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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 d’une puissance de plusieurs kW à plusieurs mégawatts est presque le même.
Un arc électrique brûle entre la cathode en matériau réfractaire et l’anode à refroidissement intensif. À travers cet arc, le fluide de travail (PT) est insufflé à travers un gaz formant un plasma, qui peut être de l'air, de la vapeur d'eau ou autre. L'ionisation de la RT se produit et, à la sortie, nous obtenons le quatrième état d'agrégat d'une substance, appelée plasma.
Une bobine d'aimant émagnétique est placée dans les dispositifs à haute puissance le long de la buse, elle sert à stabiliser le flux de plasma le long de l'axe et à réduire l'usure de l'anode.


Cet article décrit la deuxième construction, car La première tentative pour obtenir un plasma stable n'a pas été couronnée de succès. Après avoir étudié le dispositif "Alplaza", nous sommes arrivés à la conclusion qu'il ne valait peut-être pas la peine de le répéter seul. Si quelqu'un est intéressé, tout est très bien décrit dans les instructions qui y sont annexées.
Notre premier modèle n'avait pas de refroidissement actif de l'anode. La vapeur d’eau d’un générateur de vapeur électrique spécialement construit a été utilisée comme fluide de travail - une chaudière sous pression avec deux plaques de titane immergées dans l’eau et connectées à un réseau 220V. La cathode du plasmatron était une électrode de tungstène d'un diamètre de 2 mm qui brûlait rapidement. Le diamètre du trou de la buse d'anode était de 1,2 mm et elle était constamment bouchée. Il n’était pas possible d’obtenir un plasma stable, mais il restait encore des aperçus et cela stimulait la poursuite des expériences.

Dans ce générateur de plasma, en tant que milieu de travail, un mélange vapeur-eau et air a été testé. La sortie du plasma s’est avérée plus intense avec la vapeur d’eau, mais pour un fonctionnement stable, il est nécessaire de surchauffer à une température de plus de cent degrés afin qu’elle ne se condense pas sur les nœuds refroidis du plasmatron. Un tel appareil de chauffage n'a pas encore été fabriqué et les expériences se poursuivent jusqu'à présent uniquement avec de l'air.

Photos de viscères plasmatron:

L'anode est en cuivre, l'ouverture de la buse ayant un diamètre compris entre 1,8 et 2 mm. Le bloc anodique est en bronze et se compose de deux pièces soudées de manière hermétique, entre lesquelles se trouve une cavité pour le pompage du liquide de refroidissement - eau ou antigel.
La cathode est une tige de tungstène légèrement pointue d'un diamètre de 4 mm, obtenue à partir de l'électrode de soudage. De plus, il est refroidi par le flux du fluide de travail fourni sous une pression de 0,5 à 1,5 atm.

Voici un plasmatron entièrement démonté:

L'alimentation est fournie à l'anode par les tubes du système de refroidissement et à la cathode par un fil fixé à son support.
Run, c'est-à-dire L'allumage de l'arc se fait en tournant la poignée d'alimentation en cathode jusqu'à ce qu'elle soit en contact avec l'anode. Ensuite, la cathode doit immédiatement être déplacée à une distance de 2,4 mm de l'anode (quelques tours du bouton) et entre elles, l'arc continue de brûler.

Alimentation électrique, raccordement des tuyaux d’alimentation en air du compresseur et du système de refroidissement - dans le diagramme 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, capter plusieurs chaudières connectées en parallèle.
Le starter du redresseur doit être conçu pour un courant allant jusqu’à 20 A; notre échantillon contient une centaine de spires de fil de cuivre épais.
Les diodes sont adaptées à toutes les situations, conçues pour un courant supérieur à 50 A et une tension supérieure à 500 V.


ATTENTION! CET APPAREIL UTILISE
BESTRANSFORMER LA PUISSANCE DU RÉSEAU!


Le compresseur à air destiné à alimenter le fluide de travail est utilisé dans une automobile, et pour le pompage du liquide de refroidissement par une boucle fermée, un lave-vitre est utilisé. L'alimentation leur est fournie par un transformateur séparé de 12 volts avec un redresseur.


Quelques mots sur les projets futurs:
Comme la pratique l’a montré, cette conception s’est également avérée expérimentale. Enfin, un travail stable dans les 5 à 10 minutes est reçu. Mais compléter la perfection est encore loin.
Les anodes remplaçables brûlent progressivement et il est difficile de les fabriquer en cuivre. Même avec du fil, ce serait mieux sans filetage. Le système de refroidissement n’a pas de contact fluide direct avec l’anode remplaçable et, de ce fait, le transfert de chaleur laisse beaucoup à désirer. Une meilleure option serait le refroidissement direct.
Les détails sont usinés à partir des produits semi-finis, la conception dans son ensemble est trop complexe pour être répétée.
Il est également nécessaire de trouver un transformateur d’isolation puissant sans lequel il est dangereux d’utiliser une torche à plasma.


Et en cours de réalisation encore des images du plasmatron lors de la coupe de fils et de plaques d’acier. Les étincelles volent presque un mètre. :)