Модерните инверторни заваръчни апарати покриват по-голямата част от нуждите за производство на постоянни сглобки на метални заготовки. Но в някои случаи устройството от малко по-различен тип ще бъде много по-удобно, при което основната роля се играе не от електрическа дъга, а от поток от йонизиран газ, т.е. машина за плазмена заварка. Придобиването му за периодична употреба не е твърде рентабилно. Можете да направите такава заваръчна машина със собствените си ръце.
Елементи за производство на машина за плазмена заварка.
Оборудване и компоненти
Най-лесно е да се произведе микроплазмена заваръчна машина на базата на съществуваща инверторна заваръчна машина. За да извършите това надграждане, ще са необходими следните компоненти:
- всеки TIG заваръчен инвертор с или без интегриран осцилатор;
- дюза с волфрамов електрод от TIG-заварчик;
- аргонов цилиндър със зъбно колело;
- малко парче барче от тантал или молибден с диаметър и дължина до 20 mm;
- флуоропластична тръба;
- медни тръби;
- малки парчета меден лист с дебелина 1-2 mm;
- електронен баласт;
- гумени маркучи;
- уплътнение под налягане;
- скоби за маркучи;
- окабеляване;
- терминали;
- резервоар за чистачки с кола с електрическа помпа;
- Електрическо захранване на изправителя за чистачките на електрическата помпа.
Устройството за плазмено заваряване.
Работата по фина настройка и производство на нови части и компоненти ще изисква използването на следното оборудване:
- струг;
- електрически поялник;
- факел за запояване с балон;
- отвертка;
- нож;
- клещи;
- амперметър;
- волтметър.
Теоретични основи
Заваръчната машина за плазмена заварка може да бъде един от два основни вида: отворен и затворен. Главната дъга на заваръчен апарат от отворен тип изгаря между централния катод на горелката и продукта. Между дюзата, която служи като анод, и централния катод, само дъгата в действие е развълнувана да възбуди основния по всяко време. Затвореният тип заваръчна машина има само дъга между централния електрод и дюзата.
За да направите една трайна машина за заваряване със собствените си ръце на втория принцип е доста трудно. С преминаването на основния заваръчен ток през дюза-анод, този елемент изпитва огромни топлинни натоварвания и изисква много висококачествено охлаждане и използване на подходящи материали. Много е трудно да се осигури устойчивост на топлина на конструкцията, когато такава апаратура се прави ръчно. Когато правите плазмена машина със собствените си ръце, за издръжливост е по-добре да изберете отворена верига.
Практическо изпълнение
Схематична схема на плазмената заваръчна машина.
Често в занаятчийското производство на машина за плазмена заварка, дюзата се обработва от мед. При липса на алтернатива, тази опция е възможна, но дюзата се превръща в консуматив, дори когато през нея преминава само работен ток. Тя ще трябва да се променя често. Ако можете да получите малко парче от кръг дървен материал от молибден или тантал, по-добре е да направите дюза от тях. Тогава ще бъде възможно да се ограничи до периодично почистване.
Размерът на централния отвор в дюзата се избира емпирично. Трябва да започнете с диаметър 0, 5 мм и постепенно да го понесете до 2 мм, докато плазменият поток е задоволителен.
Дюзата се завинтва в кухия охлаждащ кожух, който е свързан с държача на централния електрод през флуоропластичен изолатор. Охлаждащата течност циркулира в охлаждащия кожух. Като такава, през топлите месеци може да се използва дестилирана вода, през зимата антифризът е по-добър.
Схемата на блока за управление на плазмената заваръчна машина.
Охладителният кожух се състои от 2 кухи медни тръби. Вътрешният диаметър и дължината от около 20 mm са разположени в предния край на външната тръба с диаметър около 50 mm и дължина около 80 mm. Пространството между краищата на вътрешната тръба и външните стени е запечатано с тънкослойна мед. Медните тръби с диаметър 8 мм се запояват в ризата с помощта на газова горелка. Охлаждащата течност влиза и излиза. Освен това, терминалът трябва да бъде запоен с охлаждащия кожух, за да се приложи положителен заряд.
Във вътрешната тръба се прави нишка, в която се изважда дюзата от топлоустойчиви материали. В удължения край на външната тръба също се реже вътрешната резба. В него се завива PTFE уплътнителен пръстен. Държачът на централния електрод се завинтва в пръстена.
Тръба за подаване на аргон със същия диаметър като за охлаждане се запоява през стената на външната тръба в пространството между охлаждащия кожух и флуоропластичния изолатор.
На охлаждащия кожух циркулира течност от резервоара за чистачки. Захранването на помпата от електрическия му двигател се подава през отделен токоизправител до 12 V. Изходът за захранване на резервоара вече е там, връщането на течността може да се отреже през стената или капака на резервоара. За да се направи това, в капака се пробива отвор и част от тръбата се вкарва през уплътнението под налягане. Гумените маркучи за циркулация на флуида и подаването на аргон са свързани с техните скоби.
Плазмено сливане на прах.
Положителен заряд се взема от основния източник на енергия. За ограничаване на тока през повърхността на дюзата се избира подходящ електронен баласт. Подаденият електрически ток трябва да има постоянна стойност в областта 5-7 А. Оптималната стойност на тока се определя експериментално. Това трябва да бъде минималният ток, който осигурява стабилно изгаряне на пилотната дъга.
Възбуждането на пилотната дъга между дюзата и волфрамовия катод може да се извърши по един от двата начина. Осцилаторът е вграден в заваръчната машина или в негово отсъствие чрез контактния метод. Вторият вариант изисква сложността на дизайна на плазмената горелка. Държачът на централния електрод при контактно възбуждане се прави пружинно спрямо дюзата.
При натискане на гумения бутон на пръта, свързан с държача на електрода, остър край на централния катод от волфрам контактува с конусната повърхност на пръта. В случай на късо съединение температурата се повишава рязко в точката на контакт, което дава възможност да се инициира дъга, когато катодът отвежда от анода. Контактът трябва да бъде много кратък, в противен случай повърхността на дюзата ще изгори.
Възбуждането на ток от високочестотен осцилатор е за предпочитане за издръжливостта на конструкцията. Но придобиването или дори правенето на импровизирана машина за плазмено заваряване е нерентабилно.
По време на работа положителният извод на заваръчната машина е свързан към частта без баласт. Когато дюзата е на разстояние от няколко милиметра от детайла, електрическият ток преминава от дюзата към детайла. Неговата стойност нараства до стойността, зададена на заваръчната машина, и образуването на плазма от аргон се засилва. Чрез регулиране на потока на аргон и заваръчен ток е възможно да се постигне необходимата интензивност на плазмения поток от дюзата.
Допълнителни инструкции
Схемата на плазмената заваряване на отворена и затворена плазмена струя.
Недостатъкът на този дизайн е консумацията на аргон. Цилиндърът е достатъчен за няколко часа непрекъсната работа. Вместо аргон, можете да използвате сгъстен въздух или водна пара. Такива модификации са по-подходящи за плазмено рязане на метали. Тъй като тези газове не са неутрални и окисляват метала.
Освен това изгарянето на дъгата в атмосферата на тези газове не е толкова стабилно, колкото в аргон. Работата във въздуха ускорява износването и запушването на дюзата. В предварително изработените плазмотрони, въздухът е предварително изсушен и почистен.
В самостоятелно изработени устройства за подаване на въздух с помощта на автомобилни компресори за 12 V с капацитет до 50-60 л / мин. За работа по водата е необходим преносим парогенератор. Това може да бъде метален запечатан контейнер с титанови електроди, инсталирани вътре в него. Напълва се с дестилирана вода. Електродите са свързани към 220 V AC.
Често, за да се отреже ефективно кислородът, в горната част на охлаждащия кожух е монтирана още една обвивка на дюзата. Хелий или аргон се сервират на входа му. Потокът от тази дюза протича около плазмения поток.
Не е необходимо като източник на енергия да се използва инвертор или заваръчен изправител. За тази цел можете да използвате всеки диоден мост, издържащ ток от 50 А. Точната стойност се регулира от допълнителен дросел.