Электромаркер по металлу для производства и дома

Характеристики устройства

Электромаркер по металлу (ЭМ) используется в производственной практике около 40 лет. Он известен под множеством наименований:

• электроискровой маркер;
• электрограф;
• электрокарандаш;
• аркограф.

ЭМ часто используют для маркировки:

• слесарного инструмента;
• измерительного инструмента;
• режущего инструмента;
• печатных плат;
• всевозможных бирок или шильдов;
• хирургического инструмента;
• стоматологического инструмента;
• всевозможных металлических деталей.

Конструктивно электромаркер представляет собой систему из 4 частей:

1. Переносной источник питания (обычно рассчитан на питание от обычной бытовой электрической сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц).
2. Ручка-вибратор со встроенным светофильтром (на ней имеется регулятор частоты колебаний рабочей части устройства).
3. Сменные наконечники из пружинной стальной или вольфрамовой проволоки (диаметр от 0.5 до 1 мм)
4. Зажим и кабель для подключения к обрабатываемой металлической поверхности.

Физический принцип работы ЭМ состоит в быстрой эрозии поверхности обрабатываемого металлического изделия путем пробоя промежутка между электродами. В их роли выступают рабочая часть прибора (катод) и металлическая поверхность изделия (анод). Обрабатываемая поверхность покрывается серией небольших лунок, диаметром от 0.1 до 2 мм.

Принцип работы электромаркера

Поверхность металла, подлежащая маркировке, должна быть тщательно очищена от жировых загрязнений и окисных плёнок. Последние заметно ухудшают проводимость металла, что вынуждает увеличивать напряжение в межэлектродном промежутке. Разряд получается малой скважности, однако с более грубыми лунками, что ухудшает качество маркировки. Мощность искрового разряда регулируется ступенчатым переключателем.

Оптимальными для данных целей считаются следующие геометрические характеристики лунки:

• Ширина – 0,2…2,0 мм;
• Глубина – 0,15…20 мкм;
• Скорость перемещения маркера по поверхности — до 10 мм/с.

В комплект некоторых моделей электромаркеров по металлу входит также стальная плита, снабжаемая креплениями для фиксирования детали, которая подвергается маркировке.

Последовательность работы с электромаркером по металлу такова. Прибор через автономный блок питания подключается к бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Маркируемая деталь зажимом «крокодил» присоединяется к металлической плите. Вибрационное устройство с целью защиты глаз оператора закрывается специальным фильтром, после чего электрографическое перо подносится к поверхности, которая покрыта тонким (2…3 мм) слоем жидкого диэлектрика. Вначале производится пробный разряд, при котором устанавливается оптимальная скорость перемещения электрографического карандаша по поверхности изделия. По мере перемещения пера смачиваются диэлектриком новые участки обработки.

Для настройки электрографического маркера по металлу необходимо произвести следующие действия:

1. Настроить частоту вибратора на требуемый режим. Для этого пользуются (в зависимости от типоразмера и производителя данных устройств) одним из следующих способов: либо оптимизируют звуковой сигнал (при снижении частоты колебаний допустимое значение межэлектродного зазора увеличивается), либо регулируют частоту путём изменения яркости сигнальной лампочки.
2. Переключателем устанавливают необходимую величину тока. Обычно она максимальна для металлов с низкой теплопроводностью (большинство цветных металлов и сплавов), и меньше – для алюминия, стали или чугуна.

1. Перемещением электрода-инструмента по необходимой траектории движения, производят маркировку. Габаритные размеры символов не имеют ограничений.
2. При работе с электромаркером следует помнить, что увеличение, сверх необходимого, напряжения и тока электрического разряда ускоряет износ электрода, и не приводит к существенному увеличению производительности процесса. Особенно интенсивен износ в случае короткого замыкания цепи (случается при недостатке или отсутствии жидкости-диэлектрика на маркируемой поверхности изделия). Для ориентировки можно пользоваться нормативными значениями износа 0,05…0,2 мм на одно клеймение.
3. Для исправления ошибочного нанесённого знака поверхность необходимо прошлифовать.

Применение электрокарандаша требует от оператора определённых навыков и опыта работы. Длительность непрерывного использования электроискрового маркера принципиально не ограничивается, хотя при продолжительности работы устройства более 30…40 минут блок генератора импульсов разогревается. Замена изношенного катода-инструмента производится при отключённом приборе. Электромаркер по металлу не должен эксплуатироваться в помещениях, относительная влажность воздуха в которых превышает 75%.

Принцип работы

Основные этапы работы ЭМ:

• Очистка обрабатываемой поверхности от грязи, жира и оксидной пленки. Это нужно сделать для увеличения проводимости металла и возможности использования сравнительно небольшого рабочего напряжения в пространстве между электродами.

• Внимание! Если проводимость металла будет низка (например, из-за загрязнения его поверхности), то потребуется увеличение рабочего напряжения. А это приведет к малой скважности разряда и более грубым следам обработки на металле

• Подключение обрабатываемой металлической детали к ЭМ с помощью зажима и кабеля.

• Внимание! Часто в комплект поставки ЭМ входит особая металлическая пластина. На ней удобно размещать деталь и подключать к ней кабель питания

• Покрытие поверхности металла однородным слоем минерального масла. Масло, являясь диэлектриком, помогает сконцентрировать выделяемую тепловую энергию и ощутимо снизить прилагаемое усилие для отрыва электрода от поверхности в случае его залипания. Кроме перечисленного масло помогает избежать короткого замыкания.

• Внимание! Категорически не рекомендуется использовать вместо минерального масла другие жидкости, например, воду или вовсе электролиты

• На приборе выставляются стартовые рабочие характеристики тока: 30 В, 40 мА.

• Внимание! Большинство современных ЭМ относится ко второму классу электробезопасности. Необходимо тщательно соблюдать стандартные предосторожности при работе с электрооборудованием. Также нельзя работать в помещениях с повышенной влажностью (более 70%)

• Регулируется частота колебаний вибратора (согласно инструкциям производителя).

• Производится тестовое касание детали рабочей частью ЭМ. В зависимости от необходимых параметров наносимых лунок меняются настройки прибора.

• Внимание! На большинстве современных ЭМ присутствует защитный экран — он предотвращает поражение глаз ярким светом электрической искры. Но надеяться только на него не стоит, как и проявлять излишнюю беспечность

• Производится собственно нанесение цифровой, буквенной или иной информации на поверхность. При этом скорость перемещения рабочей части ЭМ по обрабатываемой поверхности должна колебаться от 1.5 до 10 мм в секунду.

• Внимание! Нормальный износ рабочего электрода не должен превышать 0.2 мм за одну обработку среднего объема. При более интенсивном износе электрода нужно изменить рабочие параметры в сторону их уменьшения.

• После завершения работы ЭМ обесточивают и отсоединяют от обрабатывавшейся детали. Ее поверхность очищается от масла.

Электроискровой карандаш своими руками

Часто возникает необходимость сделать надпись или рисунок на металлической панели создаваемого прибора. Существует много способов выполнения надписей или рисунков на металле: химическое травление, механическая гравировка и целый ряд других. Мы расскажем об одном из них — электроискровой гравировке.

Для этого способа потребуется источник переменного тока напряжением 18-20 В, желательно регулируемый, и держатель электрода — электроискровой карандаш.

В качестве источника тока можно применить трансформатор мощностью порядка 200 Вт. Один из выводов вторичной обмотки трансформатора при помощи зажима типа «крокодил» соединяют с заготовкой или деталью, на которую требуется нанести надпись. Другой вывод соединяют с электродом, зажатым в электроискровом карандаше. Соединения выполняют изолированным многожильным проводом сечением не менее 1,5 мм2, обеспечивающим работу с токами более 10 А. Схема соединений приведена на рис. 1.

Рис.1 Схема соединения электроискрового карандаша к сети 220 вольт

Электроискровой карандаш представляет собой простейший зажим для электрода, в качестве основы которого можно использовать обычный цанговый карандаш (рис. 2). Однако, из-за высокой степени нагрева во время гравировки, его пластмассовый корпус требуется заменить другим, изготовленным из термостойкого изоляционного материала, например, из текстолита или эбонита. Провод, идущий от трансформатора, пропускают через отверстие в корпусе и припаивают к цанге.

Рис. 2 Электроискровой карандаш на базе обычного цангового карандаша

Электродом может служить заостренный металлический стержень, диаметром 02-3 мм, желательно из тугоплавкого металла, например, вольфрама. Но можно применять стержни из других материалов, скажем, из менее дефицитного графита. Гравирующий конец стержня представляет собой конус с углом при вершине около 30°.

При включении трансформатора в сеть по приведенной схеме на электроде появляется напряжение. Касание концом электрода металлической поверхности вызывает появление искрового разряда, который, оплавляя поверхность металла, оставляет на ней заметный след.

Опыт показывает, что наиболее качественные надписи получаются при рабочем напряжении для вольфрамового электрода- 8-1 0 В, для графитового- 16-18 В. Перед нанесением надписи поверхность металла необходимо очистить от загрязнений и обезжирить. Надписи и рисунки наносят отдельными точками, касательными движениями.

‘При желании, в электрическую цепь «электроискрового карандаша» можно ввести электромагнитный прерыватель, последовательно включенный в разрываемую им же цепь, а карандаш снабдить соленоидом (в сердечнике которого закрепляют цангу) и пружиной, возвращающей цангу с электродом в исходное состояние после размыкания цепи. Это несколько упростит процесс гравировки, но усложнит конструкцию электрокарандаша.

При эксплуатации описанного устройства необходимо соблюдать меры электробезопасности, особенно при использовании в качестве источника напряжения ЛАТР. Для предохранения глаз надо обязательно применять защитные очки. Не допускайте перегрева трансформатора, делайте перерывы во время работы.

С. ИВАНОВ, г. Курск

Преимущества электромаркеров и их типоразмеры

Электромаркер по металлу обладает рядом преимуществ перед другими устройствами для нанесения информации на металлические поверхности:

• изделие не подвергается механическому воздействию, оно может быть каким угодно тонкостенным или сложной конфигурации.

• Внимание! Работа ЭМ относительно проста, но все-таки требует определенного навыка и тщательной предварительной калибровки прибора

• обработанная поверхность не подвержена коррозии и имеет хорошо различимый матовый оттенок.
• возможность работы с различными металлами и их сплавами: сталь, титан, цирконий, железо, медь, алюминий и многие другие.
• легкость удаления нанесенного рисунка — для этого нужно лишь заново отполировать металл в этом месте (так как глубина лунок не превышает 1.5-2 мм).
• сравнительная экономичность прибора — на максимальных настройках он потребляет не более 30-50 Вт.
• возможность длительной непрерывной работы ЭМ — в нем имеется встроенная защита от перегрева.

Большинство ЭМ имеют небольшие габаритные размеры (в среднем около 160х130х90 мм) и небольшой вес (от 1 000 до 1 500 г)

Лучшие модели. Как выбрать

В настоящее время наиболее распространены на рынке пять моделей ЭМ. Приведем их характеристики в нижеследующей таблице.

При выборе ЭМ обычно руководствуются соотношением параметров цена — производительность — ремонтопригодность. Поэтому в нашей стране обычно выбирают устройство производства Санкт-Петербургского — электромаркер по металлу «Прогресс — 001».