Плазмовий зварювальний апарат: своїми руками, пристрій, потужність, конструкція, збірка

Плазмова зварювання є сучасною передовою технологією. До недавнього часу її застосування відносилося тільки до промисловості. Така зварювання проводилася на спеціальному обладнанні. Зараз плазмовий зварювальний апарат своїми руками став реальністю.

Схема плазмового зварювання відкритою і закритою плазмовим струменем.

Плазмова зварювання має ряд незаперечних переваг у порівнянні з іншими видами зварювання. Володіння технологією дозволяє розширити можливість зварних з’єднань металів в домашніх умовах. Апарат можна використовувати і для точкового зварювання (рис. 1).

Конструкція плазмового зварювального апарату

Саморобний зварювальний апарат, в тому числі апарат для точкового зварювання, складається з наступних основних частин: джерело зварювального струму, плазмотрон, компресор або балон з газом і система охолодження.

Малюнок 1. Конструкція плазмового зварювального апарату.

При використанні пристрою відкритого типу (найбільш поширена конструкція) застосовується також джерело струму для освіти допоміжної дуги.

Як джерело струму для зварювальної дуги найкраще використовувати стандартний інвертор для зварки невеликої потужності. Такий інвертор забезпечує подачу постійного струму в зварювальну зону, за рахунок чого запалюється основний дуга між соплом плазмотрона і свариваемой деталлю. Потужність інвертора може бути мінімальною, тому що потужність дуги значно посилюється за рахунок потоку плазми (рис. 2).

Виготовлення допоміжного джерела струму

Джерело струму для допоміжної дуги збирається самостійно. Він включає випрямний діодний міст, вихідний трансформатор (дросель) і баластовий (навантажувальний) резистор. Рекомендуються наступні деталі: діоди на струм 50 А і робоча напруга до 500 В; резистор потужністю до 5 кВт. За рахунок баластового резистора напруга на первинній обмотці трансформатора створюється близько 100 В при струмі не більше 20 А.

Малюнок 2. Конструкція плазмового генератора.

Трансформатор підбирається так, щоб на вторинній обмотці напруга склало близько 20 В. Можна використовувати будь-який трансформатор 110/24 В потужністю 1,6 кВт (наприклад, типу ОСМ). Як баластового опору можна використовувати будь-який нагрівальний елемент або збірку з кількох нагрівачів.

Збірка допоміжного першоджерела відповідає металевому щитку. На дні щитка встановлюється трансформатор. Якщо баласт виконується з нагрівачів, то їх слід розмістити окремо в металевому каркасі. У щитку встановлюється контактна колодка, на яку виводяться кінці вторинної обмотки трансформатора, і підключається кабель для підведення струму до плазмотрону.

Вибір джерела газу і системи охолодження

Як джерело плазмообразующего газу, саморобний зварювальний апарат може використовувати автомобільний компресор для подачі стисненого повітря потужністю до 50 л / хв. Якщо замість газу використовується водяна пара, то слід встановити стандартний невеликий парогенератор. В цьому випадку слід використовувати тільки дистильовану воду.

Охолодження анода плазмотрона може грунтуватися на автомобільній склоочисних системі. Якщо є можливість, то краще забезпечити охолодження від водопровідної мережі через гумові шланги.

Як все виглядає?

Плазмотрон складається з двох основних блоків — анодного і катодного. Анодний блок включає анод, виконаний у вигляді сопла, і корпус для кріплення анода, в якому необхідно розмістити охолоджуючу сорочку (трубки, змійовик). На корпусі анода закріплюється гвинт для підведення електроживлення.

Малюнок 3. Схема плазмотрона.

Катодний блок складається з наступних основних частин: корпус блоку, тримач катода, катод. В якості катода використовується вольфрамовий зварювальний електрод діаметром 4 мм, який поєднаний з хвостовиком. Верхня частина хвостовика завершується регулювальним гвинтом з ізольованою ручкою. Катод закріплюється в тримачі катода. Тримач катода складається з декількох ділянок.

Нижня ділянка — загострена трубка невеликого діаметру, що виконує роль напрямної для катода. Середній ділянку — втулка із зовнішнім різьбленням для кріплення на корпусі і внутрішнім каналом для проходження електрода. Верхня ділянка — трубка для кріплення електрода. Її внутрішній діаметр відповідає діаметру хвостової частини катода. Тримач катода встановлюється всередині корпусу, який виконаний з полімерної труби. У корпусі катодного блоку передбачено отвір і відповідний штуцер для подачі плазмообразующего газу. Газ подається через трубку, розміщену в просторі між нижньою частиною власника і корпусом. У тримачі передбачений гвинт для підключення електричного живлення. У корпусі просвердлений отвір для проходження проводу (кабелю) (рис.3).

Виготовлення анодного блоку

Анод виготовляється як мідний ковпачок (у вигляді капелюха). Загальна довжина анода — 10-15 мм. Нижня торцева частина (борт) має діаметр 20-25 мм і довжину 3-4 мм. Циліндрична частина — діаметром 15-20 мм. У центрі анода на всю довжину сверлится отвір діаметром 1,8-2 мм. На циліндричній частині анода нарізається різьба для закручування його в корпус.

Схема анодного блоку живлення.

Корпус анодного блоку бажано виготовити з бронзи, але можна і зі сталі, у вигляді двох циліндрів (труб), між якими розташовується охолоджуюча сорочка. Циліндри зварюються (спаюються) між собою. Зовнішній діаметр зовнішнього циліндра рекомендується 50-80 мм. Але розміри циліндрів можуть бути будь-якими з урахуванням знайдених труб. Головна умова: корпус повинен складатися з двох циліндрів, які входять один в одного, при цьому внутрішній діаметр повинен бути дорівнює діаметру циліндричної частини анода, а між циліндрами повинні розташовуватися трубки охолоджуючого змійовика. Довжина корпусу — 30-60 мм.

На циліндрі нарізається різьба з обох торців. На нижньому торці різьблення нарізається всередині і призначена для кріплення анода, на верхньому торці — всередині зовнішнього циліндра для з’єднання з катодних блоком. На зовнішньому циліндрі виготовляється отвір з різьбленням для установки гвинта, що забезпечує підключення кабелю.

Виготовлення катодного блоку

Корпус катодного блоку виготовляється з полімерної або текстолітової труби діаметром рівним внутрішньому діаметру зовнішнього циліндра анодного блоку. На нижньому торці труби нарізається зовнішня різьба для з’єднання з корпусом анодного блоку. Усередині корпусу нарізається різьба для вгвинчування власника катода. Довжина корпусу 7-10 см.

Тримач катода виготовляється з бронзи або сталі і має різний діаметр на різних ділянках. Нижній ділянку, довжиною в 15-20 мм, виконується у вигляді загостреною трубки діаметром в 8-10 мм і внутрішнім діаметром в 5-5,5 мм.

Схема катодного блоку живлення.

Середній ділянку, довжиною в 20-25 мм, має діаметр рівний внутрішньому діаметру корпусу катодного блоку. На цій ділянці нарізається різьба для кріплення на корпусі.

Діаметр внутрішнього каналу повинен бути не менше 5 мм. Верхня ділянка, довжиною в 30-40 мм, має діаметр 10-15 мм. Внутрішній діаметр цієї ділянки 6-7 мм. На верхній ділянці власника нарізається внутрішнє різьблення для кріплення електрода. Зовні у верхній частині нарізається різьба на довжині 20-25 мм для установки стопорній гайки. Такий власник найкраще виготовити на токарному верстаті.

Катод виготовляється зі стандартного вольфрамового зварювального електрода діаметром 4 мм. Його кінець загострюється. Вольфрамовий стрижень довжиною в 40-50 мм міцно з’єднується з хвостовиком катода, на якому нарізається різьба для кріплення на верхній ділянці власника катода. Довжина хвостовика 40-60 мм, діаметр 6-7 мм. Верхня частина хвостовика переходить в регулювальний гвинт (будь-якої форми), який, в свою чергу, має ручку з ізоляційного матеріалу. Катод закручується у внутрішній канал держателя так, щоб його загострений кінець вийшов з нижнього (направляючого) ділянки держателя на 5-10 мм. Шляхом обертання ручкою положення катода можна змінювати.

Для обмеження і контролю поздовжнього переміщення катода служить стопорная гайка, встановлена ​​на утримувачі.

У корпусі катодного блоку на рівні нижньої ділянки держателя сверлится отвір і встановлюється штуцер для подачі плазмообразующего газу. Газ подається через трубку, розміщену в просторі між нижньою частиною власника і корпусом. У тримачі передбачений гвинт для підключення електричного живлення. У верхній частині корпусу просвердлений отвір для проходження проводу (кабелю).

збірка плазмотрона

Спочатку збирається катодний блок в такій послідовності. Електрод вкручується в тримач. Потім держатель вкручується в корпус. До гвинта власника підключається дріт, який виводиться через отвір в корпусі. Катодний корпус вкручується в анодний корпус. Знизу в анодний корпус вкручується анод. Електрод додатково підкручує так, щоб стрижень уперся в анод. Стопорна гайка на тримачі встановлюється за цим положенням електрода.

Збірка зварювального апарату

Схема плазмового зварювання.

Збірка зварювального апарату включає в себе наступні операції. До контактного гвинта анодного блоку плазмотрона приєднується одна з жил зварювального кабелю від інвертора, друга закріплюється на деталі, що зварюється. До штуцера в анодному блоці приєднується шланг охолодження, а до штуцера катодного блоку — шланг від компресора. На контактних гвинтах анодного і катодного блоків плазмотрона закріплюється кабель від трансформатора харчування допоміжної дуги. При запаленні допоміжної дуги катод стосується анода і потім швидко відводиться на 2-3 мм.

Необхідний інструмент і обладнання.

При виготовленні саморобного зварювального апарату необхідно використання наступного інструменту:

  • зварювальний апарат;
  • електродриль;
  • болгарка;
  • фрезер;
  • напилок;
  • ножовка по металу;
  • лещата;
  • коло наждачний;
  • плоскогубці;
  • викрутка;
  • ключі гайкові;
  • зубило;
  • молоток;
  • штангенциркуль;
  • мітчик;
  • плашка;
  • ніж.

Плазмова зварювання сучасний ефективний вид зварювання. Саморобний зварювальний апарат допоможе виробляти практично будь-які зварювальні роботи, в тому числі працювати як зварювальний апарат для точкового зварювання.

Ссылка на основную публикацию