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

Реально ли сделать своими руками ЧПУ плазморез

Реально ли сделать своими руками ЧПУ плазморез

Сделать своими руками плазморез ЧПУ теоретически можно. На практике же получается на 50-70% крупноузловая сборка. Чего можно добиться — читайте далее.

Плазменная резка металла отличается от других способов изготовления деталей сложной конфигурации тем, что в результате получаются изделия очень точной формы, и обрабатывать их кромки не требуется. Станок с ЧПУ плазморез своими руками сделать теоретически можно. На практике же получается на 50-70% крупноузловая сборка.

Самостоятельно сделать можно некоторые узлы:

  • станину;
  • систему охлаждения;
  • защитные приспособления.

Все остальное придется покупать в готовом виде и устанавливать на станок. Стоимость самодельного станка будет ниже, чем у оборудования заводской сборки приблизительно на 50%. Но при этом возникнут сложности с настройкой и обслуживанием. К тому же станок плазменной резки кустарного производства ограничен в возможностях. Полной универсальности достичь не удастся, даже при использовании деталей от лучших производителей. Максимум, что он сможет — это вырезать отдельные детали из листового металла небольшой толщины. Для крупносерийного производства самодельные станки не годятся.

Но в условиях небольшой мастерской или цеха, где металлообработка требуется в ограниченном объеме и нет высоких запросов к точности конфигурации деталей, такой станок очень пригодится. Кроме того, что купить его получиться вдвое дороже, при сборке можно использовать часть уже имеющегося металла, например, при изготовлении станины.

Основы плазменной резки

В основе плазменной резки лежит ионизированный газ, который вылетает из сопла горелки с большой скоростью. Этот газ и есть та самая плазма. Что она делает.

  • По сути, это ионизированная среда является отличным проводником электрического тока, который от электрода поступает к металлической заготовке.
  • Плазма нагревает металл до необходимой температуры.
  • Она же сдувает расплавленный металл, освобождает пространство реза.

Значит, чтобы создать плазму, необходим газ и источник электроэнергии. И эти две составляющие должны соединиться в одном месте. Поэтому оборудование плазменной резки состоит из баллона с газом, источника электроэнергии повышенной силы и резака, в котором установлен электрод.

Конструкция резака изготовлена таким образом, чтобы вокруг электрода проходил газ и в нагретом от электрода виде вырывался наружу через небольшое отверстие. Небольшой диаметр отверстия и давление газа создают необходимую скорость плазме. При изготовлении самодельной плазменной резки нужно просто приобрести готовый резак и не думать над его созданием. Потому что в нем уже все продумано, плюс заводской вариант – это гарантия безопасности.

Что касается газа, то от всех вариантов давно уже отказались, оставив сжатый воздух. Получить его можно сегодня очень просто – приобрести и установить компрессор.

Есть определенные условия, которые гарантируют качество резки плазмой.

  • Сила тока на электроде не должна быть меньше 250 А.
  • Сжатый воздух должен подаваться на резак со скоростью в пределах 800 м/сек.

Особенности схемы плазмореза

Существуют разнообразные чертежи и видеоуроки изготовления сварочных плазморезов. Для получения правильного, а, главное, работающего агрегата, необходимы навыки и умение разбираться в схематическом материале и чертежах. Для переделки в самодельный плазморез уже имеющегося сварочного инвертора нужно в электросхему аппарата добавить осциллятор.

Схема работает следующим образом:

  • На резаке расположена кнопка пуска, нажимая на которую, на секцию управления подводится напряжение.
  • Реле обеспечивает подачу воздуха для прочистки плазмотрона, за пару секунд освобождая его камеру от конденсата.
  • Осциллятор ионизирует область между соплом и электродом, вследствие чего загорается дуга.
  • К изделию направляют плазмотрон и зажигается рабочая дуга.
  • Реле геркона отключает сопло и поджиг.

Как функционирует плазморез

Как сделать плазморез для металла своими руками? Чтобы понять это, нужно разобраться, как функционирует данный прибор. Когда включается инверторный аппарат, электрический поступает на электрод. Из-за этого зажигается дуга. Температура электрической дуги, которая загорается между рабочим электродом и металлическим концом соплового отверстия, равняется примерно 6000-8000 градусов. После зажигания дуги в сопловую камеру проникает воздух под давлением. Он проходит через электрический разряд. Электрическая дуга обеспечивает нагревание и ионизацию идущего через нее потока воздуха. Ввиду этого объем воздуха делается больше в 100 и более раз. Воздух получает возможность пропускать электрический ток.

С помощью сопла из потока воздуха формируется плазменная струя. Ее температура быстро увеличивается, способна достигать 25000-35000 градусов. Скорость струи плазмы, посредством которой осуществляется разрезание металлических заготовок, на выходе из соплового отверстия равняется приблизительно 2-3 метрам в секунду. Когда плазменная струя касается поверхности заготовки из стали, электроток от электродного элемента начинает поступать по ней, а горящая дуга погасает. Новая дуга, которая загорается промеж электродного элемента и разрезаемой заготовки, называется режущей.

Читать еще:  Простой способ изготовления джерков своими руками

Отличительной чертой плазменной резки считается то, что разрезаемый материал расплавляется лишь в той области, в которой на него действует струя плазмы. Ввиду этого необходимо делать так, чтобы участок плазменного воздействия располагался в центральной части электрода. Если проигнорировать данное требование, возможно столкнуться с тем, что нарушится плазменно-воздушный поток. Следовательно, снизится эффективность осуществления резки. Чтобы обеспечить соблюдение требований, воздух подается в сопло тангенциально.

Не допускайте образования 2-х потоков плазмы вместо одного. Если не соблюдать режимы и правила осуществления технологического процесса, можно вывести инверторный аппарат из строя.

Весьма значимой характеристикой резания посредством плазмы считается скорость струи воздуха. Она не должна быть очень высокой. Наилучшее соотношение качества резки и быстроты ее исполнения обеспечивается при скорости струи воздуха в 800 метров в секунду. Сила тока, который идет от инвертора, не должна быть больше 250 ампер. Разрезая металл в данном режиме, необходимо принять во внимание, что расход воздуха, который применяется для формирования потока плазмы, будет довольно большим.

Собственноручно изготовить прибор для плазменного резания нетрудно. Нужно ознакомиться с теорией, посмотреть видеоролики и правильным образом выбрать составные части прибора. Плюс инверторного плазмореза заключается еще и в том, что посредством него возможно осуществлять не только резку, но и сварку.

Если у вас нет инвертора, можете сделать плазменный резак из сварочного аппарата, т.е. трансформатора. Однако в таком случае аппарат будет иметь немаленькие габариты. Также минусом плазменного резака для металла, который сделан из трансформатора, является то, что он не слишком мобилен. Ввиду этого его трудно перемещать с одного места на другое. Это не слишком критично, если вы редко работаете с прибором. Однако если вам нужно часто выполнять разрезание металлических заготовок обязательно приступайте к созданию плазмореза из инвертора своими руками.

Как сделать плазморез из инвертора — инструкция

При желании подобное оборудование в состояние изготовить своими руками любой владелец. Однако, чтобы самодельный плазморез смог эффективно выполнять свою работу, необходимо соблюсти все правила. В подобном деле инвертор будет практически незаменим, так как при помощи этого устройства будет обеспечена надежная подача тока. За счет него в работе плазмореза не будет возникать перебоев, а также удастся уменьшить расход электроэнергии. Однако при этом у него имеются и недостатки: он рассчитан на резку материала меньшей толщины, нежели при использовании трансформатора.

Выбор элементов

Если вы решили самостоятельно изготовить плазморез, то вам следует подготовить необходимые материалы и оборудование:

  • Инвертор или трансформатор, обладающий требуемой мощности. Чтобы не ошибиться во время покупки этого устройства, необходимо в магазине рассказать продавцу о том, для резки материала какой толщины вы планируете применять его. На основании этого и будет сделан выбор подходящего механизма. Учитывая, что резка будет выполняться вручную, желательно приобрести именно инвертор, что связано не только с его легковесностью, но и способностью уменьшить расходы электроэнергии.
  • Плазменный резак или плазмотрон точка. При его выборе необходимо опираться на те же критерии, что и в случае с инвертором. Важным моментом здесь является то, что оборудование прямого воздействия рассчитано на работу с токопроводящими материалами, а плазморез косвенного воздействия больше подойдет для работы с изделиями, не способными проводить электричество.
  • Компрессор для прогонки воздуха. Здесь следует уделить внимание его мощности, по которой он должен соотноситься с прочими подбираемыми компонентами.
  • Кабель-шланговый пакет. Его задача будет заключаться в соединении всех вышеописанных элементов.

Сборка

Еще до начала сборки самодельного плазмореза не помешает выяснить, совместимы ли компоненты, приобретенные вами между собой. Если вам ранее не приходилось изготавливать своими руками аппарат плазменной резки, то желательно обратиться за помощью к более опытным мастерам.

Проведя анализ мощности каждого необходимого элемента, они дадут вам свою рекомендацию. Обязательно стоит позаботиться о наличии защитного комплекта одежды. Его вам придется использовать, когда настанет время проверить работоспособность самодельного плазмореза. Если говорить о процедуре сборки оборудования для плазменной резки, то она включает в себя следующие этапы:

  • На первом этапе необходимо подготовить все необходимые элементы для сборки и защитную одежду.
  • Далее, следует решить вопрос с источником бесперебойного питания.
  • Затем необходимо взять инвертор или же трансформатор, а также кабель подходящей толщины и электроды. Особое внимание уделите последнему элементу, который должен быть выполнен из бериллия, циркония, тория или гафния. Подобные материалы считаются наилучшим выбором для воздушно-плазменной резки. Гафний также может рассматриваться в качестве альтернативы, поскольку в этом случае сварщику или мастеру, который будет выполнять работу по разделению листов, будет обеспечена более высокая безопасность. Перечисленные элементы необходимо по порядку соединить между собой, в результате должна получиться электрическая дуга.
  • Далее, к компрессору подключают шланг. Именно через него будет поступать воздух в аппарат плазменной резки. Второй край необходимо подсоединить к плазмотрону.
  • Возьмите небольшой кусок алюминия и проверьте в работе аппарат, который вы изготовили. Особое внимание уделите безопасности соединений.
Читать еще:  Легендарный детский пистолет «Пугач» своими руками

Вне зависимости от того, планируете ли вы изготавливать плазморез своими руками или же приобрести его в магазине, вначале следует изучить все модели, познакомиться с принципами их работы и вариантами исполнения. Важным моментом является и тип материала, который планируется в дальнейшем резать с помощью этого оборудования. Упростить себе задачу по выбору вы сможете, если вначале посмотрите видео, в котором показывается принцип действия аппарата ручной плазменной резки и технология работы с ним.

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.

Оптимальными показателями для рабочего процесса являются:

  1. подача газа со скоростью до 800 м/сек;
  2. 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.

Сборка плазменного резака

Для сборки плазмотрона требуется подобрать соответствующий электрод. Чаще всего используются электроды, изготовленные с применением тория, бериллия, циркония или гафния. Такие материалы считаются оптимальными для проведения резки металла воздушно-пламенным потоком. В процессе функционирования установки на поверхности материала электрода образуются тугоплавкие оксиды, которые не позволяют происходить разрушению материала электрода. При выборе типа электрода следует помнить, что некоторые из материалов, используемых для изготовления тела электродов, являются опасными для работника. Так, например, бериллий в составе электрода в процессе работы вызывает образование радиоактивных оксидов, а использование тория вызывает образование токсичных соединений с кислородом. Лучшим материалом является гафний, который абсолютно безопасен для работника, осуществляющего работы.

В процессе сборки следует особое внимание уделить соплу, которое осуществляет формирование струи для резки. От технических характеристик этого элемента зависит качество рабочей струи. Оптимальным является применение приспособления с диаметром 3 см. Длина должна быть достаточной, чтобы рез имел аккуратный и качественный вид. В случае если сопло является слишком длинным, то возможно его быстрое разрушение в процессе работы.

Для осуществления подачи воздушного потока в конструкции плазмореза используется компрессор. Особенностью работы резака является использование в процессе функционирования оборудования газов для защиты и плазмообразования. Работа по осуществлению резки металла совершается при силе тока в 200 А. При работе устройства применяется сжатый воздух, который требуется для охлаждения функционирующего оборудования и формирования плазменной струи. Использование такой конструкции в процессе работы позволяет проводить резание метзаготовок с толщиной металла до 50 мм.

Для соединения всех элементов установки применяется кабель-шланговый пакет. При проведении сборки установки требуется соблюдать определенный порядок работ. Сначала инвертор при помощи кабеля объединяется с электродом для подачи на него напряжения. Посредством шланга осуществляется подача сжатого воздушного потока от компрессорной установки к плазмотрону, где формируется плазменная струя.

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.

Читать еще:  Солнечная сушилка для продуктов своими руками

Однако есть и недостатки. Толщина разрезаемой заготовки ограничена.

Плазмотрон.

Рабочая головка, с помощью которой производится резка.

Схема плазменного резака:

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.

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.

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.

Советы по эксплуатации

Для эффективной и продолжительной работы самодельного плазменного резака из сварочного инвертора необходимо принять к сведению рекомендации профессионалов, относящиеся к использованию агрегата.

  • Желательно иметь некоторое количество прокладок, которые используются для подсоединения шлангов. В особенности их наличие следует проверять, когда случается часто транспортировать аппарат. В определенных ситуациях отсутствие требуемой прокладки сделает эксплуатацию агрегата невозможной.

  • Ввиду того, что сопло плазмотрона подвержено воздействию больших температур, оно с течением времени изнашивается и становится неработоспособным. Следовательно, необходимо заблаговременно позаботиться о покупке резервных насадок.

  • Выбирая детали для плазмореза, следует принимать во внимание, какой мощности аппарат вы желаете иметь. Прежде всего это имеет отношение к выбору подобающего инвертора.

  • При выборе электрода для плазмотрона, если вы создаете его своими руками, следует избрать такой материал, как гафний. Данный материал при нагреве не выделяет веществ, оказывающих токсичное воздействие на человека и окружающую среду.

Однако, как бы то ни было, настойчиво рекомендуется приобретать готовые резаки, произведенные на предприятии, в которых выдерживаются все характеристики по завихрению потока воздуха.

Самодельный резак не обеспечивает высококачественной резки и быстро становится неработоспособным.

В процессе работы на агрегате плазменной резки для получения оптимальных результатов необходимо следовать следующим рекомендациям:

  • постоянно контролировать правильность направления потока газовой плазмы;
  • контролировать точность подбора аппаратуры соответственно толщине изделия из металла;
  • отслеживать состояние расходных элементов плазмотрона;
  • контролировать соблюдение дистанции между плазменной струей и обрабатываемым изделием;
  • постоянно следить за применяемой скоростью резки, чтобы исключить формирование окалин;
  • при случае диагностировать состояние системы подачи рабочего газа;
  • исключить вибрирование электрической плазменной резки;
  • соблюдать чистоту и порядок на месте работы.

Что касается правил безопасности, то работы необходимо производить в специально предназначенной одежде, оберегающей от брызг расплавленного металла. Кроме того, для предохранения глаз следует надевать сварочные очки-хамелеоны.

Ещё больше информации об устройстве самодельного плазмореза можно узнать в следующем видео.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector