인버터를 이용한 DIY 플라즈마 절단기. 수제 금속 플라즈마 절단 설치

최신 인버터 용접기는 금속 공작물의 영구 접합을 생산하기 위한 대부분의 요구 사항을 충족합니다. 그러나 어떤 경우에는 약간 다른 유형의 장치가 훨씬 더 편리할 것입니다. 여기서 주요 역할은 전기 아크가 아니라 이온화된 가스의 흐름, 즉 플라즈마 용접 기계에 의해 수행됩니다. 가끔 사용하기 위해 구입하는 것은 그다지 비용 효율적이지 않습니다. 이러한 용접기는 자신의 손으로 만들 수 있습니다.

장비 및 구성 요소

마이크로플라즈마 용접기를 만드는 가장 쉬운 방법은 기존의 인버터 용접기를 기반으로 하는 것이다. 이 업그레이드를 완료하려면 다음 구성 요소가 필요합니다.

내장 발진기가 있거나 없는 TIG 용접용 인버터 용접기;
TIG 용접기의 텅스텐 전극이 있는 노즐;
감속기가 있는 아르곤 실린더;
직경과 길이가 최대 20mm인 탄탈륨 또는 몰리브덴 막대의 작은 조각;
불소수지 튜브;
구리관;
1-2mm 두께의 작은 구리 시트 조각;
전자식 안정기;
고무 호스;
밀봉된 리드인;
클램프;
배선;
터미널;
전기 펌프가 장착된 자동차 앞유리 와이퍼 저장소;
전기 앞유리 와이퍼 펌프용 정류기 전원 공급 장치입니다.

새로운 부품 및 어셈블리의 미세 조정 및 제조 작업에는 다음 장비를 사용해야 합니다.

선반;
전기 납땜 인두;
실린더가 있는 납땜 토치;
드라이버;
펜치;
전류계;
전압계.

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이론적 기초

플라즈마 용접기는 개방형과 폐쇄형의 두 가지 주요 유형 중 하나일 수 있습니다. 개방형 용접기의 메인 아크는 토치의 중앙 음극과 작업물 사이에서 연소됩니다. 양극 역할을 하는 노즐과 중앙 음극 사이에서 언제든지 주 아크를 자극하기 위해 파일럿 아크만 연소됩니다. 폐쇄형 용접기는 중심전극과 노즐 사이에 원호만 존재합니다.

두 번째 원칙에 따라 내구성이 뛰어난 제품을 만드는 것은 매우 어렵습니다. 주 용접 전류가 양극 노즐을 통과할 때 이 요소는 엄청난 열 부하를 겪게 되며 매우 높은 품질의 냉각과 적절한 재료의 사용이 필요합니다. 이러한 장치를 직접 만들 때 구조물의 내열성을 보장하는 것은 매우 어렵습니다. 자신의 손으로 플라즈마 장치를 만들 때는 내구성을 위해 개방 회로를 선택하는 것이 좋습니다.

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실제 구현

종종 수제 플라즈마 용접기를 만들 때 노즐은 구리로 가공됩니다. 대안이 없다면 이 옵션도 가능하지만 대기전류만 흘러도 노즐은 소모품이 된다. 자주 변경해야합니다. 작은 몰리브덴 또는 탄탈륨 둥근 목재 조각을 얻을 수 있다면 그것으로 노즐을 만드는 것이 좋습니다. 그런 다음 정기적인 청소로 제한할 수 있습니다.

노즐의 중앙 구멍 크기는 실험적으로 선택됩니다. 0.5mm의 직경으로 시작하여 플라즈마 흐름이 만족스러울 때까지 점차적으로 2mm까지 구멍을 뚫어야 합니다.

중앙 텅스텐 음극과 양극 노즐 사이의 원뿔형 간격은 2.5-3mm여야 합니다.

노즐은 불소수지 절연체를 통해 중앙 전극 홀더에 연결된 중공 냉각 재킷에 나사로 고정됩니다. 냉각재킷에는 냉각수가 순환됩니다. 따라서 따뜻한 계절에는 증류수를 사용하면 되고, 겨울에는 부동액을 사용하는 것이 좋습니다.

냉각 재킷은 2개의 중공 구리 튜브로 구성됩니다. 직경과 길이가 약 20mm인 내부 튜브는 직경이 약 50mm, 길이가 약 80mm인 외부 튜브의 앞쪽 끝에 위치합니다. 내관의 끝부분과 외관의 벽 사이의 공간은 얇은 구리판으로 밀봉되어 있습니다. 가스 토치를 사용하여 직경 8mm의 구리 튜브를 재킷에 납땜합니다. 냉각수는 이를 통해 유입되고 유출됩니다. 또한 양전하를 공급하려면 단자를 냉각 재킷에 납땜해야 합니다.

내부 튜브에는 나사산이 만들어져 있으며, 탈부착이 가능한 내열성 재질의 노즐이 나사로 고정되어 있습니다. 외부 튜브의 연장된 끝 부분에도 내부 나사산이 절단되어 있습니다. 불소 수지로 만든 절연 링이 나사로 고정되어 있습니다. 중앙 전극 홀더는 링에 나사로 고정되어 있습니다.

냉각용과 동일한 직경의 아르곤 공급 튜브는 외부 튜브의 벽을 통해 냉각 재킷과 불소수지 절연체 사이의 공간에 납땜됩니다.

앞유리 와이퍼 저장소의 액체가 냉각 재킷을 통해 순환합니다. 별도의 12V 정류기를 통해 전기 모터의 펌프에 전원이 공급됩니다. 탱크에는 이미 공급용 콘센트가 있으며 액체 반환은 탱크의 벽이나 뚜껑을 통해 차단될 수 있습니다. 이를 위해 뚜껑에 구멍을 뚫고 압력 밀봉을 통해 튜브 조각을 삽입합니다. 액체 순환 및 아르곤 공급용 고무 호스는 클램프로 튜브에 연결됩니다.

양전하는 주 전원에서 가져옵니다. 노즐 표면을 통과하는 전류를 제한하기 위해 적합한 전자 안정기가 선택됩니다. 공급되는 전류는 5-7A 범위에서 일정한 값을 가져야 합니다. 최적의 전류 값은 실험적으로 선택됩니다. 이는 파일럿 아크의 안정적인 연소를 보장하는 최소 전류여야 합니다.

노즐과 텅스텐 음극 사이의 파일럿 아크는 두 가지 방법 중 하나로 자극될 수 있습니다. 용접기에 내장된 발진기를 사용하거나 발진기가 없는 경우 접촉 방식을 사용합니다. 두 번째 옵션은 보다 복잡한 플라즈마 토치 설계가 필요합니다. 접촉 여기 동안 중앙 전극 홀더는 노즐에 대해 스프링이 장착됩니다.

전극 홀더에 연결된 막대의 고무 버튼을 누르면 중앙 텅스텐 음극의 날카로운 끝이 막대의 원뿔형 표면에 접촉됩니다. 단락 중에 접촉 지점의 온도가 급격하게 상승하여 스프링에 의해 음극이 양극에서 당겨질 때 아크가 시작될 수 있습니다. 접촉은 매우 짧아야 합니다. 그렇지 않으면 노즐 표면이 탈 것입니다.

고주파 발진기에 의한 전류 여자는 구조의 내구성을 위해 바람직합니다. 그러나 그것을 구매하거나 심지어 제조하는 것은 플라즈마 용접에 수익성이 없습니다.

작동 중에 용접기의 양극 단자는 안정기가 없는 부분에 연결됩니다. 노즐이 공작물에서 몇 밀리미터 이내에 있으면 전류가 노즐에서 공작물로 전환됩니다. 그 값은 용접기에 설정된 값으로 증가하고 아르곤에서 플라즈마 형성이 강화됩니다. 아르곤 공급과 용접 전류를 조정하면 노즐에서 필요한 플라즈마 흐름 강도를 얻을 수 있습니다.

이와 달리 인버터는 작고 가벼우며 효율성이 높아 가정 작업장, 소규모 차고 및 작업장에서 인기가 높습니다.

용접 작업에 필요한 대부분의 요구 사항을 충족할 수 있지만 고품질 절단을 위해서는 레이저 기계나 플라즈마 절단기가 필요합니다.

레이저 장비는 매우 비싸고, 플라즈마 절단기 역시 저렴하지 않습니다. 얇은 두께는 전기용접으로는 얻을 수 없는 우수한 특성을 가지고 있습니다. 동시에 플라즈마 절단기의 동력 장치는 거의 동일한 특성을 갖습니다.

비용을 절약하고 약간의 수정을 거쳐 플라즈마 절단에 사용하려는 욕구가 있습니다. 이것이 가능하다는 것이 밝혀졌으며 인버터를 포함한 용접 기계를 플라즈마 절단기로 변환하는 다양한 방법을 찾을 수 있습니다.

플라즈마 절단기는 발진기와 플라즈마 토치, 클램프가 있는 작업 케이블, 외부 또는 내부 압축기를 갖춘 동일한 용접 인버터입니다. 종종 압축기는 외부에서 사용되며 패키지에 포함되지 않습니다.

용접 인버터 소유자에게 압축기도 있는 경우 플라즈마 토치를 구입하고 발진기를 만들어 수제 플라즈마 절단기를 얻을 수 있습니다. 그 결과가 바로 범용 용접기입니다.

버너의 작동 원리

플라즈마 용접 및 절단 장치(플라즈마 절단기)의 작동은 물질의 네 번째 상태인 플라즈마를 절단 또는 용접 도구로 사용하는 것을 기반으로 합니다.

이를 얻으려면 고온과 고압의 가스가 필요합니다. 버너의 양극과 음극 사이에 전기 아크가 생성되면 수천 도의 온도가 유지됩니다.

플라즈마 형성

이러한 조건에서 가스 흐름을 아크에 통과시키면 이온화되어 부피가 수백 배로 팽창하고 20~30,000°C의 온도까지 가열되어 플라즈마로 변합니다. 고온은 모든 금속을 거의 즉시 녹입니다.

누적 발사체와 달리 플라스마트론의 플라즈마 형성 과정은 조정 가능합니다.

플라즈마 절단기의 양극과 음극은 서로 수 밀리미터 떨어진 곳에 위치합니다. 발진기는 높은 크기와 주파수의 펄스 전류를 생성하여 양극과 음극 사이를 통과시켜 전기 아크를 발생시킵니다.

그 후 가스가 아크를 통과하여 이온화됩니다. 모든 것이 하나의 출구 구멍이 있는 닫힌 챔버에서 발생하기 때문에 생성된 플라즈마는 엄청난 속도로 분출됩니다.

플라즈마 절단기 토치의 출력에서 온도는 30,000°에 도달하고 모든 금속을 녹입니다. 작업을 시작하기 전에 강력한 클램프를 사용하여 접지선을 공작물에 연결합니다.

플라즈마가 작업물에 도달하면 매스 케이블을 통해 전류가 흐르기 시작하고 플라즈마는 최대 출력에 도달합니다. 전류는 200-250A에 도달합니다. 양극-음극 회로는 릴레이를 사용하여 차단됩니다.

절단

플라즈마 절단기의 메인 아크가 사라지면 이 회로가 다시 켜져 플라즈마가 사라지는 것을 방지합니다. 플라즈마는 전기 아크 용접에서 전극 역할을 하며 전류를 전도하고 그 특성으로 인해 금속과 접촉하는 영역에 고온 영역을 생성합니다.

플라즈마 제트와 금속 사이의 접촉 면적이 작고 온도가 높으며 가열이 매우 빠르게 발생하므로 공작물의 응력이나 변형이 거의 없습니다.

컷은 부드럽고 얇으며 추가 처리가 필요하지 않습니다. 플라즈마 작동유체로 사용되는 압축공기의 압력 하에서 액체 금속이 불어나 고품질의 절단이 이루어집니다.

플라즈마 절단기와 함께 불활성 가스를 사용하면 수소의 유해한 영향 없이 고품질 용접을 수행할 수 있습니다.

DIY 플라즈마 토치

자신의 손으로 용접 인버터로 플라즈마 절단기를 만들 때 작업에서 가장 어려운 부분은 고품질 절단 헤드(플라즈마 토치)를 생산하는 것입니다.

도구 및 재료

자신의 손으로 플라즈마 절단기를 만들면 공기를 작동 유체로 사용하는 것이 더 쉽습니다. 생산을 위해서는 다음이 필요합니다:

노즐과 전극 형태의 플라즈마 절단기 소모품은 용접 장비 매장에서 구입해야 합니다. 절단 및 용접 과정에서 소진되므로 각 노즐 직경에 대해 여러 조각을 구입하는 것이 좋습니다.

절단할 금속이 얇을수록 플라즈마 절단기 토치 노즐 구멍은 작아야 합니다. 금속이 두꺼울수록 노즐 개구부가 커집니다. 가장 일반적으로 사용되는 노즐은 직경 3mm의 노즐로 다양한 두께와 금속 유형에 사용할 수 있습니다.

집회

플라즈마 절단기 토치 노즐은 클램핑 너트로 부착됩니다. 바로 뒤에는 장치의 불필요한 위치에서 아크가 발생하는 것을 방지하는 전극과 절연 슬리브가 있습니다.

그런 다음 원하는 지점으로 안내하는 흐름 소용돌이가 있습니다. 전체 구조는 불소수지 및 금속 케이스에 배치됩니다. 공기 호스를 연결하기 위한 파이프는 플라즈마 절단기 토치 핸들의 튜브 출구에 용접됩니다.

전극 및 케이블

플라즈마 토치에는 내화성 재료로 만들어진 특수 전극이 필요합니다. 그들은 일반적으로 토륨, 베릴륨, 하프늄 및 지르코늄으로 만들어집니다. 가열 중에 전극 표면에 내화성 산화물이 형성되어 작동 기간이 길어지기 때문에 사용됩니다.

가정에서 사용할 때는 하프늄과 지르코늄으로 만든 전극을 사용하는 것이 바람직합니다. 금속을 절단할 때 토륨이나 베릴륨과 달리 독성 물질을 생성하지 않습니다.

인버터의 케이블과 압축기에서 플라즈마 절단기 토치까지의 호스는 하나의 주름진 파이프 또는 호스에 배치되어야 합니다. 이렇게 하면 가열 시 케이블 냉각이 보장되고 작동이 간편해집니다.

구리선의 단면적은 최소 5-6mm2로 선택해야 합니다. 와이어 끝의 클램프는 금속 부분과의 확실한 접촉을 보장해야 합니다. 그렇지 않으면 파일럿 아크의 아크가 메인 아크로 전달되지 않습니다.

배출구의 압축기에는 플라즈마 토치에서 표준화된 압력을 얻기 위한 감속기가 있어야 합니다.

직접 및 간접 조치 옵션

플라즈마 절단기 토치의 설계는 매우 복잡하여 숙련된 작업자 없이는 다양한 기계 및 도구를 사용하더라도 집에서 수행하기가 어렵습니다. 그렇기 때문에 플라즈마 토치 부품 제조는 전문가에게 맡겨야 합니다, 또는 더 나은 방법은 상점에서 구입하는 것입니다. 직접 작용 플라즈마 토치 토치는 위에 설명되어 있으며 금속만 절단할 수 있습니다.

간접 작용 헤드가 있는 플라즈마 절단기가 있습니다. 비금속 재료도 절단할 수 있습니다. 그 중 양극의 역할은 노즐이 담당하고 전기 아크는 플라즈마 절단기 토치 내부에 위치하며 압력을 받으면 플라즈마 제트만 나옵니다.

디자인의 단순성에도 불구하고 장치에는 매우 정확한 설정이 필요하므로 아마추어 생산에는 실제로 사용되지 않습니다.

인버터의 개선

플라즈마 절단기에 인버터 전원을 사용하려면 개조가 필요합니다. 아크를 점화하는 스타터 역할을 할 제어 장치가 있는 발진기를 연결해야 합니다.

발진기 회로는 꽤 많지만 동작 원리는 동일하다. 발진기가 시작되면 고전압 펄스가 양극과 음극 사이를 통과하여 접점 사이의 공기를 이온화합니다. 이로 인해 저항이 감소하고 전기 아크가 발생합니다.

그런 다음 가스 전기 밸브가 켜지고 압력이 가해진 공기가 전기 아크를 통해 양극과 음극 사이를 통과하기 시작합니다. 플라즈마로 변해 금속 가공물에 도달한 제트는 금속 가공물과 질량 케이블을 통해 회로를 닫습니다.

약 200A의 주 전류가 새로운 전기 회로를 통해 흐르기 시작합니다. 이는 발진기를 끄는 전류 센서를 트리거합니다. 발진기의 기능 다이어그램이 그림에 나와 있습니다.

발진기의 기능 다이어그램

전기 회로 작업 경험이 없다면 공장에서 제작한 VSD-02 유형의 발진기를 사용할 수 있습니다. 연결 지침에 따라 플라즈마트론 전원 회로에 직렬 또는 병렬로 연결됩니다.

플라즈마 절단기를 만들기 전에 먼저 작업할 금속과 두께를 결정해야 합니다. 철금속 작업에는 압축기 하나면 충분합니다.

비철금속을 절단하려면 질소가 필요하고, 고합금강을 절단하려면 아르곤이 필요합니다. 이와 관련하여 가스 실린더 및 감속 기어를 운반하기 위한 트롤리가 필요할 수 있습니다.

다른 장비 및 도구와 마찬가지로 플라즈마 헤드가 있는 용접기는 사용자의 특정 기술이 필요합니다. 커터의 움직임은 균일해야 하며 속도는 금속의 두께와 유형에 따라 다릅니다.

천천히 움직이면 가장자리가 들쭉날쭉하고 넓게 절단됩니다. 빠르게 움직이면 금속이 모든 곳에서 절단되지 않습니다. 적절한 기술을 사용하면 고품질의 균일한 컷을 얻을 수 있습니다.

오늘날 산업은 상당히 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 매년 개인 주택 건설에 큰 수요가 있는 새로운 용접 기술이 등장합니다. 이러한 기술 덕분에 건설 작업이 크게 촉진되고 용접 장비의 생산성과 안전성이 향상됩니다. 이러한 기술에는 플라즈마 용접이 포함됩니다.

현대 기술에서 새로운 유형의 금속 합금이 출현함에 따라 전문가들은 이를 사용하여 만든 용접 제품을 위한 새로운 기술과 장비 도면을 개발해야 했습니다. 많은 현대 금속은 전통적인 용접 기술에 적합하지 않기 때문입니다. 그 결과, 금속 샘플을 용접하는 새로운 플라즈마 방법이 등장했으며, 이는 다양한 수리 및 설치 공정에 성공적으로 사용됩니다.

플라즈마 용접 기술의 주요 차이점

플라즈마 용접은 아르곤 용접과 다소 유사하지만 특징적인 차이가 있습니다. 예를 들어 작동 온도가 훨씬 높습니다. 용접 아크의 온도는 5~30,000도입니다. 이러한 품질 덕분에 플라즈마 용접 기술을 사용하면 용접할 수 없는 건축 구조물의 요소를 아크 온도가 5,000도를 초과하지 않는 자체 제작 및 표준 공장 장비로 연결할 수 있습니다.

플라즈마 용접의 작동 원리

이 용접의 본질은 금속 표면을 전류를 전도하는 이온화 가스 흐름에 노출시킴으로써 금속이 녹는 것입니다. 아크가 가열되면 가스는 이온화되며, 가스 온도가 증가함에 따라 그 수준도 증가합니다. 초고온 및 증가된 출력이 특징인 플라즈마 제트는 압축 후 일반 아크에서 형성되며, 일반적으로 아르곤(수소와 헬륨은 거의 사용되지 않음)인 플라즈마 형성 가스에 의해 형성된 아크에 주입됩니다.

이온화 과정에서 가스에 존재하는 화학 원소의 운동 에너지는 플라즈마 아크의 열 에너지를 크게 증가시킵니다. 또한 아크는 기존 아크와 비교할 때 자체 직경이 감소하여 금속 표면에 가해지는 압력을 크게 증가시킬 수 있습니다.

플라즈마 기술의 장점

플라즈마 방식을 사용하면 가스 용접과 달리 두께 5~20cm의 금속을 절단하는 속도가 3배 빨라집니다.
금속을 녹이고 용접하여 얻은 솔기의 정밀도가 높고 수행된 작업의 품질이 실질적으로 제품 가장자리의 후속 처리가 필요하지 않습니다.
플라즈마 절단은 거의 모든 유형의 금속을 가공하는 데 사용됩니다. 예를 들어 Zaporozhye 강철, 주철, 구리, 알루미늄으로 샘플을 요리할 수 있습니다.
용접 시 복잡한 형상을 절단해야 하는 경우에도 금속이 변형되지 않습니다. 플라즈마 용접 기술을 사용하면 녹슬거나 페인트 층으로 코팅된 등 준비되지 않은 금속 표면을 절단할 수 있습니다. 이 경우 플라즈마 아크 작업 영역의 페인트는 발화되지 않습니다.
아르곤, 아세틸렌, 산소가 필요하지 않습니다. 이는 재정적 비용을 크게 줄입니다.
가스 실린더를 사용하지 않아 작업 안전성이 높습니다. 이 지표는 공정의 환경 친화성을 나타냅니다.

플라즈마 용접의 종류

사용되는 도구에 따라 플라즈마 용접은 다음과 같이 수행될 수 있습니다.

모든 극성의 전류에 대해;
관통/비관통 아크 있음;
포인트, 펄스;
자동, 반자동, 수동;
필러 와이어 유무에 관계없이.

저전류를 사용하는 경우에는 마이크로플라즈마(Microplasma)라고 불리는 접속기술이 가장 많이 사용되고 있다. 이 계획은 최대 1.50mm 두께의 구조물 생산에 요구됩니다. 이는 일반적으로 얇은 벽 파이프, 컨테이너 연결, 작은 요소를 무거운 구조물에 용접, 보석 제조, 열전대 및 호일 용접입니다. 견본. 벽이 얇은 금속 제품도 전기 리벳을 사용하여 용접됩니다.

필러 와이어를 사용하여 연결하는 경우 단선(심선)이 사용됩니다.

마이크로플라즈마 연결의 특징

플라즈마 용접에는 작동 중 사용되는 전류에 따라 세 가지 옵션이 있습니다.

전류에 대한 마이크로 플라즈마 용접 기술 - 0.1A-25A;
중간 전류 연결 - 25A-150A;
고전류 연결 - 150A 이상.

첫 번째 변형이 더 인기가 있습니다. 낮은 암페어 전류를 사용하여 금속 샘플을 연결하는 과정에서 파일럿 아크가 형성됩니다. 구리로 만든 수냉식 노즐과 단면적 2mm의 텅스텐 전극 사이에서 끊임없이 연소됩니다.

메인 아크는 플라스마트론을 처리 중인 금속 샘플의 표면에 가져온 후 형성됩니다. 플라즈마를 형성하는 가스는 직경이 0.5-1.5mm인 플라즈마 노즐을 통해 공급됩니다.

플라즈마 아크의 최대 직경은 2mm입니다. 이 표시기 덕분에 공작물의 상대적으로 작은 요소에서 상당히 많은 양의 열 에너지가 생성됩니다. 전기 리벳을 사용한 용접과 마찬가지로 이러한 유형의 용접은 두께가 1.5mm 미만인 금속 샘플에 가장 효과적입니다.

아르곤은 이 기술을 이용해 보호가스 환경인 플라즈마를 형성하는데 사용된다. 샘플이 어떤 금속이나 합금으로 만들어졌는지에 따라 "플라즈마"의 효율성을 높이기 위해 첨가제를 추가로 사용할 수 있습니다.

플라즈마 용접기는 다양한 모드로 금속 제품을 접합할 수 있습니다. 용접 용도의 범위는 매우 광범위합니다.

대규모 구조물에 멤브레인을 고정하는 것;
벽이 얇은 파이프 및 용기 생산;
용접 포일;
보석 제조;
다른 많은 연결.

DIY 용접

이러한 유형의 금속 용접은 높은 자격을 갖춘 용접공이 필요했기 때문에 처음에는 집에서 사용되지 않았습니다. 오늘날에는 방법론 자체와 사용되는 장비의 개선 덕분에 집에서 사용할 수 있는 용접 장치가 있습니다. 작업 방법은 매우 간단합니다. 용접 작업을 수행하려면 적절한 장비, 필러 와이어, 전극을 구입하고 장치의 사용 설명서를 읽어야 합니다.

먼저 전극을 원뿔 모양으로 날카롭게 해야 하며, 날카롭게 하는 각도는 최대 30도가 되어야 합니다.
중요한! 전극을 올바르게 설치하십시오. 그 축은 가스 형성을 위한 노즐의 축과 일치해야 합니다.
용접 조인트는 아르곤으로 용접할 때와 유사한 처리를 거칩니다.
공작물의 가장자리를 청소하고 탈지하는 것이 필수적입니다.
1.5mm보다 큰 간격이 없는지 확인해야 합니다.
또한 압정 부분을 청소해야 하며 용접 품질과 동일해야 합니다.
용접작업을 시작할 수 있습니다.
DIY 용접은 직류를 사용하여 수행됩니다. 해당 값은 지정된 범위 내에 있어야 합니다.
샘플을 용접하기 전 10~15초 동안 가스를 공급하고 아크가 끊어진 후 15초 후에 가스를 차단합니다.
작동 중에 플라즈마 토치는 작업물로부터 1cm 미만의 거리에 있어야 합니다.
솔기 연결이 완전히 완료될 때까지 용접 아크를 잡고 있는 것이 좋습니다.
용접 중에 금속을 과열하지 마십시오. 임계점에 도달한 후 용접이 중단되고 금속 샘플이 냉각된 후 용접 작업이 재개됩니다.
건(토치)을 고르게 움직여야 고품질 용접 조인트를 얻을 수 있습니다.

용접기 "Gorynych"

다기능 용접 "Gorynych"는 국내 생산에서 가장 인기 있는 용접 장치 중 하나입니다. 이것은 집에서 손으로 용접 작업을 할 수 있는 정말 고품질의 도구입니다. Gorynych 장비 라인에는 다양한 용량(8,10,12A)의 장치가 포함되어 있습니다.

가사 작업의 경우 8A 장치가 완벽하며 10A 장치는 가격/성능이 특징이지만 더 강력한 12A 장치는 이미 전문가용으로 간주됩니다. Gorynych 브랜드의 용접 장치는 러시아와 우크라이나(특히 Zaporozhye) 및 벨로루시에서 꽤 인기가 있습니다.

금속 가공에 종사하는 가정 장인은 금속 블랭크를 절단해야 하는 필요성에 직면해 있습니다. 이는 앵글 그라인더(그라인더), 산소 절단기 또는 플라즈마 절단기를 사용하여 수행할 수 있습니다.

불가리아 사람. 절단 품질이 매우 높습니다. 그러나 특히 곡선 모서리가 있는 내부 구멍의 경우 형상 절단을 수행할 수 없습니다. 또한 금속의 두께에도 제한이 있습니다. 그라인더로 얇은 시트를 절단하는 것은 불가능합니다. 가장 큰 장점은 경제성입니다.
산소절단기. 어떤 구성의 구멍도 뚫을 수 있습니다. 그러나 균등한 컷을 달성하는 것은 원칙적으로 불가능합니다. 녹은 금속 방울과 함께 가장자리가 찢어졌습니다. 5mm 이상의 두께는 절단이 어렵습니다. 이 장치는 너무 비싸지는 않지만 작동하려면 많은 양의 산소 공급이 필요합니다.
플라즈마 절단기. 이 장치는 저렴하다고 할 수는 없지만 절단 품질로 인해 높은 비용이 정당화됩니다. 절단 후 공작물은 실제로 추가 처리가 필요하지 않습니다.

대부분의 가정 장인이 감당하기 힘든 가격을 고려하면 많은 "Kulibina" 장인이 플라즈마 절단기를 만듭니다.

여러 가지 방법이 있습니다. 처음부터 완전히 구조를 만들거나 기성 장치를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 용접 기계는 새로운 작업을 위해 다소 현대화되었습니다.

자신의 손으로 플라즈마 절단기를 만드는 것은 실제 작업이지만 먼저 작동 방식을 이해해야 합니다.

일반적인 다이어그램은 그림에 표시됩니다.

플라즈마 절단기 장치

전원 장치.

다양한 방식으로 디자인할 수 있습니다. 변압기는 크기와 무게가 크지만 더 두꺼운 작업물을 절단할 수 있습니다.

전기 소비량이 높으므로 연결 지점을 선택할 때 이를 고려해야 합니다. 이러한 전원 공급 장치는 입력 전압 변화에 거의 민감하지 않습니다.

플라즈마 절단은 많은 산업 분야에서 활발히 사용되고 있습니다. 그러나 플라즈마 절단기는 개인 마스터에게 매우 유용할 수 있습니다. 이 장치를 사용하면 전도성 및 비전도성 재료를 빠른 속도와 품질로 절단할 수 있습니다. 작업 기술을 통해 고온 플라즈마 아크에 의해 수행되는 모든 부품을 처리하거나 형상 절단을 생성할 수 있습니다. 흐름은 전류와 공기라는 기본 구성 요소에 의해 생성됩니다. 그러나 장치 사용의 이점은 공장 모델의 가격으로 인해 다소 가려집니다. 일할 기회를 제공하기 위해 자신의 손으로 플라즈마 절단기를 만들 수 있습니다. 아래에서는 절차와 필요한 장비 목록에 대한 자세한 지침을 제공합니다.

무엇을 선택할 것인가: 변압기 또는 인버터?

플라즈마 절단 장치의 특징과 매개변수로 인해 유형별로 나눌 수 있습니다. 인버터와 변압기가 가장 인기를 얻었습니다. 각 모델의 장치 비용은 명시된 전력 및 작동 주기에 따라 결정됩니다.

인버터는 가볍고 크기가 작으며 전력 소모가 최소화됩니다.장비의 단점은 전압 변화에 대한 민감도가 증가한다는 것입니다. 모든 인버터가 전기 네트워크의 특정 조건 내에서 작동할 수 있는 것은 아닙니다. 기기의 보호 시스템에 장애가 발생한 경우 서비스 센터에 문의하세요. 또한 인버터 플라즈마 절단기의 정격 전력 제한은 70암페어 이하이며 고전류에서 장비를 켜는 데 짧은 시간이 소요됩니다.

전통적으로 변압기는 인버터보다 신뢰성이 더 높은 것으로 간주됩니다.눈에 띄는 전압 강하에도 불구하고 전력의 일부만 손실되지만 파손되지는 않습니다. 이 속성에 따라 더 높은 비용이 결정됩니다. 변압기 기반 플라즈마 절단기는 더 오랜 시간 동안 작동하고 켜질 수 있습니다. 자동 CNC 라인에도 유사한 장비가 사용됩니다. 변압기 플라즈마 절단기의 부정적인 측면은 상당한 무게, 높은 에너지 소비 및 크기입니다.

플라즈마 절단기가 절단할 수 있는 최대 금속 두께는 50~55mm입니다. 장비의 평균 전력은 150 - 180A입니다.

공장 장치의 평균 비용

재료 수동 절단을 위한 플라즈마 절단기의 범위는 이제 정말 엄청납니다. 가격 카테고리도 다릅니다. 장치 가격은 다음 요소에 따라 결정됩니다.

기기 종류;
제조업체 및 생산 국가
가능한 최대 절단 깊이;
모델.

플라즈마 절단기 구매 가능성을 알아보기로 결정한 후에는 장비의 추가 요소 및 구성 요소 비용에 관심을 가져야 하며, 그렇지 않으면 완전히 작동하기가 어렵습니다. 절단되는 금속의 두께에 따른 장치의 평균 가격은 다음과 같습니다.

최대 6mm – 15,000 – 20,000 루블;
최대 10mm – 20,000 – 25,000;
최대 12mm – 32,000 – 230,000;
최대 17mm – 45,000 – 270,000;
최대 25mm – 81,000 – 220,000;
최대 30mm – 150,000 – 300,000.

인기 있는 장치는 "Gorynych", "Resanta" IPR-25, IPR-40, IPR-40 K입니다.

보시다시피 가격대가 넓습니다. 이와 관련하여 수제 플라즈마 절단기의 관련성이 높아지고 있습니다. 지침을 연구하면 기술적 특성이 결코 열등하지 않은 장치를 만드는 것이 가능합니다. 제시된 가격보다 훨씬 저렴한 가격으로 인버터나 변압기를 선택할 수 있습니다.

동작 원리

점화 버튼을 누르면 전원이 시작되어 작업 도구에 고주파 전류가 공급됩니다. 커터(플라즈마 토치)에 위치한 팁과 전극 사이에 아크(파일럿)가 발생합니다. 온도 범위는 6~8,000도입니다. 작업 아크가 즉시 생성되지 않고 일정한 지연이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

그런 다음 압축 공기가 플라스마트론의 공동으로 들어갑니다. 이것이 압축기가 설계된 이유입니다. 전극에 파일럿 아크가 있는 챔버를 통과하면 가열되어 부피가 증가합니다. 이 과정에는 공기의 이온화가 수반되어 이를 전도성 상태로 변환합니다.

좁은 플라즈마 토치 노즐을 통해 결과적인 플라즈마 흐름이 공작물에 공급됩니다. 유속은 2~3m/s입니다. 이온화된 공기는 최대 30,000°C까지 가열될 수 있습니다. 이 상태에서 공기의 전기 전도도는 금속 원소의 전도도에 가깝습니다.

플라즈마가 절단되는 표면에 접촉한 후 파일럿 아크가 꺼지고 작업 아크가 작동하기 시작합니다. 다음으로, 공급된 공기로 용융 금속을 불어넣는 절단 지점에서 용융이 수행됩니다.

직접 장치와 간접 장치의 차이점

작동 원리가 다른 다양한 유형의 장치가 있습니다. 직접 작용 장비에서는 전기 아크의 작동을 가정합니다. 원통형 모양을 가지며 가스 흐름에 직접 연결됩니다. 이 장비 설계를 통해 플라즈마 절단기의 다른 구성 요소에 높은 아크 온도(최대 20,000°C)와 매우 효율적인 냉각 시스템을 제공할 수 있습니다.

간접 작용 장치에서는 작동 효율이 떨어지는 것으로 가정됩니다. 이는 생산에서 더 낮은 분포를 결정합니다. 장비의 설계 특징은 회로의 활성 지점이 특수 텅스텐 전극이나 파이프에 배치된다는 것입니다. 가열 및 분무에 더 자주 사용되지만 절단에는 실제로 사용되지 않습니다. 자동차 수리에 가장 자주 사용됩니다.

일반적인 특징은 공기 필터(전극 수명 연장, 장비의 빠른 시동 보장) 및 냉각기(중단 없이 장치를 장기간 작동할 수 있는 조건 생성) 설계에 존재한다는 것입니다. 탁월한 지표는 장치가 20분의 휴식 시간을 포함하여 1시간 동안 지속적으로 작동할 수 있는 능력입니다.

설계

적절한 욕구와 기술만 있다면 누구나 집에서 플라즈마 절단기를 만들 수 있습니다. 그러나 그것이 완벽하고 효과적으로 작동하려면 특정 규칙을 따라야 합니다. 인버터를 사용해 보는 것이 좋습니다. 안정적인 전류 공급과 안정적인 아크 작동을 보장할 수 있는 사람은 바로 그 사람입니다.결과적으로 중단이 없으며 전력 소비가 크게 줄어 듭니다. 하지만 인버터 기반 플라즈마 절단기는 변압기보다 얇은 금속 두께에도 대응할 수 있다는 점을 고려해 볼 만하다.

필수 구성 요소

조립 작업을 시작하기 전에 다양한 구성 요소, 재료 및 장비를 준비해야 합니다.

적절한 전력을 갖춘 인버터 또는 변압기. 오류를 제거하려면 계획된 절단 두께를 결정해야 합니다. 이 정보를 바탕으로 올바른 장치를 선택하십시오. 그러나 수동 절단을 고려하면 인버터를 선택하는 것이 좋습니다. 무게도 덜 나가고 전기도 덜 먹습니다.
플라즈마 토치 또는 플라즈마 절단기. 선택의 특징도 있습니다. 전도성 재료로 작업할 때는 직접 동작을 선택하고 비전도성 재료로 작업할 때는 간접 동작을 선택하는 것이 좋습니다.
압축공기 압축기. 정격 전력은 부과되는 부하에 대처하고 다른 구성 요소와 일치해야 하기 때문에 주의가 필요합니다.
케이블 호스. 플라즈마 절단기의 모든 구성 요소를 연결하고 플라즈마 토치에 공기를 공급하는 데 필요합니다.

전원 공급 장치 선택

플라즈마 절단기의 작동은 전원 공급 장치에 의해 보장됩니다. 지정된 전류 및 전압 매개변수를 생성하여 절단 장치에 공급합니다. 주요 공급 장치는 다음과 같습니다.

인버터;
변신 로봇.

위에서 설명한 장치의 기능을 고려하여 전원 공급 장치 선택에 접근해야 합니다.

플라즈마 토치

플라즈마 토치는 플라즈마 발생기입니다. 플라즈마 제트가 형성되어 재료를 직접 절단하는 작업도구입니다.

장치의 주요 기능은 다음과 같습니다.

초고온 생성;
현재 전력의 간단한 조정, 작동 모드의 시작 및 중지;
컴팩트한 크기;
작동의 신뢰성.

구조적으로 플라즈마 토치는 다음으로 구성됩니다.

지르코늄 또는 하프늄을 함유한 전극/음극. 이들 금속은 높은 수준의 열이온 방출을 특징으로 합니다.
노즐은 기본적으로 전극과 분리되어 있습니다.
플라즈마 생성 가스를 소용돌이치는 메커니즘.

노즐과 전극은 플라즈마 토치의 소모품입니다. 플라즈마 절단기가 최대 10mm 크기의 공작물을 처리하는 경우 작동 후 8시간 이내에 전극 세트 1개가 소모됩니다. 마모가 고르게 발생하므로 동시에 변경할 수 있습니다.

전극을 적시에 교체하지 않으면 절단 품질이 저하될 수 있습니다. 절단 형상이 변경되거나 표면에 파도가 나타납니다.음극의 하프늄 삽입물은 점차적으로 연소됩니다. 생산량이 2mm를 초과하면 전극이 플라스마트론을 태워 과열시킬 수 있습니다. 이는 잘못된 시기에 전극을 교체하면 작업 도구의 나머지 요소가 빠르게 고장날 수 있음을 의미합니다.

모든 플라스마트론은 3개의 볼륨 그룹으로 나눌 수 있습니다.

전기 아크 - 직류 전원에 연결된 적어도 하나의 양극과 음극이 있습니다.
고주파 - 전극과 음극이 없습니다. 전원 공급 장치와의 통신은 유도성/용량성 원리를 기반으로 합니다.
결합 - 고주파 전류 및 아크 방전에 노출될 때 작동합니다.

아크 안정화 방식에 따라 모든 플라스마트론은 가스형, 물형, 자기형으로도 나눌 수 있습니다. 이러한 시스템은 기기 작동에 매우 중요합니다. 이는 흐름의 압축을 형성하고 이를 노즐의 중심축에 고정합니다.

현재 플라즈마 토치의 다양한 변형이 판매되고 있습니다. 제안을 연구하고 기성품을 구입해야 할 수도 있습니다. 그러나 집에서 직접 만드는 것이 가능합니다. 이를 위해서는 다음이 필요합니다.

지렛대. 전선용 구멍을 제공해야 합니다.
단추.
전류에 맞게 설계된 적절한 전극.
절연체.
흐름 소용돌이.
대통 주둥이. 직경이 다른 세트를 사용하는 것이 좋습니다.
팁. 물튀김 방지 장치가 제공되어야 합니다.
거리 봄. 표면과 노즐 사이의 간격을 유지할 수 있습니다.
탄소 침전물 제거 및 모따기용 노즐입니다.

플라즈마 흐름을 부품으로 유도하는 다양한 직경의 교체 가능한 헤드 덕분에 하나의 플라즈마 토치로 작업을 수행할 수 있습니다. 전극과 마찬가지로 작동 중에 녹을 수 있다는 점에 주의할 필요가 있습니다.

노즐은 클램핑 너트로 고정되어 있습니다. 바로 뒤에는 잘못된 위치에서 아크가 점화되는 것을 방지하는 전극과 절연체가 있습니다. 다음으로, 아크 효과를 강화하기 위해 흐름 소용돌이를 배치합니다. 모든 요소는 불소수지 케이스에 들어 있습니다. 일부 작업은 직접 할 수 있지만 일부 작업은 매장에서 구입해야 합니다.

공장 플라즈마 토치를 사용하면 공기 냉각 시스템으로 인해 과열 없이 오랫동안 작업할 수 있습니다. 그러나 단기 절단의 경우 이는 중요한 매개변수가 아닙니다.

발진기

발진기는 고주파 전류를 생성하는 발전기입니다. 유사한 요소가 전원과 플라즈마 토치 사이의 플라즈마 절단기 회로에 포함되어 있습니다. 다음 구성표 중 하나에 따라 작동할 수 있습니다.

제품 표면에 닿지 않고 아크 형성을 촉진하는 단기 충격 생성. 외부적으로는 전극 끝에서 공급되는 작은 번개처럼 보입니다.
용접 전류에 높은 전압 값을 더해 정전압을 지원합니다. 안정적인 아크 유지를 보장합니다.

이 장비를 사용하면 신속하게 호를 생성하고 금속 절단을 시작할 수 있습니다.

대부분 유사한 구조를 가지며 다음과 같이 구성됩니다.

전압 정류기;
전하 저장 장치(커패시터);
전원 장치;
펄스 생성 모듈. 진동 회로와 스파크 갭을 포함합니다.
제어 블록;
승압 변압기;
전압 모니터링 장치.

주요 임무는 들어오는 전압을 현대화하는 것입니다. 주파수와 전압 레벨이 증가하여 작동 시간이 1초 미만으로 단축됩니다.작업 순서는 다음과 같습니다.

커터의 버튼을 눌렀습니다.
정류기에서 전류는 평탄화되고 단방향이 됩니다.
전하는 커패시터에 축적됩니다.
변압기 권선의 진동 회로에 전류가 공급되어 전압 레벨이 증가합니다.
펄스는 제어 회로에 의해 제어됩니다.
펄스는 전극에 방전을 발생시켜 아크를 점화시킵니다.
충동이 끝납니다.
절단을 중지한 후 발진기는 추가로 4초 동안 플라즈마 토치를 퍼지합니다. 이로 인해 전극과 처리된 표면이 냉각됩니다.

발진기의 종류에 따라 다양한 방식으로 사용될 수 있습니다. 그러나 일반적인 특성은 전압이 3000~5000V로 증가하고 주파수가 150~500kHz로 증가한다는 것입니다. 주요 차이점은 고주파 전류의 작용 간격에 있습니다.

플라즈마 절단기에 사용하려면 아크의 비접촉 점화용 발진기를 사용하는 것이 좋습니다. 아르곤 용접기에서도 유사한 요소가 사용됩니다. 내부에 있는 텅스텐 전극은 제품과 접촉하면 빠르게 무뎌집니다. 장치 회로에 발진기를 포함하면 부품 평면과 접촉하지 않고 호를 생성할 수 있습니다.

오실레이터를 사용하면 값비싼 소모품의 필요성이 크게 줄어들고 절단 공정이 향상됩니다. 계획된 작업에 따라 장비를 적절하게 선택하면 품질과 속도를 높일 수 있습니다.

전극

전극은 아크를 생성하고 유지하며 직접 절단하는 과정에서 중요한 역할을 합니다. 이 조성물에는 고온에서 아크로 작업할 때 전극이 과열되지 않고 조기에 붕괴되지 않도록 하는 금속이 포함되어 있습니다.

플라즈마 절단기용 전극을 구매할 때는 구성을 명확히 할 필요가 있습니다. 베릴륨과 토륨 함량은 유해한 연기를 생성합니다. 이는 작업자를 적절히 보호하여 적절한 조건에서 작업하는 데 적합합니다. 즉, 추가 환기가 필요합니다. 이로 인해 신청을 위해서는 일상 생활에서는 하프늄 전극을 구입하는 것이 좋습니다.

압축기 및 케이블 - 호스

대부분의 수제 플라즈마 절단기 설계에는 공기를 플라즈마 토치로 보내는 압축기와 호스 라인이 포함되어 있습니다. 이 설계 요소를 사용하면 전기 아크를 최대 8000°C까지 가열할 수 있습니다. 추가 기능은 작업 채널을 퍼지하여 오염 물질을 제거하고 응축수를 제거하는 것입니다. 또한 압축 공기는 장기간 작동하는 동안 장치의 구성 요소를 냉각시키는 데 도움이 됩니다.

플라즈마 절단기를 작동하려면 기존의 압축 공기 압축기를 사용할 수 있습니다. 공기 교환은 적절한 커넥터가 있는 얇은 호스를 통해 수행됩니다. 흡입구에는 공기 공급 과정을 조절하는 전기 밸브가 있습니다.

전기 케이블은 장치에서 버너까지의 채널에 배치됩니다. 따라서 여기에는 케이블을 수용할 수 있는 큰 직경의 호스를 배치해야 합니다. 통과하는 공기는 와이어를 식힐 수 있기 때문에 환기 기능도 있습니다.

질량은 단면적이 5mm2인 케이블로 만들어져야 합니다. 클램프가 있어야합니다. 접지 접촉이 불량한 경우 작업 아크를 대기 아크로 전환하는 것이 문제가 될 수 있습니다.

계획

이제 고품질 장치를 조립할 수 있는 다양한 구성표를 찾을 수 있습니다. 영상을 보면 기호를 자세히 이해하는 데 도움이 됩니다. 장비의 적합한 개략도는 아래 제시된 도면 중에서 선택할 수 있습니다.

집회

조립 프로세스를 시작하기 전에 선택한 구성요소의 호환성을 명확히 하는 것이 좋습니다. 이전에 자신의 손으로 플라즈마 절단기를 조립한 적이 없다면 숙련된 장인과 상담해야 합니다.

조립 절차는 다음 순서를 따릅니다.

조립된 모든 구성 요소를 준비합니다.
전기 회로 조립. 다이어그램에 따르면 인버터/변압기와 전기 케이블이 연결됩니다.
유연한 호스를 사용하여 압축기와 공기 공급 장치를 장치와 플라즈마 토치에 연결합니다.
나만의 안전망을 위해 배터리 용량을 고려하여 무정전 전원 공급 장치(UPS)를 사용할 수 있습니다.

자세한 장비 조립 기술을 영상으로 소개합니다.

플라즈마 절단기 점검

모든 노드를 하나의 구조로 연결한 후에는 기능 테스트가 필요합니다.

플라즈마 절단기 테스트 및 작업은 개인 보호 장비를 사용하는 보호복을 입고 수행해야 합니다.

모든 장치를 켜고 플라즈마 토치의 버튼을 눌러 전극에 전기를 공급해야합니다. 이 순간 플라즈마트론에는 전극과 노즐 사이를 통과하는 고온의 아크가 형성되어야 합니다.

조립된 플라즈마 절단 장비가 최대 2cm 두께의 금속을 절단할 수 있다면 모든 것이 올바르게 완료된 것입니다. 인버터로 만든 수제 장치는 전력이 충분하지 않기 때문에 두께가 20mm를 초과하는 부품을 절단할 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 두꺼운 제품을 절단하려면 변압기를 전원으로 사용해야 합니다.

수제 장치의 장점

공기 플라즈마 절단기가 제공하는 이점은 과대평가하기 어렵습니다. 판금을 정확하게 절단할 수 있습니다. 작업 후에는 끝 부분을 더 이상 처리할 필요가 없습니다. 가장 큰 장점은 작업시간 단축이다.

이는 이미 장비를 직접 조립해야 하는 강력한 이유입니다. 회로가 복잡하지 않아 누구나 저렴하게 인버터나 반자동 장치를 개조할 수 있다.

결론적으로 플라즈마 절단기를 사용하려면 숙련된 전문가가 필요하다는 사실에 주목하겠습니다. 용접공이라면 가장 좋습니다. 경험이 거의 없다면 먼저 사진 및 비디오 작업 기술을 학습한 다음 할당된 작업을 완료하는 것이 좋습니다.