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Plasmatron fait maison - une variante du soudage au gaz

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Plasmatron fait maison - une variante du soudage au gaz

Plasmatron fait maison

Le principe de fonctionnement de la plupart des plasmatrons avec une puissance de plusieurs kW à plusieurs mégawatts est pratiquement le même.
Entre la cathode, faite d'un matériau réfractaire, et une anode intensément refroidie, un arc électrique brûle. Grâce à cet arc, le corps de travail (PT) est soufflé - un gaz formant un plasma, qui peut être de l'air, de la vapeur d'eau ou autre. L'ionisation de PT se produit, et par conséquent, la sortie est le quatrième état agrégé de la matière, appelée plasma.
Dans des appareils puissants le long de la buse, une bobine d'électroaimant est placée, elle sert à stabiliser le flux de plasma le long de l'axe et à réduire l'usure de l'anode.


Dans cet article, la deuxième conception est décrite; La première tentative pour obtenir un plasma stable n'était pas particulièrement réussie. Après avoir étudié l'appareil "Alplaza", nous sommes arrivés à la conclusion qu'il ne vaut probablement pas la peine de le répéter un par un. Si quelqu'un est intéressé - tout est très bien décrit dans les instructions qui s'y rattachent.
Notre premier modèle n'avait pas de refroidissement anodique actif. Comme un fluide de travail, la vapeur a été utilisée à partir d'un générateur de vapeur électrique spécialement construit - une chaudière scellée avec deux plaques de titane immergées dans l'eau et connecté à un réseau 220V. La cathode du plasmatron était une électrode de tungstène de 2 mm de diamètre qui brûlait rapidement. Le diamètre de l'ouverture de la buse anodique était de 1,2 mm et elle était constamment bouchée. Il n'était pas possible d'obtenir un plasma stable, mais il y avait encore des aperçus, ce qui a stimulé la poursuite des expériences.

Dans ce générateur de plasma, le mélange vapeur-eau et l'air ont été testés comme fluide de travail. La production du plasma a été intensifiée avec de la vapeur d'eau, mais pour un fonctionnement stable, elle doit être chauffée à une température non supérieure à cent degrés, afin de ne pas se condenser sur les nœuds refroidis du plasmatron. Un tel réchauffeur n'a pas encore été fabriqué, aussi les expériences se poursuivent-elles seulement avec de l'air.

Photos des intérieurs du plasmatron:

L'anode est en cuivre, le diamètre de l'ouverture de la buse est de 1,8 à 2 mm. Le bloc anodique est en bronze et se compose de deux parties soudées hermétiquement, entre lesquelles il y a une cavité pour pomper un liquide de refroidissement - eau ou antigel.
La cathode est une tige de tungstène légèrement pointue d'un diamètre de 4 mm, obtenue à partir d'une électrode de soudage. Il est en outre refroidi par l'écoulement d'un fluide de travail alimenté à une pression de 0,5 à 1,5 atm.

Voici le plasmatron complètement démonté:

La puissance est fournie à l'anode à travers les tubes du système de refroidissement, et à la cathode à travers le fil, attaché à son support.
Commencez, c'est-à-dire L'allumage de l'arc est effectué en tournant la poignée d'alimentation de la cathode jusqu'à ce qu'elle touche l'anode. Ensuite, la cathode doit être immédiatement retirée à une distance de 2..4 mm de l'anode (une paire de révolutions de la poignée), et entre eux l'arc continue à brûler.

Alimentation électrique, raccordement des tuyaux d'alimentation en air du compresseur et du système de refroidissement - dans le schéma suivant:

En tant que résistance de ballast, vous pouvez utiliser n'importe quel appareil de chauffage électrique approprié d'une puissance de 3 à 5 kW, par exemple, pour sélectionner plusieurs chaudières connectées en parallèle.
Le redresseur devrait être évalué pour le courant jusqu'à 20 A, notre spécimen contient environ une centaine de tours de fil de cuivre épais.
Les diodes s'adaptent à tout, conçues pour un courant de 50 A et plus, et une tension de 500 V.


ATTENTION! CETTE UTILISATION DE L'APPAREIL
FOURNITURE DE TRANSFORMATEUR GRATUIT À PARTIR DU RÉSEAU!


Le compresseur d'air pour l'alimentation du fluide de travail est pris par l'automobile, et pour le pompage du liquide de refroidissement à travers le circuit fermé, une rondelle automobile des verres est utilisée. L'alimentation leur est fournie par un transformateur de 12 volts séparé avec un redresseur.


Un peu sur les plans pour le futur:
Comme la pratique l'a montré, cette conception s'est également révélée expérimentale. Enfin, une opération stable a été obtenue en 5 à 10 minutes. Mais à la perfection complète est encore loin.
Les anodes remplaçables sont progressivement brûlées, et en les rendant en cuivre, et même avec filetage, c'est difficile, il vaudrait mieux ne pas avoir de fil. Le système de refroidissement n'a pas de contact fluidique direct avec l'anode d'échange et, de ce fait, l'échange de chaleur laisse beaucoup à désirer. Plus efficace serait une option de refroidissement direct.
Les détails sont usinés à partir des produits semi-finis disponibles, la conception dans son ensemble est trop compliquée à répéter.
Il est également nécessaire de trouver un puissant transformateur d'enrobage, sans cela il est dangereux d'utiliser un plasmatron.


Et à la fin, des images fixes du plasmatron lors de la coupe du fil et des plaques d'acier. Les étincelles volent près d'un mètre :)