La soldadura por plasma es una tecnología moderna y avanzada. Hasta hace poco, su aplicación se refería únicamente a la industria. Esta soldadura se llevó a cabo utilizando equipos especiales. Ahora una máquina de soldadura por plasma de bricolaje se ha hecho realidad.
La soldadura por plasma tiene una serie de ventajas innegables sobre otros tipos de soldadura. La posesión de tecnología permite ampliar las posibilidades de soldar juntas metálicas en casa. El dispositivo también se puede utilizar para soldadura por puntos (Fig. 1).
Una máquina de soldar casera, incluida una máquina de soldadura por puntos, consta de las siguientes partes principales: una fuente de corriente de soldadura, un soplete de plasma, un compresor o cilindro de gas y un sistema de enfriamiento.
Figura 1. Diseño de una máquina soldadora por plasma.
Cuando se utiliza un dispositivo de tipo abierto (el diseño más común), también se utiliza una fuente de corriente para formar un arco piloto.
Como fuente de corriente para el arco de soldadura, es mejor utilizar un inversor estándar para soldadura por arco eléctrico de baja potencia. Un inversor de este tipo suministra corriente continua a la zona de soldadura, por lo que se enciende el arco principal entre la boquilla del soplete de plasma y la pieza a soldar. La potencia del inversor puede ser mínima, ya que la potencia del arco aumenta significativamente mediante el flujo de plasma (Fig. 2).
Hacer una fuente de corriente auxiliar
La fuente de corriente para el arco piloto se ensambla de forma independiente. Incluye un puente rectificador de diodos, un transformador de salida (estrangulador) y una resistencia de balasto (carga). Se recomiendan las siguientes piezas: diodos para una corriente de 50 A y una tensión de funcionamiento de hasta 500 V; Resistencia con potencia de hasta 5 kW. Gracias a la resistencia de balasto, el voltaje en el devanado primario del transformador es de aproximadamente 100 V con una corriente de no más de 20 A.
Figura 2. Diseño del generador de plasma.
El transformador se selecciona de modo que el voltaje en el devanado secundario sea de aproximadamente 20 V. Puede utilizar cualquier transformador de 110/24 V con una potencia de 1,6 kW (por ejemplo, tipo OSM). Como resistencia de lastre se puede utilizar cualquier elemento calefactor o conjunto de varios calentadores.
La fuente auxiliar está montada en un panel metálico. Se instala un transformador en la parte inferior del escudo. Si el balasto está hecho de calentadores, entonces deben colocarse por separado en un marco de metal. Se instala un bloque de contactos en el blindaje, sobre el cual se sacan los extremos del devanado secundario del transformador, y se conecta un cable para suministrar corriente al plasmatrón.
Selección de fuente de gas y sistema de enfriamiento.
Como fuente de gas formador de plasma se puede utilizar un compresor de automóvil para suministrar aire comprimido con una capacidad de hasta 50 l/min. Si se utiliza vapor de agua en lugar de gas, se debe instalar un pequeño generador de vapor estándar. En este caso sólo se debe utilizar agua destilada.
La refrigeración del ánodo del soplete de plasma puede basarse en un sistema de limpiaparabrisas de un automóvil. Si es posible, es mejor proporcionar refrigeración desde el suministro de agua a través de mangueras de goma.
Cómo se ve?
La antorcha de plasma consta de dos bloques principales: ánodo y cátodo. El bloque de ánodo incluye un ánodo, realizado en forma de boquilla, y una carcasa para fijar el ánodo, en la que es necesario colocar una camisa de enfriamiento (tubos, bobina). Se fija un tornillo al cuerpo del ánodo para suministrar energía.
Figura 3. Diagrama de plasmatrón.
El bloque catódico consta de las siguientes partes principales: cuerpo del bloque, soporte del cátodo y cátodo. Como cátodo se utiliza un electrodo de soldadura de tungsteno con un diámetro de 4 mm, combinado con un vástago. La parte superior del vástago termina en un tornillo de ajuste con un mango aislado. El cátodo se fija en el soporte del cátodo. El soporte del cátodo consta de varias secciones.
La sección inferior es un tubo puntiagudo de pequeño diámetro que actúa como guía del cátodo. La sección intermedia es un casquillo con rosca exterior para montaje en el cuerpo y un canal interior para el paso del electrodo. La sección superior es un tubo para fijar el electrodo. Su diámetro interno corresponde al diámetro de la cola del cátodo. El soporte del cátodo se instala dentro de la carcasa, que está hecha de un tubo de polímero. La carcasa del bloque catódico tiene un orificio y un racor correspondiente para suministrar gas formador de plasma. El gas se suministra a través de un tubo ubicado en el espacio entre la parte inferior del soporte y la carcasa. El soporte tiene un tornillo para conectar la energía eléctrica. Se perfora un orificio en la carcasa para el paso de un alambre (cable) (Fig. 3).
Hacer un bloque de ánodo
El ánodo está hecho como una tapa de cobre (en forma de sombrero). La longitud total del ánodo es de 10 a 15 mm. La parte extrema inferior (lateral) tiene un diámetro de 20-25 mm y una longitud de 3-4 mm. La parte cilíndrica tiene entre 15 y 20 mm de diámetro. Se perfora un orificio con un diámetro de 1,8-2 mm en el centro del ánodo en toda su longitud. Se corta una rosca en la parte cilíndrica del ánodo para atornillarlo en la carcasa.
Es recomendable fabricar el cuerpo del bloque de ánodo de bronce, pero también se puede fabricar de acero, en forma de dos cilindros (tubos), entre los cuales se encuentra una camisa de refrigeración. Los cilindros están soldados (soldados) entre sí. El diámetro exterior del cilindro exterior se recomienda entre 50 y 80 mm. Pero los tamaños de los cilindros pueden ser cualquiera, teniendo en cuenta las tuberías encontradas. La condición principal: la carcasa debe constar de dos cilindros que encajen entre sí, mientras que el diámetro interno debe ser igual al diámetro de la parte cilíndrica del ánodo y los tubos del serpentín de enfriamiento deben ubicarse entre los cilindros. Longitud de la caja – 30-60 mm.
El cilindro está roscado en ambos extremos. En el extremo inferior, se corta una rosca hacia el interior y está destinada a sujetar el ánodo, en el extremo superior, hacia el interior del cilindro exterior para conectarlo al bloque del cátodo. Se hace un orificio roscado en el cilindro exterior para instalar un tornillo para conectar el cable.
Fabricación del bloque catódico.
El cuerpo del bloque catódico está hecho de un tubo de polímero o textolita con un diámetro igual al diámetro interior del cilindro exterior del bloque anódico. Se corta una rosca externa en el extremo inferior del tubo para conectarlo al cuerpo del bloque de ánodo. Se corta una rosca dentro de la carcasa para atornillar el soporte del cátodo. Longitud del cuerpo 7-10 cm.
El soporte del cátodo está fabricado en bronce o acero y tiene diferentes diámetros en distintas zonas. La sección inferior, de 15 a 20 mm de largo, tiene la forma de un tubo puntiagudo con un diámetro de 8 a 10 mm y un diámetro interior de 5 a 5,5 mm.
La sección central, de 20-25 mm de largo, tiene un diámetro igual al diámetro interno de la carcasa del bloque catódico. En esta zona se corta una rosca para su montaje en el cuerpo.
El diámetro del canal interno debe ser de al menos 5 mm. La sección superior, de 30 a 40 mm de largo, tiene un diámetro de 10 a 15 mm. El diámetro interno de esta zona es de 6-7 mm. En la parte superior del soporte se corta una rosca interior para fijar el electrodo. Desde el exterior, en la parte superior, se corta un hilo de 20-25 mm de largo para instalar una contratuerca. Este soporte se hace mejor en un torno.
El cátodo está fabricado a partir de un electrodo de soldadura de tungsteno estándar con un diámetro de 4 mm. Su final se vuelve puntiagudo. Al vástago del cátodo se conecta firmemente una varilla de tungsteno de 40-50 mm de largo, en la que se corta una rosca para sujetarla a la sección superior del soporte del cátodo. Longitud del vástago 40-60 mm, diámetro 6-7 mm. La parte superior del vástago pasa por un tornillo de ajuste (de cualquier forma), que, a su vez, tiene un mango de material aislante. El cátodo se gira en el canal interno del soporte de modo que su extremo puntiagudo se extienda de 5 a 10 mm desde la sección inferior (guía) del soporte. Girando la perilla se puede cambiar la posición del cátodo.
Para limitar y controlar el movimiento longitudinal del cátodo, se utiliza una contratuerca instalada en el soporte.
Se perfora un orificio en el cuerpo del bloque catódico al nivel de la sección inferior del soporte y se instala un accesorio para suministrar gas formador de plasma. El gas se suministra a través de un tubo ubicado en el espacio entre la parte inferior del soporte y la carcasa. El soporte tiene un tornillo para conectar la energía eléctrica. Se perfora un orificio en la parte superior de la caja para el paso del alambre (cable).
Conjunto de antorcha de plasma
Primero, el bloque catódico se ensambla en la siguiente secuencia. El electrodo se atornilla en el soporte. A continuación se atornilla el soporte en la carcasa. Al tornillo del soporte se conecta un cable que sale a través de un orificio en la carcasa. El cuerpo del cátodo se atornilla al cuerpo del ánodo. El ánodo se atornilla desde abajo en la carcasa del ánodo. Además, el electrodo se tuerce para que la varilla descanse contra el ánodo. La tuerca de bloqueo del soporte se ajusta a esta posición del electrodo.
Montaje de la máquina de soldar
El montaje de la máquina de soldar incluye las siguientes operaciones. Uno de los núcleos del cable de soldadura del inversor está conectado al tornillo de contacto del bloque de ánodo del soplete de plasma, el segundo se fija a la pieza a soldar. Se conecta una manguera de enfriamiento al conector del bloque de ánodo y una manguera del compresor al conector del bloque de cátodo. El cable del transformador de potencia de arco auxiliar está fijado a los tornillos de contacto de los bloques de ánodo y cátodo de la antorcha de plasma. Cuando se enciende el arco piloto, el cátodo toca el ánodo y luego se retira rápidamente 2-3 mm.
Herramientas y equipos necesarios.
Al hacer una máquina de soldar casera, debes utilizar la siguiente herramienta:
- maquina de soldar;
- taladro eléctrico;
- Búlgaro;
- fresa;
- archivo;
- sierra para metales;
- vicio;
- rueda de esmeril;
- alicates;
- destornillador;
- llaves inglesas;
- cincel;
- martillo;
- calibrador;
- grifo;
- morir;
La soldadura por plasma es un tipo de soldadura moderno y eficaz. Una máquina de soldar casera le ayudará a realizar casi cualquier trabajo de soldadura, incluido el trabajo como máquina de soldar para soldadura por puntos.
Como regla general, la chapa se corta con plasma en grandes instalaciones de producción, y esto se hace cuando se fabrican piezas de configuraciones complejas. Las máquinas industriales cortan cualquier metal: acero, cobre, latón, aluminio, aleaciones superduras. Cabe destacar que es muy posible fabricar un cortador de plasma usted mismo, aunque las capacidades del dispositivo en este caso serán algo limitadas. En la producción a gran escala, una cortadora de plasma manual casera no es adecuada, pero será posible cortar piezas en su taller, taller o garaje. Prácticamente no existen restricciones en cuanto a la configuración y dureza de las piezas a procesar. Sin embargo, se relacionan con la velocidad de corte, el tamaño de la hoja y el espesor del metal.
Descripción de un cortador de plasma casero a partir de un inversor.
Cortador de plasma de bricolaje Es más fácil de hacer utilizando una máquina de soldar inversor como base. Dicha unidad será de diseño simple, funcional y con componentes y piezas principales accesibles. Si algunas piezas no están a la venta, también puedes fabricarlas tú mismo en un taller con equipos de complejidad moderada.
Un dispositivo casero no está equipado con CNC, lo cual es su desventaja y su ventaja al mismo tiempo. La desventaja del control manual es la imposibilidad de producir dos piezas completamente idénticas: pequeñas series de piezas tendrán alguna diferencia. La ventaja es que no es necesario comprar una costosa máquina CNC. Para una cortadora de plasma móvil, no se necesita CNC, ya que las tareas realizadas en él no lo requieren.
Los principales componentes de una unidad casera:
- plasmatrón;
- oscilador;
- fuente de CC;
- compresor o cilindro de gas comprimido;
- cables de poder;
- mangueras de conexión.
Así, no hay elementos complejos en el diseño. Sin embargo, todos los elementos deben tener ciertas características.
El corte por plasma requiere que el amperaje sea al menos igual al de un soldador de media potencia. Se genera una corriente de tal fuerza. un transformador de soldadura ordinario y una máquina inversora. En el primer caso, la estructura resulta condicionalmente móvil: debido al gran peso y dimensiones del transformador, su movimiento resulta complicado. Junto con una bombona de gas comprimido o un compresor, el sistema resulta complicado.
Los transformadores tienen una baja eficiencia, lo que resulta en un mayor consumo de energía al cortar metal.
El circuito con inversor es algo más sencillo y cómodo, e incluso más rentable en cuanto a consumo energético. La soldadora inversora producirá un cortador bastante compacto que cortará metal con un espesor de hasta 30 mm. Las plantas industriales cortan láminas de metal del mismo espesor. Una cortadora de plasma montada en un transformador puede cortar piezas de trabajo aún más gruesas, aunque esto no es necesario con tanta frecuencia.
Las ventajas del corte por plasma son visibles precisamente en chapas finas y ultrafinas.
- Bordes suaves.
- Precisión de línea.
- Sin salpicaduras de metal.
- La ausencia de zonas sobrecalentadas cerca de la interacción entre el arco y el metal.
Un cortador casero se ensambla sobre la base de una máquina de soldar inversor de cualquier tipo. No importa el número de modos de funcionamiento, sólo necesitas una corriente continua de más de 30 A.
Antorcha de plasma
El segundo elemento más importante es el plasmatrón. Un cortador de plasma consta de un electrodo principal y uno adicional, el primero está hecho de metal refractario y el segundo es una boquilla, generalmente de cobre. El electrodo principal sirve como cátodo y la boquilla como ánodo, y durante el funcionamiento esta es la parte conductora de corriente que se procesa.
Si consideramos el plasmatrón Acción directa, el arco se produce entre la pieza de trabajo y el cortador. Las antorchas de plasma indirectas cortan con un chorro de plasma. El dispositivo inversor está diseñado para acción directa.
El electrodo y la boquilla son consumibles y se reemplazan a medida que se desgastan. Además de ellos, la carcasa tiene un aislante que separa las unidades de cátodo y ánodo, y también hay una cámara donde el gas suministrado se agita. En boquilla, cónica o semiesférica., se hace un agujero delgado a través del cual se escapa el gas, calentado a 3000-5000°C.
El gas ingresa a la cámara desde un cilindro o se suministra desde un compresor a través de una manguera, que se combina con cables de alimentación, formando un paquete de mangueras y cables. Los elementos están conectados en una funda aislante o conectados mediante un arnés. El gas ingresa a la cámara a través de un tubo recto, que se encuentra en la parte superior o lateral de la cámara de vórtice, lo que garantiza el movimiento del medio de trabajo en una sola dirección.
El principio de funcionamiento de la antorcha de plasma.
El gas que ingresa bajo presión al espacio entre la boquilla y el electrodo pasa al orificio de trabajo y luego se libera a la atmósfera. Cuando se enciende el oscilador, un dispositivo que genera una corriente pulsada de alta frecuencia, aparece un arco preliminar entre los electrodos y calienta el gas en el espacio limitado de la cámara de combustión. Como la temperatura de calentamiento es muy alta, el gas se convierte en plasma. En este estado de agregación, casi todos los átomos están ionizados, es decir, cargados eléctricamente. La presión en la cámara aumenta bruscamente y el gas sale corriendo en una corriente caliente.
Cuando lo llevaron a la parte plasmatrón, se produce un segundo arco más potente. Si la corriente del oscilador es de 30-60 A, el arco de trabajo se produce con una fuerza de 180-200 A. Además, calienta el gas, que se acelera bajo la influencia de la electricidad hasta 1500 m/s. El efecto combinado del plasma de alta temperatura y la velocidad del movimiento corta el metal a lo largo de la línea más fina. El espesor del corte está determinado por las propiedades de la boquilla.
Una antorcha de plasma indirecta funciona de manera diferente. El papel del ánodo principal lo desempeña la boquilla. En lugar de un arco, del cortador surge un chorro de plasma que corta materiales no conductores. Los equipos caseros de este tipo rara vez funcionan. Debido a la complejidad del diseño de la antorcha de plasma y los finos ajustes, es casi imposible realizarla en condiciones artesanales, aunque no es difícil encontrar dibujos. Funciona bajo altas temperaturas. y presiona y se vuelve peligroso si se hace incorrectamente!
Oscilador
Si no tiene tiempo para ensamblar circuitos eléctricos y buscar piezas, opte por osciladores fabricados en fábrica, por ejemplo, VSD-02. Las características de estos dispositivos son las más adecuadas para trabajar con un inversor. El oscilador está conectado al circuito de alimentación del plasmatrón en serie o en paralelo, según lo que dicten las instrucciones para un dispositivo en particular.
gas de trabajo
Antes de comenzar a fabricar una cortadora de plasma, considere el alcance de su aplicación. Si tiene que trabajar exclusivamente con metales ferrosos, puede arreglárselas con un solo compresor. El cobre, el latón y el titanio requieren nitrógeno y el aluminio se corta en una mezcla de nitrógeno e hidrógeno. Los aceros de alta aleación se cortan en atmósfera de argón; en este caso la máquina también está diseñada para funcionar con gas comprimido.
Transporte del dispositivo
Debido a la complejidad del diseño del dispositivo y los numerosos componentes que lo componen, la máquina de corte por plasma es difícil de colocar en una caja o estuche portátil. Se recomienda utilizar un carro de almacén para mover mercancías. El carro acomodará de manera compacta:
- inversor;
- compresor o cilindros;
- grupo de cables y mangueras.
Dentro de un taller o taller No habrá problemas con la mudanza. Cuando es necesario transportar el dispositivo a cualquier sitio, se carga en un remolque de un automóvil de pasajeros.
Las cortadoras de plasma se utilizan ampliamente en empresas que trabajan con metales no ferrosos. A diferencia del acero común, que se puede cortar con llama de propano y oxígeno, el acero inoxidable o el aluminio no se pueden procesar de esta manera debido a la mayor conductividad térmica del material. Al intentar cortar con una llama convencional, una gran parte de la superficie queda expuesta al calor, lo que provoca deformaciones en esta zona. Una cortadora de plasma es capaz de calentar metal puntualmente, produciendo cortes con un ancho de corte mínimo. Al utilizar alambre de aporte, la máquina puede, por el contrario, soldar tipos de acero no ferrosos. Pero este equipo es bastante caro. ¿Cómo montar usted mismo una cortadora de plasma a partir de un inversor de soldadura? ¿Según qué principio funciona el dispositivo? ¿Cuál es la disposición del equipo? ¿Es posible fabricar una pistola cortadora usted mismo o es mejor comprar este artículo? A continuación se analizan las respuestas a estas preguntas, incluido un video temático.
Puede hacer un cortador de plasma a partir de un inversor con sus propias manos si comprende bien el principio de funcionamiento del dispositivo y los elementos involucrados en el proceso. La esencia del funcionamiento de un cortador de plasma es la siguiente:
- La fuente de corriente genera el voltaje necesario, que se suministra a través de cables al soplete (antorcha de plasma).
- La antorcha de plasma contiene dos electrodos (cátodo y ánodo), entre los cuales se excita un arco.
- El flujo de aire, suministrado bajo presión y canales retorcidos especiales, dirige el arco eléctrico hacia afuera, al mismo tiempo que aumenta su temperatura. Otros modelos utilizan un líquido que se evapora y crea presión de liberación. La llama ionizada de alta temperatura resultante (como se ve externamente) es plasma.
- Un cable de tierra, preconectado al producto, ayuda a cerrar el arco en la superficie que se está cortando, lo que hace posible que funcione la cortadora de plasma.
- Cuando se realiza la soldadura, el gas suministrado puede ser argón u otras mezclas inertes que protejan el baño de soldadura del ambiente externo.
La temperatura del arco, debido a la aceleración del flujo de aire, puede alcanzar los 8000 grados, lo que permite calentar instantáneamente y con precisión la sección requerida del metal, realizando el corte y sin sobrecalentar el resto del producto.
Los cortadores de plasma difieren en potencia y configuración. Los modelos pequeños son capaces de cortar metal con un espesor de unos 10 mm. Las máquinas industriales trabajan con aceros de hasta 100 mm de espesor. A menudo se trata de máquinas grandes montadas sobre soportes, sobre las que se alimentan chapas de acero mediante polipastos. Una cortadora de plasma casera podrá cortar acero inoxidable y otros metales hasta 12 mm. Pueden realizar cortes moldeados en chapa de hierro (círculos, espirales, formas onduladas), así como soldar acero aleado con alambre de relleno.
El cortador de plasma casero más simple debe tener cuatro componentes:
- fuente de alimentación;
- plasmatrón;
- compresor;
- masa.
Fuente actual
El montaje del producto debe comenzar por encontrar una fuente de alimentación adecuada. Los modelos industriales utilizan potentes transformadores que producen alta corriente y son capaces de cortar espesores superiores a 80 mm. Pero en casa no es necesario trabajar con esos valores, y un transformador de este tipo hará mucho ruido.
Como fuente de corriente, puede tomar un inversor normal, que cuesta cuatro veces menos que la máquina de corte por plasma más simple. Superará al transformador al producir un voltaje estable a alta frecuencia. Gracias a ello se asegurará la estabilidad del arco y la calidad de corte requerida. El inversor también será conveniente debido a su pequeño tamaño, en caso de trabajo in situ con un cortador de plasma. El peso ligero facilitará el transporte del dispositivo al lugar deseado.
Un cortador de plasma inversor, en su forma terminada, debe cumplir una serie de requisitos clave:
- alimentado por red de 220V;
- operar a una potencia de 4 kW;
- tener un rango de ajuste actual de 20 a 40 A;
- inactivo 220V;
- modo de funcionamiento nominal 60% (con un ciclo de unos 10 minutos).
Para lograr estos parámetros, el producto debe estar equipado con equipo adicional, estrictamente de acuerdo con el esquema.
Circuito cortador de plasma y su funcionamiento.
Cómo hacer una cortadora de plasma se muestra bien en algunos videos de la red. Allí también puede encontrar diagramas importantes según los cuales se ensambla el dispositivo. Para leer símbolos se requieren conocimientos básicos de ingeniería eléctrica y capacidad de comprensión de símbolos.
El circuito del cortador de plasma garantiza que el dispositivo realmente pueda realizar el trabajo. Esto sucede de la siguiente manera:
- La antorcha de plasma tiene un botón de inicio de proceso. Al presionar el botón se enciende el relé (P1), que suministra corriente a la unidad de control.
- El segundo relé (P2) suministra corriente al inversor, y al mismo tiempo conecta la electroválvula que purga el quemador. El flujo de aire seca la cámara del quemador y la libera de posibles incrustaciones y residuos.
- Después de 3 segundos, se activa el tercer relé (P3), que alimenta los electrodos.
- Simultáneamente con el tercer relé, se pone en marcha un oscilador que ioniza el aire entre el cátodo y el ánodo. Se excita un arco llamado arco piloto.
- Cuando la llama se acerca a un producto conectado a tierra, se enciende un arco entre el soplete de plasma y la superficie, llamado arco de trabajo.
- El relé del interruptor de láminas corta el suministro de corriente que opera para el encendido.
- El material se está cortando o soldando. Si se pierde el contacto con la superficie (el arco golpea un lugar ya cortado), entonces el relé del interruptor de láminas se activa nuevamente para encender el arco piloto.
- Después de apagar el botón de la antorcha de plasma, se apaga cualquier tipo de arco y el cuarto relé (P4) inicia un suministro breve de aire de purga para eliminar los elementos quemados de la boquilla.
Conjunto de antorcha de plasma
El corte y soldadura por plasma se realiza con soplete (soplete de plasma). Puede tener varias modificaciones y tamaños. Es bastante difícil construir un modelo que funcione con agua en casa, por lo que vale la pena comprar una "pistola" de este tipo en una tienda.
Es mucho más fácil hacer un plasmatrón con un sistema de aire. Las versiones caseras del cortador de plasma suelen ser así. Para montarlo usted mismo necesitará:
- mango con orificios para cables (se puede usar con un soldador viejo o con juguetes);
- botón de inicio;
- electrodo especial;
- aislante;
- remolino de flujo;
- boquillas para diferentes diámetros de metal;
- punta a prueba de salpicaduras;
- resorte distanciador para mantener el espacio entre la boquilla y la superficie;
- Boquillas para eliminar chaflanes y depósitos de carbón.
La soldadura y el corte con el mismo dispositivo se pueden realizar en diferentes espesores de metal gracias a los elementos reemplazables del cabezal de la antorcha de plasma. Para ello están previstas diferentes toberas, que se diferencian por el diámetro de la abertura de salida y la altura del cono. Son ellos quienes dirigen el chorro de plasma formado hacia el metal. Las boquillas se compran por separado en la tienda. Vale la pena comprar varias piezas de cada tipo, porque se derretirán, lo que requerirá reemplazo con el tiempo.
Las boquillas se fijan con una tuerca de sujeción especial, cuyo diámetro permite pasar el cono de la boquilla y sujetar su parte ancha. Inmediatamente detrás de la boquilla hay un electrodo y una funda aislante que evita que el arco se encienda en un lugar no deseado. Posteriormente, hay un mecanismo para girar el flujo de aire, lo que potencia el efecto del arco. Todo esto se coloca en una caja de fluoroplástico y se cubre con una carcasa de metal. Algunos de estos artículos los puedes hacer tú mismo, mientras que otros es mejor comprarlos en la tienda.
Una antorcha de plasma comprada en una tienda también puede tener un sistema de enfriamiento de aire, lo que permitirá que el dispositivo funcione por más tiempo sin sobrecalentarse. Pero si el corte se realizará por un corto tiempo, entonces esto no es necesario.
Electrodos utilizados
Los electrodos desempeñan un papel importante a la hora de garantizar el proceso de combustión del arco y el corte con soplete de plasma. En su fabricación se utilizan berilio, hafnio, torio y circonio. Debido a la formación de una película superficial refractaria, la varilla del electrodo no está sujeta a sobrecalentamiento ni a destrucción prematura cuando se trabaja a altas temperaturas.
Al comprar electrodos para un cortador de plasma casero, debes averiguar de qué material están hechos. El berilio y el torio producen vapores peligrosos y son adecuados para su uso en entornos especiales que brindan una protección adecuada al soldador. Por lo tanto, para uso doméstico es mejor comprar electrodos de hafnio.
Mangueras para compresores y cables.
La mayoría de las cortadoras de plasma caseras incluyen en su diseño un compresor y rutas de suministro de aire al quemador. Esta es una parte importante del dispositivo, que permite que la temperatura del arco eléctrico se desarrolle hasta 8000 grados y garantiza el proceso de corte. Además, el compresor sopla a través de los canales del equipo y del soplete de plasma, drenando el sistema de condensado y eliminando los residuos. La posibilidad de que pase aire comprimido a través del quemador ayuda a enfriar las piezas de trabajo.
Puede instalar un compresor simple en su antorcha de plasma, que se usa para pintar con una pistola rociadora. La conexión al dispositivo se realiza mediante una manguera fina y un conector adecuado. Se instala una válvula eléctrica en la entrada para regular el suministro de aire al sistema.
El canal que va del cortador de plasma a la antorcha ya contiene un componente eléctrico (un cable para alimentar el electrodo), por lo que se utiliza una manguera más gruesa, por ejemplo de una lavadora vieja, dentro de la cual se coloca el cable eléctrico. El aire suministrado enfriará simultáneamente el cable. La masa está hecha de alambre con una sección transversal de más de 5 mm cuadrados, con una abrazadera en el extremo. Si el contacto con el suelo es deficiente, el arco piloto no podrá cambiar al arco de trabajo. Por lo tanto, es importante comprar una abrazadera que sea fuerte y confiable.
Es muy posible montar un cortador de plasma en casa utilizando un vídeo y componentes comprados. Un inversor y un circuito que funcionen servirán como base para lograr el objetivo. Y los consejos anteriores le ayudarán a comprender mejor el proceso y el propósito de cada elemento del ensamblaje.
El corte por plasma es una operación bastante popular, especialmente cuando se trata de cortar piezas o piezas de trabajo gruesas de metal. El proceso ocurre rápidamente, los bordes del metal permanecen lisos. Pero un dispositivo así no es barato. Por lo tanto, muchos artesanos fabrican un cortador de plasma con sus propias manos a partir de diferentes tipos de equipos, combinándolos en un solo diseño. Su diagrama de conexión es sencillo, lo principal es elegir los dispositivos adecuados según las características técnicas requeridas.
El corte por plasma se basa en gas ionizado que sale volando de la boquilla del soplete a gran velocidad. Este gas es el mismo plasma. Qué está haciendo.
- Básicamente, este medio ionizado es un excelente conductor de la corriente eléctrica que fluye desde el electrodo hasta la pieza de metal.
- El plasma calienta el metal a la temperatura requerida.
- Elimina el metal fundido y libera espacio de corte.
Esto significa que para crear plasma se necesita gas y una fuente de electricidad. Y estos dos componentes deben unirse en un solo lugar. Por tanto, el equipo de corte por plasma consta de un cilindro de gas, una fuente de electricidad de alta potencia y un cortador en el que se instala el electrodo.
El diseño del cortador está hecho de tal manera que el gas pasa alrededor del electrodo y, cuando se calienta desde el electrodo, sale a través de un pequeño orificio. El pequeño diámetro del orificio y la presión del gas crean la velocidad necesaria para el plasma. Al realizar un corte por plasma casero, solo necesita comprar un cortador ya hecho y no pensar en crearlo. Porque en él ya está todo pensado, además la versión de fábrica es garantía de seguridad.
En cuanto al gas, hace tiempo que se abandonaron todas las opciones, quedando el aire comprimido. Puede obtenerlo hoy de manera muy simple: compre e instale un compresor.
Existen ciertas condiciones que garantizan la calidad del corte por plasma.
- La intensidad de corriente en el electrodo no debe ser inferior a 250 A.
- Se debe suministrar aire comprimido a la cortadora a una velocidad de 800 m/seg.
Cómo hacer un cortador de plasma con tus propias manos.
Los conceptos básicos del corte por plasma son claros, el diseño del cortador de plasma también lo es y puede comenzar a ensamblarlo. Por cierto, para esto no necesitas dibujos especiales.
Entonces, ¿qué se necesitará?
- Necesitamos encontrar una fuente de electricidad. La opción más sencilla es un transformador o inversor de soldadura. Por muchas razones, un inversor es mejor. Por ejemplo, tiene un valor de corriente estable, sin caídas. Es más económico en términos de consumo energético. Tendrás que prestar atención a la corriente que produce la máquina de soldar. Su valor no debe ser inferior a 250 amperios.
- Fuente de aire comprimido. El compresor aquí permanece sin cambios. ¿Pero cual? El parámetro principal es la presión del aire. Tendrás que prestarle atención. 2,0-2,5 atmósferas. - estará bien.
- El cortador se puede comprar en la tienda. Y esta será la solución ideal. Si tiene un cortador para soldar con argón, puede convertirlo para corte por plasma. Para hacer esto, tendrá que hacer un accesorio de cobre en forma de boquilla, que se inserta en un cortador de soldadura de argón.
- Un juego de mangueras y cables para conectar todas las partes de un cortador de plasma casero. Nuevamente, el kit se puede adquirir en la tienda como un único elemento de conexión.
A continuación te presentamos los cuatro elementos con los que se monta una cortadora de plasma casera.
Elementos y materiales auxiliares.
¿A qué más debería prestar atención al montar una máquina de corte por plasma con sus propias manos? Como se mencionó anteriormente, la principal característica de una cortadora de plasma es el diámetro de su orificio. ¿Qué tamaño debe tener para garantizar la máxima calidad de corte? Los expertos creen que un diámetro de 30 mm es el tamaño óptimo. Por lo tanto, al comprar un cortador en una tienda, debe prestar atención a si viene con una boquilla con ese orificio.
Además, es necesario seleccionar una boquilla con una longitud considerable. Es este tamaño el que permite que el chorro de aire comprimido gane la velocidad requerida. Esto da como resultado un corte de metal limpio y el proceso de corte en sí es rápido y sencillo. Pero no deberías comprar una boquilla muy larga. Un dispositivo de este tipo colapsa rápidamente bajo la influencia de altas temperaturas.
En cuanto a elegir un electrodo para un cortador de plasma, es necesario prestar atención a la aleación con la que está hecho. Por ejemplo, si la aleación contiene berilio, entonces es una sustancia radiactiva. No se recomienda trabajar con dichos electrodos durante mucho tiempo. Si la aleación contiene torio, libera sustancias tóxicas a altas temperaturas. Un electrodo ideal para corte por plasma, cuya aleación incluye hafnio.
Comprobación del cortador de plasma
Así, las mangueras conectan el cortador y el compresor, el cortador de cables y el inversor. Ahora necesitas comprobar si la estructura ensamblada funciona. Se encienden todas las unidades, se presiona el botón del cortador para suministrar electricidad al electrodo. En este caso, se forma un arco con una temperatura de 6000-8000C. Se desliza entre el metal del electrodo y la boquilla.
Después de esto, el aire comprimido comienza a fluir hacia el cortador. Al pasar a través de la boquilla y calentarse mediante un arco eléctrico, se expande bruscamente diez veces y al mismo tiempo adquiere propiedades conductoras. Es decir, resulta ser un gas ionizado.
Pasa a través de una boquilla estrecha, adquiriendo una velocidad de 2-3 m/seg. Pero la temperatura del plasma se eleva a 25000-30000C. Lo más importante es que el arco, con la ayuda del cual se calentó el aire comprimido y se convirtió en plasma, se apaga tan pronto como el plasma comienza a actuar sobre la pieza de metal preparada para cortar. Pero inmediatamente se activa el segundo arco, el llamado arco de trabajo, que actúa localmente sobre el metal. Exactamente en la zona de corte. Por tanto, el metal se corta sólo en esta zona.
Si, al verificar el funcionamiento del cortador de plasma, pudo cortar metal con un espesor de al menos 20 mm, entonces todos los elementos del nuevo diseño, ensamblados con sus propias manos, se seleccionaron correctamente. Es necesario tener en cuenta que la cortadora de plasma no puede cortar piezas con un espesor superior a 20 mm del inversor. Simplemente no tiene suficiente potencia. Para cortar metal más grueso, tendrás que utilizar un transformador.
¡Atención! Cualquier trabajo relacionado con el uso de corte por plasma debe realizarse con ropa y guantes de protección.
Hay muchos puntos que necesariamente afectan el funcionamiento de la unidad.
- No es necesario adquirir, por ejemplo, un compresor grande. Pero es posible que 2-2,5 atmósferas no sean suficientes para una gran cantidad de trabajo. La salida es instalar un receptor en el compresor. Funciona como un acumulador que acumula presión en el aire comprimido. Para ello se pueden utilizar, por ejemplo, tornillos de los sistemas de frenos de vehículos pesados. La opción es realmente sencilla. El volumen del cilindro es grande y debería ser suficiente para un largo período de tiempo.
- Para que la presión del aire sea estable y uniforme, se debe instalar un reductor en la salida del receptor.
- Por supuesto, la solución óptima es comprar un compresor completo con receptor. Cuesta más de lo habitual, pero si esta unidad se utiliza para otras cosas, por ejemplo, para pintar, entonces se puede aumentar su funcionalidad y así cubrir los costes.
- Para hacer una versión móvil de la máquina, puedes hacer un carro pequeño. Después de todo, todos los elementos de una cortadora de plasma son dispositivos pequeños. Por supuesto, tendrás que olvidarte de la movilidad si la máquina está fabricada sobre la base de un transformador de soldadura. Es demasiado grande y pesado.
- Si no puede comprar un juego de cables de manguera ya preparado, puede hacerlo usted mismo. Debe combinar el cable de soldadura y la manguera de alta presión en un manguito y colocarlos en una sola funda. Por ejemplo, en una manguera normal de mayor diámetro. Un juego hecho de esta manera simplemente no estorbará, lo cual es muy importante al cortar metales.
Hacer tu propio cortador de plasma no es nada difícil. Por supuesto, necesitará obtener la información necesaria y estudiarla; definitivamente se recomienda ver el video de capacitación. Y después de eso, seleccione correctamente todos los elementos exactamente según los parámetros requeridos. Por cierto, el cortador de plasma ensamblado basado en un inversor en serie permite no solo realizar corte de metales por plasma, sino también soldadura por plasma, lo que aumenta la funcionalidad de la unidad.
Las cortadoras de plasma se utilizan ampliamente en talleres y empresas relacionadas con metales no ferrosos. La mayoría de las pequeñas empresas utilizan un cortador de plasma casero.
Se comporta bien al cortar metales no ferrosos, ya que permite calentar localmente los productos y no deformarlos. La autoproducción de cortadores se debe al alto costo del equipo profesional.
En el proceso de fabricación de dicha herramienta se utilizan componentes de otros aparatos eléctricos.
El inversor se utiliza para realizar trabajos tanto en entornos domésticos como industriales. Existen varios tipos de cortadoras de plasma para trabajar con diferentes tipos de metales.
Hay:
- Cortadoras de plasma que funcionan en un ambiente de gases inertes, como argón, helio o nitrógeno.
- Instrumentos que operan en agentes oxidantes, como el oxígeno.
- Equipos diseñados para trabajar con atmósferas mixtas.
- Cortadoras que operan en estabilizadores gas-líquido.
- Dispositivos que funcionan con agua o estabilización magnética. Este es el tipo de cortador más raro y casi imposible de encontrar en el mercado.
O un plasmatrón es la parte principal del corte por plasma, responsable del corte directo de metal.
Cortadora de plasma desmontada.
La mayoría de las cortadoras de plasma inverter constan de:
- boquillas;
- electrodo;
- tapa protectora;
- boquillas;
- manguera;
- cabezales de corte;
- plumas;
- tope del rodillo.
El principio de funcionamiento de un cortador de plasma semiautomático simple es el siguiente: el gas de trabajo alrededor del soplete de plasma se calienta a temperaturas muy altas, a las que aparece un plasma conductor de electricidad.
Luego, una corriente que pasa a través del gas ionizado corta el metal mediante fusión local. Después de esto, el chorro de plasma elimina el metal fundido restante y se obtiene un corte limpio.
Según el tipo de impacto sobre el metal, se distinguen los siguientes tipos de plasmatrones:
- Dispositivos de acción indirecta.
Este tipo de plasmatrón no deja pasar corriente a través de sí mismo y solo es adecuado en un caso: para cortar productos no metálicos. - Corte por plasma directo.
Se utiliza para cortar metales generando un chorro de plasma.
Hacer un cortador de plasma con tus propias manos.
El corte por plasma con sus propias manos se puede realizar en casa. El costo prohibitivo de los equipos profesionales y el número limitado de modelos en el mercado obligan a los artesanos a ensamblar un cortador de plasma a partir de un inversor de soldadura con sus propias manos.
Se puede fabricar un cortador de plasma casero siempre que se tengan todos los componentes necesarios.
Antes de realizar una instalación de corte por plasma, es necesario preparar los siguientes componentes:
- Compresor.
La pieza es necesaria para suministrar un flujo de aire bajo presión. - Plasmatrón.
El producto se utiliza para el corte directo de metal. - Electrodos.
Se utiliza para encender un arco y crear plasma. - Aislante.
Protege los electrodos del sobrecalentamiento al realizar corte por plasma de metal. - Boquilla.
Una pieza cuyo tamaño determina las capacidades de todo el cortador de plasma, ensamblado con sus propias manos a partir de un inversor. - Inversor de soldadura.
Fuente de alimentación DC para instalación. Se puede reemplazar con un transformador de soldadura.
La fuente de alimentación del dispositivo puede ser un transformador o un inversor.
Esquema de funcionamiento de una cortadora de plasma.
Las fuentes de CC transformadoras se caracterizan por las siguientes desventajas:
- alto consumo de energía eléctrica;
- grandes dimensiones;
- inaccesibilidad.
Las ventajas de dicha fuente de energía incluyen:
- baja sensibilidad a los cambios de voltaje;
- más poder;
- alta fiabilidad.
Los inversores se pueden utilizar como fuente de alimentación para una cortadora de plasma si es necesario:
- construir un pequeño aparato;
- monte una cortadora de plasma de alta calidad con alta eficiencia y arco estable.
Debido a la disponibilidad y ligereza de la fuente de alimentación del inversor, se pueden construir cortadores de plasma basados en ella en casa. Las desventajas del inversor incluyen únicamente la potencia relativamente baja del chorro. Debido a esto, el espesor de la pieza de metal cortada con un cortador de plasma inversor está seriamente limitado.
Una de las partes más importantes de una cortadora de plasma es la cortadora manual.
Este elemento del equipo de corte de metales se ensambla a partir de los siguientes componentes:
- mango con cortes para tender cables;
- botón de inicio del quemador de plasma de gas;
- electrodos;
- sistema de flujo de remolino;
- una punta que protege al operador de salpicaduras de metal fundido;
- un resorte para asegurar la distancia requerida entre la boquilla y el metal;
- boquillas para eliminar incrustaciones y depósitos de carbón.
El corte de metal de varios espesores se realiza cambiando las boquillas del soplete de plasma. En la mayoría de los diseños de plasmatrones, las boquillas se fijan con una tuerca especial, con un diámetro que permite pasar la punta cónica y sujetar la parte ancha del elemento.
Después de la boquilla, se ubican los electrodos y el aislamiento. Para poder reforzar el arco, si es necesario, se incluye en el diseño del plasmatrón un agitador de flujo de aire.
Los cortadores de plasma de bricolaje basados en una fuente de energía inversora son bastante móviles. Gracias a sus pequeñas dimensiones, este equipo se puede utilizar incluso en los lugares más inaccesibles.
Planos
Hay muchos dibujos diferentes de cortadores de plasma disponibles en Internet. La forma más sencilla de hacer una cortadora de plasma en casa es utilizar una fuente inversora de CC.
Circuito eléctrico de una cortadora de plasma.
El dibujo técnico más común de una cortadora de arco de plasma incluye los siguientes componentes:
- Electrodo.
Este elemento recibe voltaje de una fuente de energía para ionizar el gas circundante. Como regla general, los metales refractarios se utilizan como electrodo, formando un óxido fuerte. En la mayoría de los casos, los diseñadores de máquinas de soldar utilizan hafnio, circonio o titanio. La mejor opción de material de electrodo para uso doméstico es el hafnio. - Boquilla.
Un componente de una máquina automática de soldadura por plasma genera un chorro de gas ionizado y pasa aire para enfriar el electrodo. - Enfriador.
El elemento se utiliza para eliminar el calor de la boquilla, ya que durante el funcionamiento la temperatura del plasma puede alcanzar los 30.000 grados Celsius.
La mayoría de los circuitos de las máquinas de corte por plasma implican el siguiente algoritmo de funcionamiento de la cortadora basado en un chorro de gas ionizado:
- La primera pulsación del botón de inicio enciende el relé que suministra energía a la unidad de control del dispositivo.
- El segundo relé suministra corriente al inversor y conecta la válvula de purga eléctrica del quemador.
- Una poderosa corriente de aire ingresa a la cámara del quemador y la limpia.
- Transcurrido un tiempo determinado, regulado mediante resistencias, el tercer relé se activa y suministra energía a los electrodos de la instalación.
- Se pone en marcha el oscilador, gracias al cual se ioniza el gas de trabajo ubicado entre el cátodo y el ánodo. En esta etapa se produce un arco piloto.
- Cuando se lleva un arco a una pieza metálica, se enciende un arco entre la antorcha de plasma y la superficie, llamado arco de trabajo.
- Apagar el suministro de corriente para encender el arco mediante un interruptor de láminas especial.
- Realización de trabajos de corte o soldadura. En caso de pérdida del arco, el relé del interruptor de láminas vuelve a conectar la corriente y enciende el chorro de plasma en espera.
- Cuando se completa el trabajo después de apagar el arco, el cuarto relé arranca el compresor, cuyo aire enfría la boquilla y elimina los restos de metal quemado.
Los esquemas de corte por plasma más exitosos son el modelo APR-91.
¿Qué necesitamos?
Dibujo de cortador de plasma.
Para crear una máquina de soldadura por plasma es necesario adquirir:
- fuente de CC;
- plasmatrón.
Este último incluye:
- boquilla;
- electrodos;
- aislante;
- Compresor con una capacidad de 2-2,5 atmósferas.
La mayoría de los artesanos modernos realizan soldadura por plasma conectada a una fuente de alimentación inversora. Un plasmatrón diseñado con estos componentes para corte manual con aire funciona de la siguiente manera: al presionar el botón de control se enciende un arco eléctrico entre la boquilla y el electrodo.
Una vez finalizado el trabajo, después de presionar el botón de apagado, el compresor suministra una corriente de aire y elimina el metal restante de los electrodos.
Conjunto inversor
Si no dispone de un inversor de fábrica, puede montar uno casero.
Los inversores para cortadoras a base de plasma de gas, por regla general, tienen los siguientes componentes:
- unidad de poder;
- controladores de interruptores de alimentación;
- bloque de potencia.
Antorcha de plasma en sección.
Las cortadoras de plasma o los equipos de soldadura no pueden prescindir de las herramientas necesarias en forma de:
- juego de destornilladores;
- soldador;
- cuchillo;
- sierras para metales;
- sujetadores de tipo roscado;
- cables de cobre;
- TARJETA DE CIRCUITO IMPRESO;
- mica.
La fuente de alimentación para corte por plasma se ensambla a base de un núcleo de ferrita y debe tener cuatro devanados:
- primario, compuesto por 100 vueltas de alambre de 0,3 milímetros de espesor;
- el primer secundario de 15 vueltas de cable con un espesor de 1 milímetro;
- segundo secundario de 15 vueltas de alambre de 0,2 mm;
- el tercero es secundario a partir de 20 vueltas de alambre de 0,3 mm.
¡Nota! Para minimizar las consecuencias negativas de las sobretensiones en la red eléctrica, el bobinado debe realizarse en todo el ancho de la base de madera.
La unidad de potencia de un inversor casero debe consistir en un transformador especial. Para crear este elemento, debe seleccionar dos núcleos y enrollar sobre ellos un cable de cobre de 0,25 milímetros de espesor.
Mención especial merece el sistema de refrigeración, sin el cual la fuente de alimentación del inversor de la antorcha de plasma puede fallar rápidamente.
Dibujo de tecnología de corte por plasma.
Cuando trabaje con el dispositivo, para lograr los mejores resultados, debe seguir las recomendaciones:
- comprobar periódicamente la dirección correcta del chorro de plasma de gas;
- comprobar la elección correcta del equipo de acuerdo con el espesor del producto metálico;
- monitorear el estado de los consumibles de la antorcha de plasma;
- asegúrese de que se mantenga la distancia entre el chorro de plasma y la pieza de trabajo;
- comprobar siempre la velocidad de corte utilizada para evitar escoria;
- de vez en cuando diagnosticar el estado del sistema de suministro de gas en funcionamiento;
- eliminar la vibración del plasmatrón eléctrico;
- Mantener un área de trabajo limpia y ordenada.
Conclusión
El equipo de corte por plasma es una herramienta indispensable para cortar con precisión productos metálicos. Gracias a su cuidadoso diseño, las antorchas de plasma proporcionan cortes rápidos, uniformes y de alta calidad de láminas de metal sin necesidad de un tratamiento superficial posterior.
La mayoría de los artesanos de pequeños talleres prefieren montar mini cortadores con sus propias manos para trabajar con metal fino. Como regla general, una cortadora de plasma de fabricación propia no difiere en características y calidad de trabajo de los modelos de fábrica.
