Содержание
- Особенности сборки плазмореза своими руками
- Принцип действия плазмореза
- Подбор составных частей плазмореза
- Особенности маркировки плазморезов
- Изготовление плазмореза с ЧПУ своими руками
- Вам также могут быть интересны статьи:
Особенности сборки плазмореза своими руками
На промышленных предприятиях, небольших мастерских, при проведении строительных и ремонтных работ используются ручной плазморез, когда необходимо сделать сварку или резку изделий из металла, а также специальное оборудование оснащенное системами ЧПУ. Для выполнения небольших по объему работ, может использоваться плазморез собранный своими руками из инвертора, который способен обеспечить высокое качество реза или шва с учетом выполняемых операций.
Принцип действия плазмореза
При включении источника питания ток начинает поступать в рабочую зону во внутреннюю камеру плазмореза, где активируется электрическая дежурная дуга между наконечником сопла и электродом. Образующая дуга заполняет канал сопла, куда под большим давлением начинает подаваться воздушная смесь, которая за счет высокой температуры 6000-8000 °C сильно нагревается и увеличивается в объеме от 50 до 100 раз. За счет внутренней формы сужающегося сопла, которое имеет форму конуса поток воздуха, сжимается, разогреваясь до температуры на выходе равной 25000 — 30000 °C, с образованием плазменной струи производящей резку обрабатываемой болванки. Причем первоначально активированная дежурная дуга гаснет и активируется рабочая между электродом и изделием из металла. Образующиеся продукты от воздействия плазменного горения и плавки металла удаляются за счет силы струи.
Рис 1 Проведение операций по разделке металла, где необходим раскрой или сварка изделия, используя ручной самодельный изготовленный своими руками или профессиональный плазморез.
Оптимальными показателями для рабочего процесса являются:
- подача газа со скоростью до 800 м/сек;
- показатель тока может составлять до 250 — 400 А.
Схема 1. Чертеж процесса плазменной разделки обрабатываемого изделия.
Ручной плазморез собранный с использованием инвертора в основном применяется для обработки заготовок и отличается небольшим весом и экономным расходом электроэнергии.
Подбор составных частей плазмореза
Для сборки плазменного резака, используя чертежи (на базе инвертора), своими руками необходимы агрегаты:
- устройство подачи газа под давлением – компрессор;
- плазменный резак;
- электротехническое устройство – инвертор, обеспечивающий силу тока для образования электрической дуги;
- рабочие шланги высокого давления для подачи воздуха и защищенный электрический кабель.
Для подачи воздуха подбираем компрессор с учетом выходного объема в течение 1 мин. Производственные компании выпускают 2 вида компрессоров:
- аппарат поршневой;
- аппарат винтовой (который обладает меньшим расходом электроэнергии, легче, но 40-50% дороже).
Рис. 2 Плазморез (аппарат) с комплектом кабеля для резака и соединения с заготовкой (в качестве анода).
Поршневые компрессоры подразделяются на масляные и без применения масла, по принципу привода — с ременным или прямым соединением элементов.
При эксплуатации компрессоров необходимо соблюдать ряд правил:
- при отрицательной температуре окружающей среды необходимо предварительно прогревать масло, содержащееся в картере;
- необходимо регулярно менять воздушный (входной) фильтр;
- строго контролировать уровень масла в картере;
- не реже 1 раз полгода необходимо осуществлять полную очистку агрегатов от посторонних примесей;
- по окончании работ необходимо сделать сброс давления (с помощью регулятора) в системе.
При ремонтных работах часто используется продукция компании ORLIK KOMRESSOR (Чехия). Аппарат ORL 11 позволяет производить резку заготовки с использованием силы тока 200-440 А и воздушно-газового потока поступающего под давлением.
В комплект оборудования входит:
- компрессор;
- блок фильтров магистральных для воздушно-газовой смеси;
- осушители газа;
- ресивер.
На выходе из агрегата поступает очищенный воздух от масла, пыли и влаги. Примером винтовых компрессоров является продукция фирмы Atlas Copco (Швеция) серии СА. Устройство оснащено для очищения воздуха автоматической системой удаления конденсата.
Плазматрон — специальный аппарат, в котором с помощью электрического тока образуется электродуга разогревающая в камере подаваемый под давлением воздух с образованием режущего потока плазмы.
Резак состоит из элементов:
- специального держателя с электродом;
- изолирующей прокладки разделяющей сопло и электродный узел;
- камеры образования плазмы;
- сопла выходного для образования плазменной струи (см. чертежи);
- снабжающих систем;
- элементов тангенциальной подачи плазмы (на некоторых моделях) для стабилизации дугового разряда.
По способу выполнения работ (сварка или резка) резаки подразделяются:
- Двухпоточные, используемые в восстановительных, окислительных и инертных средах.
- Газовые инертные (с использованием гелия, аргона), восстановительные (водорода, азота).
- Газовые окислительные (в состав воздушно-газовой смеси входит кислород).
- Газовые с применением стабилизационной (газожидкостной) дуги.
Катод плазматрона изготавливается в виде стержня или вставок из вольфрама, гафния, циркония. Широкое распространение получили плазматроны с гильзовым катодом, применяемым при резке с использованием воздушно-газовой потока под давлением.
Для проведения резки изделий в окислительной среде используется пустотный катод, изготовленный из меди с принудительной системой охлаждения с помощью воды.
Рис. 3 Переносной аппарат (инвертор) для осуществления плазменной резки.
Плазморез двухпоточный (инверторный) оснащаются 2-мя соосными соплами наружным и внутренним. Поступающий газ во внутреннее сопло считается первичным, а наружное – дополнительным, причем газы могут иметь различный состав и объем.
Плазморез со стабилизацией дуги за счет подачи газожидкостного потока имеет отличие, которое заключается в подаче воды в факельную камеру для стабилизации состояния дугового разряда.
Для активации рабочей дуги в качестве анода используется заготовка, которая с помощью зажимов и кабеля подсоединяется к инвертору.
В качестве энергетической установки для осуществления процесса плазменной резки используется устройство (инвертор), обеспечивающее необходимую силу тока, которое обладает более высоким КПД, чем трансформатор, но возможности по обработке металла у трансформатора значительно выше.
Схема 2. Чертеж источника питания плазматрона своими руками.
Преимущества инвертора:
- возможность равномерно изменять параметры;
- небольшой вес;
- устойчивое состояние рабочей дуги;
- высокое качество реза или сварки.
В комплект оборудования также входит набор шлангов высокого давления для подсоединения стационарного компрессора и соединительный электрический кабель.
Для сборки плазмореза своими руками разрабатывается схема устройства с указанием необходимых агрегатов отвечающих требуемым характеристикам, которая должна включать все дополнения и изменения, используемые при сборке с приведением необходимых расчетов наиболее важных показателей. Самодельный плазморез своими руками можно собрать, используя готовые блоки и агрегаты, производимые специализированными компаниями при этом необходимо сделать точные расчеты и согласование выходных параметров протекающих процессов.
Особенности маркировки плазморезов
Выпускаемые промышленными предприятиями плазморезы можно разделить на 2 категории:
- агрегаты машинной резки;
- ручные.
Ручные резаки более доступны по цене при необходимости сборки своими руками. Производимые модели имеют специальную маркировку:
- ММА – аппарат предназначен для дуговой сварки с помощью индивидуального электрода;
- CUT – аппарат (плазморез) используется для разделки металла;
- TIQ — аппарат применяется для работ, где необходима аргонная сварка.
Производственные предприятия выпускают оборудование для резки металла:
- Профи CUT 40 (горелка РТ-31, допустимая толщина реза – 16 мм, расход воздушно-газовой смеси– 140 л/мин, ресивер объемом 50 л);
- Профи CUT 60 (горелка Р-80, допустимая толщина реза заготовки — 20 мм, расход воздушно-газовой смеси – 170 л/мин.);
- Профи CUT 80 (горелка Р. – 80, допустимая толщина реза заготовки – 30 мм, расход воздушно-газовой смеси – 190 л/мин.);
- Профи CUT 100 (горелка А-101, допустимая толщина реза заготовки – 40 мм, расход воздушно-газовой смеси — 200 л/мин.), ресивер объемом 100 л.
Изготовление плазмореза с ЧПУ своими руками
Плазморез оснащенный ЧПУ должен иметь унифицированную сборку, используя чертежи, выполненные на основе подготовленного технического задания изделия, куда входят:
- стол рабочий;
- передача ременная;
- блок управления функциями;
- элементы шаговые;
- направляющие линейные;
- система регулировки высоты реза;
- блок управления ЧПУ;
Схема 3. Чертеж устройства инвертора для плазменной резки.
Чертежи всех блоков плазмореза можно приобрести с учетом требуемой мощности и характеристик установки и финансовых возможностей или сделать своими руками при наличии опыта и знаний.
Для комплектования и сборки станка с ЧПУ необходимо, используя чертежи, изготовить ряд элементов:
- основание для сварки стола;
- собирается прочная рама с последующей окраской;
- крепятся опорные стойки;
- собирается водяной стол;
- устанавливаются крепления и сами рейки;
- монтируются направляющие линейные;
- монтируется облицовка стола;
- устанавливаются направляющие совместно с порталом;
- портал оснащается двигателем и сигнальными датчиками;
- монтируются направляющие, двигатель направляющей Y и зубчатая рейка регулирования позиционирования;
- монтируется направляющая с оснащением двигателем;
- монтируется сигнальный датчик поверхности металла;
- монтируется кран для удаления воды со стола;
- прокладываются соединительные кабели-каналы X.Z.Y;
- провода изолируются и закрываются с помощью облицовки;
- монтируется рабочий резак;
- собирается и монтируется устройство с ЧПУ.
Проведение операций по изготовлению и сборке плазмотрона с ЧПУ, должны выполняться только при наличии квалифицированных специалистов. Схема устройства (чертежи) должна включать все необходимые элементы, обеспечивающие высокое качество работы и безопасность выполнения резки металла. Оснащение предприятий оборудованием с ЧПУ позволяет повысить производительность труда и сложность выполнения операций. Сделать производственные процессы, выполняемые с помощью оборудования с ЧПУ более экономичными за счет повышения производительности труда и сокращения скорости обработки изделий.
Источник: