中国製プラズマカッター

プラズマカッター兼手棒溶接機。但し手棒溶接のためのケーブルなどは付属していない

コンセントは付属していないので自分で購入して取り付ける。IH用を取り付けた

電気のアークで金属を溶かし溶けた金属をコンプレッサーで吹き飛ばすことによって切断する仕組みなのでコンプレッサーも必要になる。レギュレーターは外付け。コンプレッサー本体についているので無くても良いが切る厚さによって調節が必要なので付いていたほうが便利。ホースにつなぐ金属のワンタッチカプラーはホームセンターで買った。約￥200。青いホースは固いのでカプラーのタケノコ部分に差し込むのは困難。煮込んで柔らかくしてから差し込んだ

コネクターは左から
・手棒溶接ケーブル端子
・プラズマカッタートーチ電極用端子
・プラズマカッタートーチスイッチ
・手棒、プラズマカッター兼用アース端子
手棒溶接で薄物溶接するときはこの逆の極性にする

切っているのは3mmの鉄板。契約アンペア30Aではこのあたりが限界。トーチをゆっくり動かすほど分厚いものが切れるのだが遅くなるほど定速で動かすのが難しくなる。トーチの電極はかなり消耗する。10個付属してくるので当面購入する必要は無いが切断砥石で切ったほうが安上がりではないかと思う。切断速度はプラズマカッターのほうがずっと速い。出力側の電圧は100V近くあり溶接機よりも大食い。出力30Aの設定ではアンペアリミッターがトリップする。28Aだと落ちない。これは最大45Aに出来るが電源が今のままでは最大出力を使えない。コンプレッサーは1.5kw電気を食うので同時には使えない。一度に切断できるのはコンプレッサーのタンク容量に依存する。環境が整ったら動画を作る予定

自作の電力量計を見ると30A設定の時2.3kwほど電力消費している。分電盤に取り付けるタイプの東電リミッターはかなり余裕が大きく作ってあるようで30A契約なら3kw以上使えると見て良いが電力量計内蔵の力アンペアリミッターつまりスマートメーターは3kVAで落ちてしまうようだ。力率の悪い機器は容量一杯まで使えない。スマートメーターは明らかに損をする。ネットで調べると一部の電力会社は基本料金が無い価格体系のようなので試算してみた。これは楽天電気。過去2年分の電気使用量から試算すると15A契約なら東電のほうが安いが30Aなら楽天が安い。実際の請求額と計算値が異なるのは燃料調整費や再エネ発電賦課金があるため。これらの料金は別の電力会社でも同じなので東電の料金は実請求額ではなく　基本料金＋従量制料金＋口座振替割引　で計算している。赤字は楽天にするとそれだけ損をするという意味。ピンクが15A契約、緑が30A契約

回路図。前段は普通のインバーター回路。出力をトランスで変圧してダイオードで整流している

内部。一番大きいトロイダルコアトランスが手棒溶接用。強力な直流電源装置である点はプラズマカッターも溶接機も同じで複合機と専用機の違いはこのトランスと制御ソフトだけと見て良い。パワー半導体が7個見えるが反対側にも同じ構成で7個ある。Hブリッジは上の2個、反対側にある物を含めて4個だけ。中段の基板にある物は3本足のダイオード。中央の足が共通カソードになっている物ではないかと思う

トーチの構造。先端部分のチップと左側の本体は白いリングで絶縁されている

並べるとこうなる。電極はひっくり返して2回使える。使えば減る

先端部も使えば焼損する。これだけ大穴が空くと殆ど切れなくなる。試運転中に数回エアー切れをした。空気が送り込まれないと冷却できなくなるのでコンプレッサーのタンクは空にしないよう注意する必要がある

電力会社は楽天電気に申し込んでおいた。そのうち切り替わる。DV線の太さは実測すると5.4mmなので多分3.2mmの銅線。写真黄色い矢印がそれ。許容電流は44A。2回路の片側だけに負荷が集中することも考えられるので4400VAまでしか使えない。200V機器だけを使うなら8800VAまでいけるがスマートメーターの仕様を見ると「電流現在値（1相）＋電流現在値（3相）が電流制限値を超えた場合に開閉器をOFFします。」となっているので片側だけで考える必要がある。スマートメーターの電流制限範囲は1～80A、東電の契約よりもっと細かく設定できる。DV線の太さを変更する場合、東電はたぶん無料で出来るが楽天電気にDV線の変更について問い合わせると
Ｑ：契約アンペアの変更に伴い引き込み線（電力会社が施工するDV線）を太くする必要があった場合の工事料金は有料ですか
Ａ：お客様の設備によって異なりますが、工事が必要となった場合は有料となります。詳しくは設備情報を確認した上でご案内となります
という回答。東電契約のままアンペア変更してから新電力に切り替えたほうが良い。電線を保護するためなら主幹のブレーカーを40Aに変更する方法もあるが契約上それが可能なのかは不明

現在は楽天電気の60A契約になっている。基本契約料金が無いので30Aと料金は同じ。DV線は十分な太さがあったようで工事は発生しなかった。特に立ち合いもなく60Aに切り替わった。1.6mm鋼板は最弱の20Aでも強すぎる感じ。速く動かさないと溶けすぎたバリが付着して整える手間が増える

テンプレートはアイカセラール。メラミン樹脂板。風呂場の天井に使った切れ端。送り速度が速いので薄い鋼板なら木製でも燃えないと思う。空気の流れが弱いと電極が焼損するので切り始めは穴をあけておいたほうが良い
・テンプレートの穴径 65mm
・鉄板の穴径 58.0mm(テンプレート -7.0mm)
・円盤の直径 56.5mm(テンプレート -8.5mm)
幅1.5mmが溶けて吹き飛ぶ

送り速度、圧力、電流の3項目を最適化しないと裏面に溶けた鉄が付着して落とすのが面倒。最終的には手前に４５度傾けたとき円形に見える楕円の標的板を作りたい。正面から撃つと弾は真下にはじき返される。しばらく条件を変えながら切断実験を繰り返す

楕円はあまりにも面倒だという事に気が付く

八角形でもエアガン標的なら十分。面積はほとんど変わらない。中央の丸は弾丸サイズ

テンプレートを作ったが思った以上に切りにくい。トーチを引く方向は問題無いが横に動かそうとすると引っ掛かる。ワークとトーチ先端の温度が上がってくっつくのか上方に出たバリに引っかかっているのかどちらか。溶接用のスパッタ防止スプレーを塗ったが変化なし。８角形なら定規を当てて８回で切ったほうが早い

エア切れしたので先端を確認。Oリングが切れた。在庫なし。しばらく中断。シリコンOリングだと思う。モノタローにも同じ赤いものがある

こんな感じ。手前に45度傾けている。望遠撮影すれば正八角形に見えるはず

木材の上で切るとこうなる

届いたOリングは普通の黒いOリングと同様かなり固い。たぶん機能上は問題ない。純正品はシリコンホースの硬さ

動画を作った。プラズマカッターで3.2mmと4.5mmの鉄板を切断する