Как сделать плазменный сварочный аппарат своими руками?

Современные инверторные сварочные аппараты покрывают большинство потребностей для получения неразъемных соединений металлических заготовок. Но в ряде случаев куда более удобным будет аппарат несколько иного типа, в котором основную роль играет не электрическая дуга, а поток ионизированного газа, то есть плазменный сварочный аппарат. Приобретать его для периодического использования не слишком рентабельно. Можно сделать такой сварочный аппарат своими руками.

Элементы для изготовления плазменного сварочного аппарата.

Оборудование и компоненты

Изготовить микроплазменный сварочный аппарат проще всего на основе уже имеющегося инверторного сварочного аппарата. Для выполнения такой модернизации вам понадобятся следующие компоненты:

• любой инверторный сварочный аппарат для TIG сварки со встроенным осциллятором или без него;
• сопло с вольфрамовым электродом от TIG-сварочника;
• аргоновый баллон с редуктором;
• небольшой кусочек прутка из тантала или молибдена диаметром и длиной до 20 мм;
• фторопластовая трубка;
• медные трубки;
• небольшие кусочки листовой меди толщиной 1-2 мм;
• электронный балласт;
• резиновые шланги;
• гермоввод;
• хомуты;
• проводка;
• клеммы;
• автомобильный бачок стеклоочистителя с электронасосом;
• выпрямительный блок питания электронасоса стеклоочистителя.

Устройство плазменного сварочного аппарата.

Работы по доводке и изготовлению новых деталей и узлов потребуют использования следующего оборудования:

• токарный станок;
• электропаяльник;
• горелка для пайки с баллоном;
• отвертки;
• нож;
• пассатижи;
• амперметр;
• вольтметр.

Мнение эксперта:

Создание плазменного сварочного аппарата своими руками требует определенных навыков и знаний в области электроники и металлообработки. Эксперты отмечают, что для начала необходимо изучить принцип работы плазменного сварочного аппарата и его основные компоненты. Далее следует подготовить необходимые материалы и инструменты, включая источник питания, газовые регуляторы, торцевые резаки и другие детали.

Эксперты рекомендуют обратить внимание на безопасность при работе с электричеством и газами, а также следить за качеством сварочных соединений. Важно уделить внимание выбору материалов для конструкции сварочного аппарата, чтобы обеспечить его надежную и безопасную работу. В целом, создание плазменного сварочного аппарата своими руками требует тщательной подготовки, технического понимания и умения работать с металлом и электроникой.

Мини аппарат для плазменной сварки и резки своими руками.Plasma welding.

Теоретические основы

Сварочный аппарат для плазменной сварки может быть одного из 2-х основных типов: открытого и закрытого. Основная дуга сварочного аппарата открытого типа горит между центральным катодом горелки и изделием. Между соплом, которое служит анодом, и центральным катодом горит только дежурная дуга для возбуждения основной в любой момент времени. Сварочный аппарат закрытого типа имеет только дугу между центральным электродом и соплом.

Сделать долговечный сварочный аппарат своими руками по 2-му принципу довольно трудно. При прохождении основного сварочного тока через сопло-анод этот элемент испытывает колоссальные тепловые нагрузки и требует очень качественного охлаждения и использования соответствующих материалов. Обеспечить термостойкость конструкции, когда делается такой аппарат своими руками, очень трудно. Когда делается плазменный аппарат своими руками, для долговечности лучше выбирать открытую схему.

Интересные факты

1. Плазменный сварочный аппарат своими руками можно сделать из микроволновой печи. Для этого нужно извлечь из печи магнетрон и подключить его к источнику питания. Магнетрон будет генерировать плазму, которая и будет использоваться для сварки.

2. Плазменный сварочный аппарат своими руками можно сделать из компьютерного блока питания. Для этого нужно извлечь из блока питания трансформатор и подключить его к источнику питания. Трансформатор будет повышать напряжение, которое и будет использоваться для генерации плазмы.

3. Плазменный сварочный аппарат своими руками можно сделать из автомобильного аккумулятора. Для этого нужно подключить аккумулятор к инвертору, который будет преобразовывать постоянный ток в переменный. Переменный ток будет использоваться для генерации плазмы.

Ручной плазменный аппарат для сварки

Практическая реализация

Принципиальная схема плазменного сварочного аппарата.

Часто при кустарном изготовлении плазменного сварочного аппарата сопло вытачивают из меди. При отсутствии альтернативы такой вариант возможен, но сопло становится расходным материалом даже при прохождении через него только дежурного тока. Его придется часто менять. Если удастся достать небольшой кусочек кругляка из молибдена или тантала, лучше сопло изготовить из них. Тогда можно будет ограничиваться периодической чисткой.

Размер центрального отверстия в сопле подбирают опытным путем. Начинать нужно с диаметра 0,5 мм и постепенно растачивать его до 2 мм, пока поток плазмы не станет удовлетворительным.

Конусный зазор между центральным вольфрамовым катодом и соплом-анодом должен составлять 2,5-3 мм.

Сопло вкручивается в полую рубашку охлаждения, которая через фторопластовый изолятор соединяется с держателем центрального электрода. В рубашке охлаждения циркулирует охлаждающая жидкость. В качестве таковой в теплое время года можно использовать дистиллированную воду, зимой лучше антифриз.

Схема блока управления плазменного сварочного аппарата.

Рубашка охлаждения представляет собой 2 полые медные трубки. Внутренняя диаметром и длиной около 20 мм располагается на переднем конце внешней трубки с диаметром около 50 мм и длиной порядка 80 мм. Пространство между торцами внутренней трубки и стенками наружной запаивают тонкой листовой медью. В рубашку с помощью газовой горелки впаивают медные трубки диаметром 8 мм. По ним поступает и отводится охлаждающая жидкость. Кроме того, к рубашке охлаждения нужно припаять клемму для подачи положительного заряда.

Во внутренней трубке делают резьбу, в которую вкручивают съемное сопло из термостойких материалов. На выдвинутом конце наружной трубки также нарезают внутреннюю резьбу. В нее вкручивается изолирующее кольцо из фторопласта. В кольцо вкручивается держатель центрального электрода.

Через стенку наружной трубки в пространство между рубашкой охлаждения и фторопластовым изолятором впаивается трубка подачи аргона такого же диаметра, как для охлаждения.

По рубашке охлаждения циркулирует жидкость из бачка стеклоочистителя. Питание на насос его электродвигателя подается через отдельный выпрямитель на 12 В. Выход для подачи на бачке уже есть, возврат жидкости можно врезать через стенку или крышку бачка. Для этого в крышке сверлится отверстие и вставляется отрезок трубки через гермоввод. Резиновые шланги циркуляции жидкости и подачи аргона соединяются со своими трубками хомутами.

Схема плазменного наплавления порошка.

Положительный заряд берется от основного источника питания. Для ограничения тока через поверхность сопла подбирается подходящий электронный балласт. Подаваемый электрический ток должен иметь постоянное значение в районе 5-7 А. Оптимальная величина тока подбирается экспериментально. Это должен быть минимальный ток, который обеспечивает устойчивое горение дежурной дуги.

Возбуждение дежурной дуги между соплом и вольфрамовым катодом может осуществляться одним из двух способов. Встроенным в сварочный аппарат осциллятором или при его отсутствии контактным способом. Второй вариант требует усложнения конструкции плазменной горелки. Держатель центрального электрода при контактном возбуждении делают подпружиненным относительно сопла.

При нажатии на резиновую кнопку штока, соединенного с держателем электрода, острый конец центрального вольфрамового катода контактирует с конусной поверхностью штока. При коротком замыкании в точке контакта резко повышается температура, что позволяет возбудить дугу при отведении пружиной катода от анода. Контакт должен быть очень кратковременным, иначе поверхность сопла пригорит.

Возбуждение тока высокочастотным осциллятором предпочтительнее для долговечности конструкции. Но его приобретение или даже изготовление делает самодельный сварочный аппарат для плазменной сварки нерентабельным.

При работе положительный вывод сварочного аппарата соединяется с деталью без балласта. Когда сопло оказывается на расстоянии несколько миллиметров от заготовки, электрический ток переключается с сопла на деталь. Его значение вырастает до выставленного на сварочном аппарате, а образование из аргона плазмы интенсифицируется. Регулируя подачу аргона и сварочный ток, можно добиться необходимой интенсивности течения плазмы из сопла.

Опыт других людей

Самодельный плазменный сварочный аппарат – это тема, которая не перестает привлекать внимание мастеров. Люди, занимающиеся рукоделием и металлообработкой, делятся своим опытом создания подобных устройств. Они отмечают, что такой проект требует тщательной подготовки и знаний в области электроники и металлообработки. Однако, те, кто решается на подобный эксперимент, отмечают, что результат оправдывает затраченные усилия. Важно помнить, что безопасность всегда должна быть на первом месте при работе с подобным оборудованием.

КАК СДЕЛАТЬ ПЛАЗМОРЕЗ ИЗ СВАРОЧНОГО ИНВЕРТОРА

Дополнительные указания

Схема плазменной сварки открытой и закрытой плазменной струей.

Недостатком этой конструкции является расход аргона. Баллона хватает на несколько часов непрерывной работы. Вместо аргона можно использовать сжатый воздух или водяной пар. Такие модификации больше подходят для плазменной резки металлов. Так как эти газы не являются нейтральными и окисляют металл.

Кроме того, горение дуги в атмосфере этих газов не такое устойчивое, как в аргоне. Работа на воздухе ускоряет износ и засорение сопла. В плазмотронах заводского изготовления воздух проходит предварительное осушение и очистку.

В самодельных аппаратах для подачи воздуха используют автомобильные компрессоры на 12 В с производительностью до 50-60 л/мин. Для работы на воде нужен портативный парогенератор. Это может быть металлическая герметичная емкость с установленными внутри нее титановыми электродами. Заполнять ее нужно дистиллированной водой. Подключение электродов выполняется к сети переменного тока на 220 В.

Часто для эффективно отсечения кислорода поверх рубашки охлаждения устанавливают еще 1 кожух-сопло. На его вход подают гелий или аргон. Поток из этого сопла струится вокруг потока плазмы.

В качестве источника питания необязательно использовать инвертор или сварочный выпрямитель. Для этого можно применять любой диодный мост, выдерживающий ток от 50 А. Точное значение регулируется дополнительным дросселем.

Частые вопросы

Какие материалы и инструменты необходимы для изготовления плазменного сварочного аппарата?

Для изготовления плазменного сварочного аппарата вам понадобятся трансформатор, конденсатор, диоды, резисторы, медные провода, алюминиевый радиатор, вентилятор, рукоятка, электроды, изоляционная лента, алюминиевый корпус, а также различные инструменты: паяльник, плоскогубцы, отвертки, паяльная паста и т.д.

Как собрать плазменный сварочный аппарат из предоставленных материалов?

Для сборки плазменного сварочного аппарата следуйте инструкциям, которые можно найти в интернете или в специализированных журналах. Обычно процесс сборки включает в себя подготовку корпуса, установку компонентов, соединение проводов, проверку цепей и тестирование аппарата.

Какие меры предосторожности следует принимать при работе с самодельным плазменным сварочным аппаратом?

При работе с самодельным плазменным сварочным аппаратом следует соблюдать все меры предосторожности, такие как использование защитной одежды, очков и перчаток, работа в хорошо проветриваемом помещении, избегание контакта с электричеством и т.д. Также важно быть осведомленным о том, как правильно использовать плазменный сварочный аппарат, чтобы избежать травм и повреждений.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Подготовьте все необходимые материалы и инструменты, включая трансформатор, диодный мост, конденсаторы, резисторы, провода, электрододержатель, маску для сварки и т.д.

СОВЕТ №2

Изучите схему подключения и принцип работы плазменного сварочного аппарата, чтобы правильно собрать и настроить устройство.

СОВЕТ №3

Обратитесь к специалистам или форумам, где можно получить советы от опытных мастеров по созданию плазменного сварочного аппарата своими руками.