekben nélkülözhetetlen eszköz a fémtermékek feldolgozásához, mivel az égőjéből kilépő plazma hőmérséklete eléri a 25-30 ezer fokot. Ezen jellemzőknek köszönhetően a plazmavágók köre meglehetősen széles:
- különféle fémszerkezetek gyártása;
- csővezetékek lefektetése;
- bármilyen fém gyors vágása, beleértve erősen ötvözött hőálló acélok titánt, nikkelt és molibdént tartalmaz, amelynek olvadáspontja 3000 °C felett van;
- vékony lemezes anyagok (vezetőképes) formázott vágása a nagy vágási pontosságnak köszönhetően.
Ezenkívül plazmavágókat (a lézervágó alternatívájaként) használnak automata vonalak részeként nagyvállalatoknál különféle konfigurációjú alkatrészek kivágására lemezanyagokból.
Különbséget kell tenni az olyan fogalmak között, mint a plazmavágás és a plazmahegesztés. Ez utóbbi csak drága, professzionális berendezéseken érhető el, amelyek költsége 100 ezer rubeltől kezdődik.
Inverter vagy transzformátor
Különféle módon, valamint rajzokkal és diagramokkal lehet plazmavágót készíteni. Például, ha egy transzformátor hegesztőre épül, akkor az alábbi plazmavágó diagram alkalmas, amely részletezi, hogy milyen alkatrészekre van szükség a modul gyártásához.
Ha már rendelkezik inverterrel, akkor annak plazmavágóvá alakításához szüksége lesz egy kis finomításra, nevezetesen, hogy adjon hozzá egy oszcillátort az eszköz elektromos áramköréhez. Kétféleképpen csatlakozik az inverter és a plazmapisztoly közé, a következő ábrán látható módon.
Az oszcillátor önállóan forrasztható az alábbi séma szerint.
Ha saját maga készít plazmavágót, akkor a transzformátor kiválasztása áramforrásként több okból sem ajánlott:
- az egység sok áramot fogyaszt;
- a transzformátor nehéz és szállítása kényelmetlen.
Ennek ellenére a hegesztőtranszformátor pozitív tulajdonságokkal is rendelkezik, például érzéketlen a feszültségesésre. Vastag fémet is tudnak vágni.
De Az inverteres plazmavágó gép előnyei a transzformátor egység előtt van:
- könnyű súly;
- magas hatásfokú index (30%-kal magasabb, mint egy transzformátoré);
- alacsony villamosenergia-fogyasztás;
- Minőségi vágás a stabilabb ívnek köszönhetően.
Ezért előnyösebb a plazmavágót hegesztő inverterből készíteni, mint transzformátorból.
A plazmavágó tipikus kialakítása
Egy olyan készülék összeszereléséhez, amelynek köszönhetően a fémek légplazmás vágása lehetséges, a következő alkatrészekkel kell rendelkeznie.
- Tápegység. Az égő elektródájának elektromos áramellátásához szükséges. Az áramforrás lehet váltóáramot adó transzformátor (hegesztő), vagy inverter típusú hegesztő egység, amelynek kimenetén egyenáram figyelhető meg. A fentiek alapján célszerű invertert használni, és argon hegesztés funkcióval. Ebben az esetben lesz benne egy tömlőcsomag csatlakoztatására szolgáló csatlakozó és egy gáztömlő csatlakoztatásának helye, ami leegyszerűsíti a készülék átalakítását.
- Plasmatron (vágó). Ez egy nagyon fontos berendezés, amely összetett szerkezettel rendelkezik. A plazmafáklyában elektromos áram és irányított légáramlás hatására plazmasugár képződik. Ha úgy dönt, hogy saját kezűleg összeszerel egy plazmavágót, akkor jobb, ha ezt az elemet készen vásárolja meg kínai webhelyeken.
- . Szükséges a hatékony ívgyújtáshoz és stabilizáláshoz. Mint fentebb említettük, egy egyszerű séma szerint forrasztják. De ha nem erős a rádió üzletágban, akkor ezt a modult Kínában 1400 rubelért lehet megvásárolni.
- Úgy tervezték, hogy légáramlást hozzon létre az égőben. Ennek köszönhetően a plazmafáklya lehűl, a plazma hőmérséklete megemelkedik, és az olvadt fémet elfújják a munkadarabon lévő vágástól. Házi készítéshez bármilyen kompresszor alkalmas, amelyhez általában légkefe van csatlakoztatva. De ahhoz, hogy eltávolítsa a vízgőzt a kompresszor által szivattyúzott levegőből, be kell szerelnie egy szűrő-szárítót.
- . Rajta keresztül áram folyik az égőbe, amely hozzájárul az elektromos ív meggyulladásához és a gázok ionizációjához. Ezen a tömlőn keresztül sűrített levegő is jut az égőhöz. A kábeltömlő önállóan is elkészíthető úgy, hogy egy elektromos kábelt és egy oxigéntömlőt helyezünk el, például egy megfelelő átmérőjű víztömlőben. De mégis jobb, ha kész tömlőcsomagot vásárol, amelyben minden elem megtalálható a plazmapisztolyhoz és az egységhez való csatlakoztatáshoz.
- Tömegkábel. A végén van egy bilincs a megmunkálandó fémhez való rögzítéshez.
A készülék összeszerelése
Az összes szükséges elem előkészítése után megkezdheti a plazmavágó összeszerelését:
- csatlakoztasson egy tömlőt az inverterhez, amelyen keresztül levegő áramlik a kompresszorból;
- csatlakoztassa a tömlőcsomagot és a földkábelt az inverter elülső oldalához;
- csatlakoztassa a pisztolyt (plazmapisztolyt) a tömlőcsomaghoz.
Az összes elem összeszerelése után folytathatja berendezések tesztelése. Ehhez csatlakoztassa a tömegkábelt a munkadarabhoz vagy a fémasztalhoz, amelyre felhelyezik. Kapcsolja be a kompresszort, és várja meg, amíg a szükséges mennyiségű levegőt a vevőbe pumpálja. Miután a kompresszor automatikusan kikapcsolt, kapcsolja be az invertert. Vigye közel a pisztolyt a fémhez, és nyomja meg az indítógombot, hogy elektromos ív jöjjön létre a pisztoly elektródája és a munkadarab között. Oxigén hatására plazmaárammá alakul, és megkezdődik a fémvágás.
Ahhoz, hogy a hegesztő inverterből házilag készített plazmavágó hatékonyan és hosszú ideig működjön, érdemes megfogadni a készülék működésével kapcsolatos szakértői tanácsokat.
- Ajánlott bizonyos számú párna tömlők csatlakoztatására szolgál. Különösen a jelenlétüket kell ellenőrizni, ha az egységet gyakran kell szállítani. Bizonyos esetekben a szükséges tömítés hiánya lehetetlenné teszi a készülék használatát.
- Mivel a pisztoly fúvókája magas hőmérsékletnek van kitéve, idővel elhasználódik és meghibásodik. Ezért gondoskodnia kell tartalék fúvókák vásárlása.
- A plazmavágó kiegészítőinek kiválasztásakor figyelembe kell vennie, hogy milyen teljesítményt szeretne kapni. Mindenekelőtt a megfelelő inverter kiválasztásáról van szó.
- Az égő elektródájának kiválasztásakor, ha saját maga készíti, előnyben kell részesítenie az olyan anyagokat, mint pl hafnium. Ez az anyag nem bocsát ki káros anyagokat a fűtési folyamat során. Mindazonáltal erősen javasolt a gyárilag gyártott, előre gyártott égők használata, amelyekben a légáram örvénylésének minden paraméterét betartják. A házi készítésű plazmalámpa nem garantálja a kiváló minőségű vágást, és gyorsan meghibásodik.
A biztonsági szabályokat illetően a munkát speciális ruházatban kell végezni, amely véd a forró fém fröccsenése ellen. Továbbá, hogy megvédje a szemet, viseljen hegesztőszemüveget „kaméleonok”.
A fémlemez plazmavágását általában nagyüzemi gyártásban használják összetett konfigurációjú alkatrészek gyártására. Bármilyen fém vágható ipari gépeken - közönséges és rozsdamentes acél, alumínium, réz, sárgaréz, szuperkemény ötvözetek. A plazmavágót saját kezűleg is elkészítheti, és ez egy teljesen működőképes kialakítás, bár némileg korlátozott képességekkel.
Nagyüzemi gyártásra nem lesz alkalmas, de mindig bevált több alkatrész kivágása lakatosban, fémmegmunkáló műhelyben vagy otthon, például garázsban. Ugyanakkor gyakorlatilag nincs korlátozás a konfiguráció összetettségére és a feldolgozott fém keménységére vonatkozóan. Korlátozások vonatkoznak a fémvastagságra, a lemezméretekre és a vágási sebességre.
A legegyszerűbb módja az inverteres hegesztőgépre épülő plazmavágó gép megépítése. Az inverterből készült barkácsoló plazmavágót viszonylag egyszerű kialakítás, működőképesség, a fő alkatrészek és alkatrészek elérhetősége különbözteti meg. Amit nem lehet megvásárolni, közepes felszereltségű műhelyben magad is meg tudod csinálni.
A házi készítésű plazmavágó gép nincs felszerelve CNC-vel - ez a hátránya és az előnye. Hátránya, hogy kézi működtetéssel nehéz két abszolút pontos alkatrészt előállítani. Még a kis üres sorozatok is némileg eltérőek lesznek.
Előnye, hogy az egyik legdrágább csomópontot nem kell megvenni. Nem minden legmagasabb végzettségű mérnök tudja elkészíteni, és kész egységekből összeszerelni ugyanaz, mint egy új készülék vásárlása. Egy mobil vágónak nincs szüksége CNC-re, az általa végzett egyéb feladatok miatt.
A házi készítésű plazmavágó fő összetevői a következők:
- egyenáramú forrás;
- plazma fáklya;
- oszcillátor
- kompresszor vagy henger sűrített gázzal;
- Csatlakozó tömlők;
- tápkábel.
Amint látja, semmi különösebben bonyolult nem található a készülékben. De a nehézségek egy adott csomópont jellemzőinek alaposabb vizsgálatával kezdődnek.
Aktuális forrás
A plazmavágás jellemzői megkövetelik, hogy az áramerősség legalább egy közepes teljesítményű hegesztőgép szintjén legyen. Ilyen áramot egy hagyományos hegesztőtranszformátor és egy inverteres berendezés állít elő. Az első esetben a telepítés feltételesen mobilnak bizonyul - a transzformátor nagy súlya és méretei megnehezítik a mozgatását. Sűrített gázpalackkal vagy kompresszorral kombinálva a rendszer meglehetősen nehézkesnek bizonyul.
Ezenkívül a transzformátorokat alacsony hatásfok jellemzi, ami megnövekedett energiafogyasztáshoz vezet a fém vágásakor. Az invertert használó áramkör valamivel egyszerűbb és kényelmesebb működtetni, valamint az energiaköltségek szempontjából jövedelmezőbb. A hegesztő inverterből egy meglehetősen kompakt plazmavágó lesz, amely könnyen megbirkózik a 25-30 mm vastag fém vágásával. Ilyen vastagságokhoz ipari berendezéseket is alkalmaznak. a transzformátor képes lesz vastagabb munkadarabok feldolgozására, de erre ritkábban van szükség. A plazmavágás minden előnye pontosan a vékony és ultravékony lapokon nyilvánul meg. Ez:
- vonalpontosság;
- élek simasága;
- nem fröccsenő fém;
- az ív és a fém közötti kölcsönhatási pont közelében nincsenek túlhevült zónák.
A házi készítésű plazmavágót bármely inverteres hegesztőgép alapján szerelik össze. Az üzemmódok száma nem számít - csak 30 A-nél nagyobb állandó áramra van szükség.
Plasmatron
A plazmavágó második legfontosabb eleme. Tekintsük röviden működésének elvét. A plazmavágó két elektródából áll, amelyek közül az egyik, a fő, tűzálló fémből, a második egy fúvóka. Általában rézből készül. A katód a főelektróda, az anód a fúvóka, működés közben pedig a munkadarab vezető alkatrész.
Ebben az esetben a fémek vágására szolgáló közvetlen működésű plazmaégőt tekintjük. Az ív a fáklya és a munkadarab között jön létre. Vannak közvetett plazmafáklyák is, amelyek plazmasugárral vágnak, de ezekről az alábbiakban lesz szó. Az inverterből származó plazmavágót közvetlen működésre tervezték.
A plazmafáklya házában a fogyóeszközök és az elhasználódásuk során cserélhető elektróda és fúvóka mellett van egy szigetelő, amely elválasztja a katód- és anódegységeket, valamint egy kis kamra, amelyben a szállított gáz örvénylik. Kúpos vagy félgömb alakú fúvókában vékony lyukat készítenek, amelyen keresztül 5000-3000 0 C-ra melegedett gáz távozik.
A gázt egy hengerből vagy egy kompresszorból táplálják be a kamrába egy tápkábelekkel kombinált tömlőn keresztül, amelyek egy tömlő-kábel csomagot alkotnak. Egy szigetelőhüvelyben vannak összekötve, vagy köteg formájában vannak összekötve. A gáz az örvénykamra tetején vagy oldalán található egyenes csövön keresztül jut be a kamrába, amelyre azért van szükség, hogy a munkaközeg csak egy irányba mozogjon.
Hogyan működik a plazmaégő
A nyomás alatt a fúvóka (anód) és az elektród (katód) közötti térbe belépő gáz csendesen bejut a munkanyílásba, és a légkörbe távozik. Amikor az oszcillátort, egy impulzusos nagyfrekvenciás áramot generáló eszközt bekapcsolják, az elektródák között ív keletkezik, amelyet előzetesnek neveznek, és felmelegíti az égéstér korlátozott terében található gázt. A hevítési hőmérséklet olyan magas, hogy egy másik fizikai állapotba - a plazmába - megy át.
Ezt a fajta anyagállapotot az a tény különbözteti meg, hogy szinte minden atom ionizált, azaz elektromosan feltöltött. Ezenkívül a kamrában a nyomás meredeken megemelkedik, és a gáz forró sugár formájában tör ki. Amikor a plazmaégőt az alkatrészhez hozzák, egy második ív jelenik meg, erősebb. Ha az oszcillátor árama 30-60 A, akkor a munkaív 180-200 A-nál történik.
Ez az ív emellett felmelegíti a gázt, amely elektromos erők hatására rendkívül nagy sebességre – akár 1500 m/s-ra – felgyorsul. A plazma magas hőmérsékletének és mozgási sebességének együttes hatása nagyon vékony vonalba vágja a fémet. A vágás vastagsága a fúvóka tulajdonságaitól függ.
A közvetett plazmaégő másként működik, benne egy fúvóka a fő anód. Nem egy ív szökik ki a vágóból, hanem egy plazmasugár - egy sugár, amely a nem vezető anyagokat vágja le. Az ilyen plazmalámpás házi készítésű berendezések nagyon ritkán működnek.
A bonyolultság és a legfinomabb beállítások miatt szinte lehetetlen saját kezűleg elkészíteni, az interneten található egyszerű rajzok ellenére. Magas nyomáson és hőmérsékleten működik, és egyszerűen veszélyessé válik, ha valamit rosszul csinálnak. A rajzok szerinti "csináld magad" plazmavágó a hegesztőberendezés-üzletekben értékesített kész alkatrészekből összeállítható. De a legtöbb géphez és mechanizmushoz hasonlóan az alkatrészekből történő összeszerelés többe kerül, mint egy kész vágószerelvény.
Oszcillátor
Ez egyfajta indító, amely az előzetes ív elindítására szolgál. Az elektronikában jártasak számára egyszerű az áramköre. A funkcionális diagram így néz ki:
Az elektromos pedig valami ilyesmi (az egyik lehetőség):
A házi készítésű oszcillátor kinézete és működése a videóban megtekinthető. Ha nincs idő az elektromos áramkörök összeszerelésére és az alkatrészek keresésére, használjon gyári oszcillátorokat, például VSD-02-t. Karakterisztikája a legalkalmasabb az inverteres működéshez. A plazmafáklya tápellátása párhuzamosan vagy sorosan van bekötve, az adott eszköz használati utasításának követelményeitől függően.
működő gáz
Mielőtt plazmavágót készítene, fel kell vázolnia annak előzetes alkalmazási körét. Ha csak vasfémekkel fog dolgozni, akkor csak kompresszorral boldogul. A réz, a titán és a sárgaréz nitrogént igényel, és nitrogén és hidrogén keverékében fordul elő. Az erősen ötvözött acélokat argon atmoszférában vágják. Ebben az esetben a készüléket sűrített gázra is számítják.
Készülék összeszerelés
A plazmavágó bonyolultsága és számos alkatrésze miatt nehéz hordozható tokban vagy dobozban elhelyezni. Áruszállításhoz a legjobb a raktári kocsi használata. Kompaktan elhelyezheti rajta az invertert, hengereket vagy kompresszort, kábel-tömlő csoportot. Nagyon könnyen mozgathatók a műhelyben vagy műhelyben. Ha egy másik objektumhoz kell utaznia, akkor mindent fel lehet rakni egy autó utánfutóra.
A legtöbb, több kW-tól több megawattig terjedő plazmatron működési elve gyakorlatilag ugyanaz. A tűzálló anyagból készült katód és az intenzíven hűtött anód között elektromos ív ég.
Ezen az íven keresztül a munkafolyadék (RT) fújódik - plazmaképző gáz, amely lehet levegő, vízgőz vagy valami más. Megtörténik az RT ionizációja, és ennek eredményeként a kimeneten megkapjuk az anyag aggregációjának negyedik állapotát, az úgynevezett plazmát.
Erőteljes eszközökben a fúvóka mentén elektromos mágnestekercset helyeznek el, amely a plazma tengely mentén történő áramlásának stabilizálására és az anódkopás csökkentésére szolgál.
Ez a cikk a sorban a második tervet írja le, mert. a stabil plazma megszerzésére tett első kísérletet nem koronázta túl sok siker. Az Alpaz készüléket tanulmányozva arra a következtetésre jutottunk, hogy valószínűleg nem érdemes egy az egyben megismételni. Ha valakit érdekel - minden nagyon jól le van írva a mellékelt utasításokban.
Első modellünkben nem volt aktív anódhűtés. Munkaközegként egy speciálisan felépített elektromos gőzfejlesztőből származó vízgőzt használtak - egy lezárt kazánból, két vízbe merített titánlemezzel, és 220 V-os hálózatra csatlakoztatták.
A plazmatron katódja egy 2 mm átmérőjű volfrámelektróda volt, amely gyorsan kiégett. Az anód fúvóka furatának átmérője 1,2 mm volt, és folyamatosan eltömődött.
Nem sikerült stabil plazmát szerezni, de azért voltak bepillantások, és ez ösztönözte a kísérletek folytatását.
Ebben a plazmagenerátorban gőz-víz keveréket és levegőt vizsgáltak munkaközegként. A plazmakibocsátás vízgőznél intenzívebbnek bizonyult, de a stabil működéshez száz fokot meghaladó hőmérsékletre kell túlhevíteni, hogy ne csapódjon le a plazmafáklya lehűtött csomópontjain.
Ilyen fűtőtest még nem készült, így a kísérletek még mindig csak levegővel folynak.
Fotók a plazmalámpa belsejéről:
Az anód rézből készült, a fúvókanyílás átmérője 1,8-2 mm. Az anódblokk bronzból készül, és két hermetikusan forrasztott részből áll, amelyek között van egy üreg a hűtőfolyadék - víz vagy fagyálló - szivattyúzására.
A katód egy enyhén hegyes, 4 mm átmérőjű volfrámrúd, amelyet hegesztőelektródából nyernek. Ezenkívül hűti a 0,5-1,5 atm nyomás alatt szállított munkaközeg áramlását.
És itt van egy teljesen szétszerelt plazmatron:
Az anód áramellátása a hűtőrendszer csövein, a katód pedig a tartójához rögzített vezetéken keresztül történik.
Indítás, azaz Az ív meggyullad a katód adagoló fogantyújának addig forgatásával, amíg az meg nem érinti az anódot. Ezután a katódot azonnal el kell vinni az anódtól 2...4 mm távolságra (a fogantyú pár fordulata), és az ív tovább ég közöttük.
Tápellátás, levegőellátó tömlők bekötése a kompresszorból és a hűtőrendszerből - az alábbi ábrán:
Előtétellenállásként bármilyen megfelelő, 3-5 kW teljesítményű elektromos fűtőtestet használhat, például több párhuzamosan csatlakoztatott kazánt is felvehet.
Az egyenirányító fojtótekercs 20 A-ig terjedő áramerősséggel kell, hogy legyen, a mi példányunk körülbelül száz menet vastag rézhuzalt tartalmaz.
A diódák bármelyikére illeszkednek, 50 A és annál nagyobb áramerősségre és 500 V feszültségre tervezték.
Légy óvatos! Ez a készülék transzformátor nélküli hálózati áramot használ.
Egy gépkocsi légkompresszort használtak a munkafolyadék ellátására, és egy autóüvegmosót használtak a hűtőfolyadék szivattyúzására egy zárt körön keresztül. Táplálásuk külön 12 voltos, egyenirányítós transzformátorról történik.
Néhány terv a jövőre nézve
Amint a gyakorlat azt mutatja, ez a tervezés is kísérleti jellegűnek bizonyult. Végül 5-10 percen belül stabil munkát kaptam. De még mindig messze van a teljes tökéletességtől.
A cserélhető anódok fokozatosan kiégnek, rézből nehéz elkészíteni, menet nélkül is jobb lenne. A hűtőrendszernek nincs közvetlen folyadékkontaktusa cserélhető anóddal, ezért a hőátadás sok kívánnivalót hagy maga után. A közvetlen hűtési lehetőség sikeresebb lenne.
A részletek a kéznél lévő félkész termékekből vannak megmunkálva, a tervezés egésze túl bonyolult megismételni.
Találni kell egy nagy teljesítményű leválasztó transzformátort is, enélkül veszélyes a plazmaégő használata.
A végére pedig még több kép a plazmalámpáról huzal és acéllemezek vágásakor. Majdnem egy métert repülnek a szikrák :) 
A fémlemez vágásához különféle mechanikai eszközöket, valamint elektromos hegesztést vagy gázvágót használnak. De ezeken a módszereken kívül van egy hatékony módja a fém vágásának - egy plazmavágó. A gyári telepítés meglehetősen drága, de helyettesíthető egy hegesztő transzformátorból készült házi plazmavágóval.
A plazmavágó gép a következő részekből áll:
- plazmavágó vagy plazmaégő, amely plazmaáramlást hoz létre;
- hegesztő transzformátor, amely táplálja a plazmapisztolyt;
- oszcillátor vagy ívgyújtó egység, amely a vágás kezdetén nagy feszültséget biztosít, hogy plazmaáramlást hozzon létre;
- kompresszor a plazmaégőn keresztüli levegőáramlás létrehozására;
- a hegesztőgépet, a plazmapisztolyt és a vágott részt összekötő kábelek;
- levegőt vagy egyéb gázt és szükség esetén hűtőfolyadékot szállító tömlők.
A plazmafej úgy néz ki, mint egy félautomata hegesztőpisztoly. Kábelek és tömlők is csatlakoznak hozzá, de a fúvókából vezeték helyett 8000 °C-ra melegített plazma áramlik ki.
A készülék működési elve
A plazmavágó gép az elektromos hegesztés és a gázvágó egyfajta hibridje - a fémet elektromosság olvasztja meg, az olvadékot pedig gázáram fújja ki.
Ennek a készüléknek a fő része a plazmafáklya. Belül egy rézelektróda van tűzálló fémrúddal - berillium, tórium, cirkónium vagy hafnium. A fej végén egy fúvóka található, amely a plazmaáramlást képezi. A fúvókát szigetelő választja el az elektródától. A vágás fordított polaritással történik - az elektróda az anód, a fúvóka és a vágandó fém pedig a katód.
A telepítés a következőképpen működik:
- amikor az egység be van kapcsolva, a hegesztő transzformátor feszültséget kap az elektródára és a fúvókára;
- egy oszcillátor segítségével ezen elemek között egy kiegészítő elektromos ív jön létre, amelyet egy további ellenállás korlátoz;
- ez az ív 8000°C-ra melegíti fel a plazmafáklyába juttatott gázt, ami plazmává alakítja és növeli a fej belsejében lévő nyomást;
- levegő- vagy más gázáram kifújja a plazmaáramot a fúvókából;
- elhagyásakor a plazmát keskeny sugárnyalábba tömörítik, amelynek sebessége elérheti az 1500 m / s-t, és a hőmérséklet 30 000 ° C;
- amikor a plazma és a vágandó rész érintkezik, az áram elkezd átfolyni a transzformátor tömegén;
- a munkadarabbal sorba szerelt áramrelé letiltja az oszcillátort és a pilotívet.
A vágandó fém vastagsága a hegesztőtranszformátor áramerősségétől függ.
Információ! 100A-nál nagyobb áramerősségnél a plazmaégőt és a hozzá megfelelő kábelt folyóvízzel vagy más hűtőfolyadékkal kell hűteni.
A plazmavágás előnyei és hátrányai
A fém plazmavágásának előnyei vannak más módszerekkel szemben:
- bármilyen fém és ötvözet vágásának képessége;
- nagy feldolgozási sebesség;
- tiszta vágási vonal megereszkedés és anyagcsíkok nélkül;
- a feldolgozás a vágott részek melegítése nélkül történik;
- Nem használnak gyúlékony anyagokat, például oxigén- és földgázpalackokat.
A plazmavágás hátrányai:
- a telepítés bonyolultsága és magas költsége;
- minden plazmaégővel rendelkező kezelőnek külön transzformátorra és vezérlőpanelre van szüksége;
- vágási szög legfeljebb 50°;
- nagy zaj a munkahelyen.
Mire való a transzformátor?
A plazmaívet egyenirányítós transzformátor táplálja. Az áramerősség és a fémvágási sebesség a teljesítményétől, a vágandó anyag vastagsága pedig a kimeneti feszültségtől függ.
A plazmavágó gépet nem csak egy speciális transzformátorhoz, hanem egy olyan hegesztőgéphez is csatlakoztathatja, amely rendelkezik a szükséges jellemzőkkel.
Több okból is lehetetlen ilyen eszköz nélkül megtenni:
- A transzformátor működési elve szerint korlátozza az áramot a szekunder tekercsben. Ha a plazmapisztolyt közvetlenül a hálózatról táplálják, a készülék rövidzárlatos üzemmódban fog működni, így a vágási áram és az energiafogyasztás meghalad minden megengedett értéket.
- A hegesztőgép működés közben leválasztó transzformátorként működik. A plazmaégő enélkül történő csatlakoztatásakor az égő és az alkatrész feszültség alá kerül, ami veszélyes az emberek életére.
Rendszer
Mint minden elektromos berendezés, a plazmavágó egységet is az elektromos diagramok szerint szerelik össze.
elvszerű
Ez a diagram a telepítés összes elemét mutatja, függetlenül azok elhelyezkedésétől. Ennek a rajznak az a fő célja, hogy bemutassa az alkatrészek közötti kapcsolatokat, és megkönnyítse a növény működésének megértését.
A készülék kapcsolási rajza a következő elemeket mutatja:
- táptranszformátor egyenirányítóval;
- oszcillátor;
- áram relé;
- a pilotív áramát korlátozó ellenállás;
- egy kontaktor, amely kikapcsolja ezt az ívet;
- indító, beleértve az eszközt;
- kapcsoló gomb levágása;
- kompresszor vezérlőberendezéssel.
Információ! Az áramköröket vastag vonalakkal lehet ábrázolni.
Hivatal
A vezérlési séma mutatja az összes gombot és vezérlőt, amelyek a távirányítón vagy közvetlenül a plazmalámpán találhatók:
- kompresszor indító gombjai;
- légnyomás-szabályozó;
- hűtőfolyadék, gombok és áramlásszabályozók jelenlétében;
- árammérő;
- voltmérő;
- víz- és levegőáramlás-érzékelők;
- vágásvezérlő gomb (lehet, hogy a plazmaégő fogantyúján található).
Információ! Mindezek az elemek a kapcsolási rajzon is láthatók.
Kapcsolatok
A bekötési rajz mutatja azokat a kábeleket és tömlőket, amelyek az összes elemet összekötik egymással. Jelzi a vezetékek keresztmetszetét és hosszát, valamint a csatlakozási pontot.
Hogyan készítsünk plazmavágót
A plazmavágó gép munkaeszköze egy vágó, vagy egy plazmaégő. Légáramot hoz létre, amelyet 30 000 ° C-ra melegített plazmává alakítanak, amely vágja a fémet.
Ön is elkészítheti. A kész tervet célszerű mintaként használni. A plazmalámpa több fő elemből áll:
- Központi tartó cserélhető elektródával. Akár 100A-es vágóárammal és 50 mm-es fémvastagsággal a tartó rézrúdból készül, az erősebb készülékekben vízhűtésre szolgáló csatornák vannak benne. Az ív meggyújtásához az elektróda és a fúvóka közötti távolságnak 2 mm-nek kell lennie, ezért a plazmafáklya beállításához a központi rúd mozgathatóvá válik.
- Szigetelő a középső elektróda és a külső burkolat között. A szigetelőnek a fúvókához legközelebb eső része elhasználódik, cserélhető PTFE-ből készül.
- Külső test cserélhető fúvókával. A plazma az elektróda és a fúvóka közötti kamrában jön létre. A vízhűtéses készülék gyártása során a falakon belül csatornák vannak a hűtőfolyadék számára.
- Cserélhető fúvókák, kábelek - táp- és segédívhez, tömlők.
Információ! Vízhűtéses egységeknél a tápkábel szigeteletlen, és az égőt vizet szállító tömlő belsejében található.
Egy ilyen eszköz elkészítésének egyik módja az, hogy argon ívhegesztőpisztolyból készítik. A legtöbb szükséges elemet tartalmazza:
- volfrámelektróda Ø4mm állítható pozícióval;
- terminál és kábel a hegesztéshez szükséges áramellátáshoz;
- vezetőcsatornák és egy tömlő a fúvóka gázellátásához.
A javításhoz szükséges:
- távolítsa el a vékonyfalú sárgaréz fúvókát;
- széle helyett hengeres alakú fluoroplasztból készült szigetelő tömítést, menettel a hengeren kívül és belül;
- a tömítés tetejére tekerje fel a sárgaréz testet a réz fúvóka rögzítőjével;
- forrassza vagy rögzítse a segédív kábelét a testhez;
- szereljen be egy mikrokapcsolót a fogantyúba, amely bekapcsolja a vágási módot.
Cserélhető fúvókák
A működés közben elhasználódó cserélhető elemek az elektródák és a fúvókák:
- Az elektróda rézből készül, tűzálló fém betéttel - berillium, tórium, cirkónium és hafnium. A betét középen, a fúvóka nyílásával szemben van. Az elektróda széle és a fúvóka között egy rövid távú segédív jelenik meg, a munkaállandó a betét és a munkadarab között van, ezért a betét a leginkább kopó elem, és az elektródára kerül.
- A fúvóka az elektróda által alkotott plazmasugarat képez. Az optimális fúvókaméret 30 mm, a közepén egy Ø2 mm-es furat található. Működés közben a rajta áthaladó plazma megnöveli a csatorna átmérőjét, ezáltal a gázáramlás szélesebb, a vágás pedig kevésbé pontos. Ezért a fúvókát, akárcsak az elektródát, rendszeresen cserélni kell.
Gázválasztás
Annak ellenére, hogy a kompresszor által létrehozott légárammal bármilyen fém vágható, mindegyik fémhez van egy optimális gázösszetétel:
- réz, sárgaréz és titán - nitrogén;
- az alumínium nitrogén és hidrogén keveréke;
- erősen ötvözött acél - argon.
Hogyan készítsünk hegesztő transzformátort
A plazma áramforrás egy hegesztő transzformátor. Más elemekhez hasonlóan önállóan is elkészíthető.
Kötelező paraméterek
A plazmavágó transzformátor nyitott áramköri feszültségében különbözik a hagyományos hegesztőktől, és 220-250 V-os. Ez szükséges az elektróda és a vágandó alkatrész közötti ív létrehozásához és fenntartásához. A szekunder tekercs teljesítménye és árama a fém várható vastagságától függ:
- 20A, 2,5 kW - 6 mm;
- 50A, 6kW - 12 mm;
- 80A, 10kW - 18-25 mm.
A tápegység „lágy” karakterisztikával szükséges, a feszültség működés közben 70 V. A pilótaív működéséhez 5A áram elegendő. Vastag nikróm huzalból készült 30-50 ohmos ellenállás korlátozza.
Információ! Nem használhat hagyományos vagy inverteres hegesztőt. Ezeknek az eszközöknek nincs elegendő XX feszültsége.
Hogyan kell számolni
A táptranszformátor számítása a mágneses áramkör szükséges szakaszainak, a primer és szekunder tekercsek, valamint a fordulatok számának meghatározására redukálódik.
A legfeljebb 12 mm-es fém vágására tervezett eszköznél 50 A áramerősséggel, 200 V nyitott áramköri feszültséggel és 220 V hálózati feszültséggel ezek a paraméterek:
- a mágneses áramkör keresztmetszete - 107 mm²
- primer tekercs - 225 fordulat rézhuzal Ø4,7 mm;
- szekunder tekercs - 205 menetes rézhuzal Ø5,04 mm².
Transzformátor gyártás
Tekintettel arra, hogy a transzformátornak „puha” karakterisztikával kell rendelkeznie, a tekercsek egymástól külön vannak elhelyezve. O-alakú mag használatakor különböző rudak, a W alakú mágneses áramkörön a tekercsek a középső rész mentén helyezkednek el.
A tekercseket a számított paraméterek szerint tekercseljük fel az elektromos kartonjuk keretére. A kész tekercseket üvegszalaggal vagy tartószalaggal tekerjük, és festékkel fedik le.
A tekercselés feltekerése és a mágneses áramkör összeszerelése után egy textolit platformra szerelt, 4 diódából álló, radiátoros diódahidat rögzítünk a transzformátorhoz és csatlakoztatjuk. Az összeszerelt transzformátort a házba helyezzük, a tekercsek és a diódahíd kimenetei az előlapon lévő kapcsokra csatlakoznak. A csatlakozás a kapcsolási rajz szerint történik, figyelembe véve az ampermérők, voltmérők, indítók és egyéb részletek jelenlétét.
A hegesztővel sorba kapcsolt oszcillátor nagy, nagyfrekvenciás kimeneti feszültséggel rendelkezik. Ezért az egyenirányítóban nagyfrekvenciás diódákat kell használni, vagy külön diódahidat kell beépíteni, különösen a pilotívhez.
Egyéb tartozékok
A plazmafáklyán és a transzformátoron kívül más elemek is vannak a plazmavágó egységben.
Kompresszor
A leggyakoribb munkagáz a sűrített levegő. Szinte minden fém és ötvözet vágására használható. A kompresszor a sűrített levegő forrása. Bármilyen kivitelben használható, a minimális teljesítmény a fém vastagságától függ:
- 16 mm - 140 l / perc;
- 20 mm - 170 l/perc
- 30 mm - 190 l / perc.
A stabilabb működéshez legalább 50 literes űrtartalmú vevőre van szükség, a kompresszor által létrehozott nyomásnak 4,5 bar-nál nagyobbnak kell lennie.
Kábelek és tömlők
A léghűtéses plazmavágó működtetéséhez a kábeltömlő csomag a következő elemekből áll:
- Tápkábel. Keresztmetszete a készülék névleges teljesítményétől függ. 50 A áramerősséggel, amely elegendő a 10 mm vastag fém vágásához és egy vinil szigetelésű huzalhoz, 6 mm². Hőálló szigetelésű kábel esetén a keresztmetszete ennek megfelelően csökken. 2 ilyen kábelre van szüksége – az egyik a kábeltömlő csomagban található az elektródához, a másik pedig a földhöz.
- Vezeték a pilótaívhez. 1,5 mm² keresztmetszet elegendő. A megengedett fűtés szerint a kábel megengedhető vékonyabbnak, de nem megfelelő a mechanikai szilárdsága.
- Tömlő a levegőellátáshoz. Belső átmérő 10 mm.
- Vezetékek a mikrokapcsoló csatlakoztatásához.
Oszcillátor
Ez egy olyan eszköz, amely az XX hegesztőtranszformátor feszültségét olyan értékre növeli, amely biztosítja az elektromos ív megjelenését anélkül, hogy az elektróda és a tömeg között előzetesen érintkezne.
A plazmavágó egységekben használt oszcillátorok sorba vannak kötve egy transzformátorral, és váltakozó feszültséget adnak 220 V állandó feszültséghez, legfeljebb 250 kHz frekvenciához és 6 kV feszültséghez.
Ez a készülék önmagában nem termel emberi egészségre veszélyes áramot, ráadásul nem képes ívet létrehozni fém hegesztésére vagy vágására. Ennek az eszköznek az a fő célja, hogy szikrát hozzon létre az elektródák között. Ez a szikra a vezető, és "kikövezi az utat" a hegesztő egyenirányító számára.
Tanács! Oszcillátor helyett elektronikus autógyújtás használata megengedett.
végső összeszerelés
A házi készítésű plazmavágó egység összeszerelése az összes elem kábelekkel és tömlőkkel történő összekapcsolásából áll:
- az elektróda, a föld és a vezetőív kábelei a hegesztőtranszformátor megfelelő kapcsaihoz csatlakoznak;
- a levegőtömlő a kompresszor vevőjéhez van csatlakoztatva;
- a fogantyún lévő mikrokapcsolóhoz vezető vezetékek a vezérlőáramkörre vannak kötve.
Vizsgálat
Az összeszerelt eszköz ellenőrzéséhez próbavágást kell végezni a fémből:
- adjon áramot a transzformátorhoz;
- 10 perc elteltével kapcsolja ki és ellenőrizze a tekercsek fűtését;
- ha hidegek, kapcsolja be újra a tápfeszültséget;
- kapcsolja be a kompresszort;
- a vevő feltöltése után nyissa ki a légcsapot, és irányítsa a levegő áramlását a plazmaégőn keresztül;
- a mikrokapcsoló gomb megnyomásával gyújtsuk meg a pilótaívet;
- ha van, végezzen próbavágást a fémen.
A tesztek befejezése után válassza le a készüléket a hálózatról, és ismét ellenőrizze az összes elem fűtését.
Biztonsági szabályok a plazmavágóval végzett munka során
A plazmavágás folyamata a munkaszabályok be nem tartása esetén veszélyes az emberek egészségére és életére. A fő káros tényezők a következők:
- Olvadt fém fröccsenése. A vágás során a plazmaáram megolvasztja a fémet és kifújja a vágandó alkatrészből. Az olvadt cseppek éghető anyagokon való érintkezése azok meggyulladásához vezet, a bőrrel való érintkezés pedig súlyos, akár IV fokos égési sérüléseket okoz (elszenesedés). A védelem érdekében a plazmaáramlást el kell irányítani az emberektől és az éghető anyagoktól.
- Ártalmas gázok és porok. A vágás során a fém nemcsak megolvad, hanem meg is ég. A keletkező füst káros az egészségre. Ezenkívül az alkatrészek felületén lévő szennyeződés megég. Ezért a munkahelyet elszívó szellőzéssel kell ellátni, és légzőkészülékben kell dolgozni.
- Erős fény. Az elektromos hegesztés és vágás során elektromos ívvel kialakított plazmával a látható fény mellett ultraibolya is megjelenik. Az ilyen típusú sugárzás retina égési sérüléseket okoz. A védelem érdekében a munkahelyet hordozható pajzsokkal kell elkeríteni, és a vágónak védőpajzsot kell használnia.
- Hőfok. A munka befejezése után az alkatrész szélei egy ideig magas hőmérsékletre melegednek, és megérintése égési sérüléseket okozhat. Az ilyen sérülések elkerülése érdekében a vágott részeket csak védőkesztyűben lehet megérinteni, vagy egy idő után, amíg a szélek lehűlnek.
Egy barkácsoló transzformátor plazmavágó átlagos költsége
A házi készítésű plazmavágó költsége az alkatrészek árától függ. Ideális esetben egy ilyen eszközt különféle régi ócska és a műhelyben kapható alkatrészekből állítanak össze.
Mindenesetre érdemes a bolti plazmavágó árára koncentrálni, ami a vágandó fém vastagságától, a kiegészítő tartozékok elérhetőségétől, a gyártó cégétől és egyéb tényezőktől függ.
Az ilyen eszközök átlagos költsége a vágott fém vastagságától függ:
- 30 mm-ig - 150-300 ezer rubel;
- 25 mm - 81-220 ezer rubel;
- 17 mm - 45-270 ezer rubel;
- 12 mm - 32-230 ezer rubel;
- 10 mm - 25-20 ezer rubel;
- 6 mm - 15-20 ezer rubel.
Tanács! A különböző gyártóknál eltérő árak vannak az alkatrészekre, így a megtakarítás egyik módja, ha minden alkatrészt külön vásárolunk meg, és saját kezűleg összeállítjuk a készüléket kész elemekből.
Plazmavágási paraméterek különböző fémekhez
Bár minden anyag ugyanabban a módban vágható, a különböző fémek és ötvözetek eltérő vágási módokat, gáz- és berendezésbeállításokat igényelnek a feldolgozás minőségének javítása érdekében:
- Szénacél - levegő, nitrogén, oxigén. Fúvóka átmérője 3 mm, vágási sebesség 0,3-5,5 mm/perc.
- Rozsdamentes acél - levegő, nitrogén, hidrogén-argon keverék. Fúvóka átmérője 3 mm, vágási sebesség 0,3-5,5 mm/perc.
- Alumínium-nitrogén, hidrogén-argon keverék. Fúvóka átmérője 2-3 mm, vágási sebesség 0,1-1,6 mm/perc.
- Réz és ötvözetek - levegő 40 mm felett, nitrogén - 5-15 mm. Fúvóka átmérője 3-3,5mm, vágási sebesség 0,4-3mm/perc
Információ! A vágási sebesség a beállító áramtól és az alkatrész vastagságától függ. Ebben az esetben fontos, hogy az ív vége „lépést tartson” a kezdetével.
A fém plazmavágása a feldolgozás modern módja. Egy ilyen, hegesztő transzformátorból készült berendezés jelenléte a műhelyben kibővíti a mester képességeit.
