هناك العديد من الفوائد التي يتمتع بها قطع البلازما كطريقة لتصنيع المعادن على غيرها. تشمل هذه الفوائد الفعالية من حيث التكلفة ، ومجموعة واسعة من عمليات القطع المعدنية ، والدقة العالية ، والتكرار.
ما هو قطع البلازما؟ كيف تعمل هذه العملية؟ ما هو الغاز المثالي للاستخدام أثناء هذه العملية؟ ما هي المواد التي تعمل عليها قواطع البلازما؟ تابع القراءة بينما نجيب على هذه الأسئلة بالتفصيل ونزودك بمعلومات مهمة أخرى حول قطع البلازما.
نظرة عامة على قطع البلازما
قطع البلازما هو عملية تصنيع المعادن التي تستخدم الغازات المؤينة التي يتم تسخينها إلى درجات حرارة أعلى من 20,0000ج ـ لإذابة المواد المعدنية. هذا الغاز ، الذي يتم إخراجه تحت ضغط عالٍ ، يذوب المادة ويزيل المواد من القطع.
من المهم ملاحظة أن هذه العملية تعمل فقط على المواد الموصلة للكهرباء مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والألمنيوم والمعادن الأخرى. بمعنى آخر ، لا يمكن لقطع البلازما قطع الأحجار والورق والزجاج وغيرها من الموصلات السيئة للكهرباء.
هذه التقنية لا مثيل لها من حيث الفعالية من حيث التكلفة عندما يتعلق الأمر بقطع المعادن السميكة. إلى جانب ذلك ، فهي متعددة الاستخدامات وتتطلب تكاليف صيانة منخفضة للأداة. كما أن لديها دقة قطع عالية مما يجعلها مثالية لقطع الأجزاء ذات الأشكال الهندسية المعقدة.
بعد أن عرفنا بإيجاز ما هو قطع البلازما ، دعونا نتعرف قليلاً على تاريخه.
تاريخ قطع البلازما
إن عملية قطع البلازما موجودة منذ عام 1957. وقد بدأت كامتداد لعملية اللحام بالقوس التنغستن الغازي GTAW. كان استخدامه الرئيسي في البداية هو قطع ألواح الصلب والألمنيوم بسماكة تتراوح بين نصف بوصة وست بوصات.
كانت قواطع البلازما المستخدمة في هذا العصر غير متوقعة وتفتقر إلى الدقة الموجودة في قواطع العصر الحديث. أيضًا ، تتعطل الأقطاب الكهربائية والفوهات المستخدمة بسرعة بسبب الحرارة التي تعرضت لها أثناء العملية. غالبًا ما جعل تغيير الفوهات والأقطاب الكهربائية قطع البلازما في هذا العصر مكلفًا.
أواخر القرن التاسع عشر
ومع ذلك ، في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات ، شهدت هذه التقنية طفرة عندما ابتكر المهندسون شعلة ذات تدفق مزدوج. ساعدت هذه الشعلة في تحسين عمر الأقطاب الكهربائية والفوهات مع تعزيز جودة ودقة القطع.
1970
استخدم المهندسون سبعينيات القرن الماضي للتحكم في الأبخرة والدخان الذي تم اختباره في البداية أثناء عملية القطع من خلال إدخال كاتم صوت مائي ومنضدة. لقد صمموا أيضًا فوهات أفضل ساعدت في تحسين دقة القوس ، مما يمنح المشغلين والميكانيكيين خيار الضبط الدقيق.
1980
كانت الثمانينيات فترة تجريب للمهندسين حيث قاموا بتصميم وتنفيذ العديد من الميزات الجديدة. تتضمن هذه الميزات قواطع بلازما تعتمد على الأكسجين وتوفر تحكمًا أفضل من خلال مستويات الطاقة المختلفة. كما ركزوا على قابلية نقل وحدة القطع بالبلازما ، مما يجعلها أكثر راحة.
من التسعينيات حتى الآن
بحلول التسعينيات ، كانت قواطع البلازما عالية الدقة في السوق بسبب استخدام عمليات الأكسجين المتينة. أعطت عمليات الأكسجين المتينة هذه جنبًا إلى جنب مع نظام الفوهة الجديد قواطع البلازما في هذا العصر القدرة على مضاعفة كثافة الطاقة في الفترات السابقة أربع مرات.
من التسعينيات حتى الآن ، كان تركيز المهندسين على خيارات الطاقة وأدوات التحكم وتحسين الكفاءة. لقد قاموا أيضًا بتحسين دقة قواطع البلازما ، حيث تقدم الطرز اليوم حوافًا أكثر حدة وتخفيضات دقيقة. تعد قابلية النقل والأتمتة من الجوانب الأخرى التي تحسنها مهندسو قاطع البلازما بشكل كبير حيث يتم تداول المزيد من الوحدات المحمولة.
الآن بعد أن عرفنا كيف تطور قطع البلازما على مر السنين ، كيف يعمل؟
كيف يعمل قطع البلازما
تتضمن عملية القطع بالبلازما استخدام الحرارة لصهر المعدن بدلاً من القطع الميكانيكي. تعمل قواطع البلازما عن طريق إرسال قوس كهربائي عبر الغاز. ثم يمر هذا الغاز عبر فتحة ضيقة (فوهة). يتسبب الفتح المحدود في ضغط الغازات من خلاله بسرعة عالية ، مكونة البلازما. يتطلب قطع قطعة العمل إخضاع طرف القطع من قاطع البلازما لقطعة الشغل. لاحظ أيضًا أنه نظرًا لتوصيل البلازما ، هناك حاجة لتوصيل قطعة العمل بالأرض من خلال طاولة القطع.
لا تعمل جميع أنظمة قطع البلازما بنفس الطريقة. ومع ذلك ، هناك ثلاثة أنواع من عمليات القطع.
ثلاثة أنواع من عمليات القطع
- اتصال عالي التردد: هذا نموذج منخفض الميزانية. أيضًا ، نظرًا لخطر التداخل مع المعدات الحديثة نظرًا لتكرارها العالي ، فإن هذه العملية غير متوفرة لقواطع البلازما CNC. يتضمن قطع التلامس عالي التردد استخدام شرارة عالية التردد والجهد العالي - تتشكل الشرارة عندما تتلامس شعلة البلازما مع المعدن المقطوع. يؤدي التلامس إلى إغلاق الدائرة ، ويبدأ الشرارة ، ويخلق البلازما المستخدمة في القطع.
- قوس بايلوت: في عملية القطع هذه ، يحدث تولد شرارة داخل الشعلة من خلال مجموعة من دارة التيار المنخفض والجهد العالي. تسهل هذه الشرارة تكوين قوس طيار ، كمية صغيرة من البلازما. عند التلامس مع قطعة العمل ، يقوم قاطع البلازما بإنشاء قوس القطع ، والذي يمكّن الميكانيكي أو المشغل من بدء عملية القطع.
- رأس شعلة البلازما المحملة بزنبرك: لإنشاء دائرة كهربائية قصيرة ، يضغط المشغلون على الشعلة ضد قطعة العمل. مع إنشاء دائرة كهربائية قصيرة ، يبدأ التيار في التدفق. لإنشاء القوس الدليلي ، يقوم المشغلون بتحرير الضغط.
الغاز المستخدم في العملية
يعتمد نوع الغاز المستخدم أثناء العملية على طريقة القطع ، ومواد القطع ، والسمك. إلى جانب ضمان تكوين نفاثة بلازما ، يجب أن يساعد الغاز المستخدم أيضًا في طرد المواد المنصهرة والأكسيد من القطع. تشمل الغازات الأكثر شيوعًا المستخدمة في قطع البلازما ؛
الأرجون عنصر غازي
الأرجون غاز خامل وقوسه البلازمي مستقر. الاستقرار يعني أن هذا الغاز بالكاد يتفاعل مع أي معدن في درجات حرارة عالية. غالبًا ما يكون للأقطاب والفوهات المستخدمة في قطع الأرجون عمر خدمة أطول من تلك المستخدمة مع الغازات الأخرى.
غاز الأرجون له حدود أثناء التقطيع بسبب قوس البلازما المنخفض والمحتوى الحراري. أيضا ، لا بد أن تكون هناك مشاكل الخبث عند القطع باستخدام الأرجون في بيئة حماية الأرجون. هذا يرجع في المقام الأول إلى التوتر السطحي للمعدن المصهور بنسبة 30 ٪ أعلى من الموجود في بيئة النيتروجين. هذه المشاكل هي أحد أسباب ندرة استخدام الأرجون لقطع البلازما.
نتروجين
يتمتع النيتروجين باستقرار أفضل لقوس البلازما ونفث طاقة أعلى من الأرجون ، خاصة مع مصدر جهد أعلى. أيضًا ، فإنه يشكل الحد الأدنى من الخبث على الحواف السفلية للشق ، حتى عند قطع المعادن مثل سبائك النيكل والفولاذ المقاوم للصدأ ذات اللزوجة العالية.
يعمل غاز النيتروجين كغاز مستقل أو بالاشتراك مع غازات أخرى. كما أنها تسهل قطع الفولاذ الكربوني بسرعة عالية.
هواء
يحتوي الهواء على 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين من حيث الحجم ، مما يجعله غازًا مناسبًا لقطع البلازما. يجعل مكون الأكسجين في الهواء من أسرع الغازات المستخدمة في قطع الفولاذ منخفض الكربون. أيضًا ، نظرًا لأن الهواء موجود في كل مكان ، فهو غاز اقتصادي للعمل معه.
على الجانب السلبي ، عادةً ما يكون للقطب الكهربائي والفوهة المستخدم في هذه العملية عمر خدمة قصير ، وبالتالي زيادة خفض التكاليف وتقليل الكفاءة. أيضًا ، يعد استخدام الهواء كغاز مستقل مشكلة لأنه يتسبب في تعليق الخبث وقطع الأكسدة.
أكسجين
مثل الهواء ، يزيد الأكسجين أيضًا من سرعة قطع الفولاذ منخفض الكربون. يؤدي استخدام قطع القوس بالبلازما عالي الطاقة ودرجة الحرارة العالية للأكسجين إلى زيادة سرعته. ومع ذلك ، لاستخدام الأكسجين ، من الأفضل إقرانه بأقطاب كهربائية مقاومة للحرارة العالية والأكسدة.
هيدروجين
غالبًا ما يكون دور الهيدروجين غازًا مساعدًا للخلط مع غازات قطع البلازما الأخرى. أحد أكثر التركيبات شيوعًا هو الهيدروجين والأرجون ، اللذان ينتجان أحد أقوى الغازات في تقطيع البلازما.
يزيد خلط الأرجون بالهيدروجين بشكل كبير من جهد القوس ، المحتوى الحراري ، وقدرة القطع لنفاث الأرجون البلازمي. تزداد كفاءة القطع لهذا المزيج أيضًا عند ضغطها بواسطة نفاثة مائية.
هناك عدد قليل من الغازات المستخدمة بشكل شائع في قطع البلازما. يوضح الجدول أدناه هذه الغازات والمواد المقطوعة وفوائد الغاز بالنسبة للمادة.
| سمك الماده | غاز البلازما | غاز ثانوي | تعليق |
| الفولاذ الإنشائي 0.5 إلى 8 مم | أكسجين | الأكسجين أو الأكسجين / النيتروجين أو النيتروجين | يمكن للحواف الخالية من النتوءات أن تتحمل الشكل المربع ، مع نعومة تشبه القطع بالليزر |
| الفولاذ الإنشائي 4 إلى 50 مم | أكسجين | أكسجين / نيتروجين أو نيتروجين أو هواء | خالي من الأزيز حتى 20 مم ، السطح المقطوع له مظهر ناعم ، تحمّل يصل إلى 25 مم مربع ، أقرب إلى القطع بالليزر |
| عالية سبائك الصلب من 5 إلى 45 ملم | الأرجون / الهيدروجين / النيتروجين | نيتروجين أو نيتروجين / هيدروجين | خالي من النتوءات حتى 20 مم ، قطع ناعمة ، تحمل ضعيف للمربع |
| ألومنيوم 1 إلى 6 مم | هواء مضغوط | نيتروجين أو نيتروجين / هيدروجين | قطع خالية من النتوءات ، يمكن أن يكون السطح خشنًا أو محببًا ، مما يسمح بقطع رأسي تقريبًا |
| ألومنيوم 5 إلى 40 مم | الأرجون / الهيدروجين / النيتروجين | نيتروجين أو نيتروجين / هيدروجين | سطح خالي من الحواف حتى 20 مم ، محبب أو خشن ، يسمح بقطع رأسي تقريبًا |
مواد لقطع البلازما
هناك الكثير من المواد المستخدمة في قطع البلازما. هذا في المقام الأول لأن العملية يمكن أن تقطع أي مادة موصلة. فيما يلي المواد الأكثر شيوعًا لهذه التقنية.
الامونيوم
الألومنيوم موصل ، مما يجعل قطع البلازما عملية مثالية لتصنيعه. إلى جانب ذلك ، توفر العملية مزايا مع المعادن السميكة مقارنة بطرق تصنيع الألمنيوم الأخرى ، مثل القطع بالليزر. يمكنها قص الألمنيوم بسمك يصل إلى 160 مم.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصنيع الألمنيوم باستخدام قطع البلازما هو أكثر فعالية من حيث التكلفة بسبب انخفاض تكاليف التشغيل والمعدات.
الفولاذ الطري
الفولاذ الطري هو نوع من الصلب يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون ، وعادة ما يكون حوالي 2.1٪ كحد أقصى. إنه أحد أكثر أشكال الفولاذ استخدامًا نظرًا لخصائصه التي تناسب العديد من الأغراض. أيضًا ، لا يعد الحصول على الفولاذ الطري مكلفًا ، وخصائصه ، مثل قوة التأثير العالية ، وقابلية اللحام ، والليونة.
ستانلس ستيل
الفولاذ المقاوم للصدأ هو سبيكة من الحديد مقاومة للتآكل والصدأ. يعتبر القطع بالبلازما من أكثر الطرق فعالية لتصنيع هذا المعدن ، حيث يسمح لسمك القطع بالوصول إلى 30 مم. تشمل درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المثالية للقطع ؛ 304 ، 304 لتر ، 316 ، 316 لتر ، 321 ، 310 ثانية ، 317 ، إلخ.
نحاس
النحاس هو معدن آخر يمكن تصنيعه بسهولة باستخدام قطع البلازما. هذا يرجع إلى طبيعته عالية التوصيل. ومع ذلك ، عند تصنيع النحاس الأصفر باستخدام هذه الطريقة ، فمن الأفضل القيام بذلك في مناطق جيدة التهوية. وذلك لأن النحاس يحتوي على الزنك ، كما أن استنشاق الأبخرة التي تحتوي على الزنك المحترق يضر بالصحة.
النحاس
يتمتع النحاس بالتوصيل الحراري والكهربائي لجميع المواد خارج المعادن الثمينة. تشمل الصفات المهمة لهذا المعدن ؛ مقاومة التآكل ، ليونة عالية ، وقابلية اللحام. هذه الخصائص ، بما في ذلك الموصلية العالية ، تجعل النحاس معدنًا مثاليًا لقطع البلازما. ومع ذلك ، مثل النحاس الأصفر ، من المهم قطع هذا المعدن في مناطق جيدة التهوية.
الحديد الزهر
يشتهر هذا المعدن بتكلفته المنخفضة وقابليته للتطويع. بكميات دقيقة ، يحتوي على عناصر مثل المنغنيز والكبريت والفوسفور والسيليكون. الحديد الزهر موصل للغاية ، مع قوة ضغط عالية ودرجة حرارة انصهار منخفضة مما يجعله مثاليًا لقطع البلازما.
مزايا قطع البلازما
هناك العديد من المزايا لاستخدام قطع البلازما لتصنيع المعادن على الطرق الأخرى ، بدءًا من الفعالية من حيث التكلفة إلى الإنتاجية العالية وجودة القطع الأفضل. فيما يلي بعض المزايا الأخرى.
جودة قطع عالية
بالمقارنة بعمليات تصنيع المعادن الأخرى مثل القطع باللهب أو القطع بنفث الماء، فإن القطع باستخدام قواطع البلازما يوفر للمعادن جودة قطع أعلى. ويرجع هذا إلى عدم وجود بقايا من الرغوة على حافة المعدن المقطوع والمساحة الأصغر للمنطقة المتأثرة بالحرارة.
براعة ومرونة
يمكن لهذه العملية قطع أي معدن موصل للكهرباء ، مما يجعله شديد التنوع. يمكنها بسهولة قطع المعادن مثل الألمنيوم ، وسبائك الفولاذ العالية السماكة المتوسطة والعالية. إنه يعمل بشكل رائع لقطع الأخدود أو التخطيط أو تعليم المعادن. علاوة على ذلك ، يمكن للعملية أيضًا قطع المعادن في الماء بمستويات ضوضاء منخفضة.
عالية السرعة
قطع البلازما أسرع 100 مرة من القطع بالليزر وحوالي 10 مرات أسرع من وقود الأكسجين. بمعنى آخر ، إنه يحسن الإنتاجية ويقلل من الوقت الذي يقضيه في تصنيع المعادن مقارنة بالطرق الأخرى.
دقة أعلى وتكرار
تتميز الأجزاء المقطوعة بدقة عالية وجودة سطح عالية بسبب الحرارة المتضمنة في العملية. أيضًا ، تعمل سرعة التصنيع على تحسين التكرار مع تقليل الوقت المستغرق في تصنيع المعادن.
هل تتطلع إلى تصنيع المعادن باستخدام قطع البلازما؟ لماذا تعرض نفسك للمخاطر التي تنطوي عليها العملية عندما يمكنك الاستعانة بمصادر خارجية لأيدٍ أكثر قدرة مثل RapidDirect؟ RapidDirect هي واحدة من أفضل شركات قطع البلازما على مستوى العالم ، حيث تقدم مجموعة واسعة من خدمات قطع البلازما. يمكن لقواطع البلازما المتقدمة لدينا قطع مجموعة متنوعة من المعادن ، بسماكة تصل إلى 15 مم.
في RapidDirect ، نحن نفخر بإنتاج أجزاء مقطوعة بالبلازما بدقة عالية واتساق مستخدمة في الصناعات المختلفة. فلماذا تنتظر؟ اتصل بـ RapidDirect اليوم للحصول على أجزاء مقطوعة بالبلازما.
عيوب قطع البلازما
على الرغم من أن العديد من الفوائد مرتبطة بتصنيع المعادن باستخدام قطع البلازما ، إلا أن هناك عيوبًا أيضًا.
- يقطع المواد الموصلة فقط
- ليست مثالية للسمك الذي يتجاوز 150 مم
- يمكن أن تؤثر الومضات الساطعة التي تظهر أثناء العملية سلبًا على عيون الإنسان
- العملية صاخبة في بعض الأحيان
- ينتج أبخرة عند قطع الهواء
- يمكن أن يكون مكلفًا مع المواد الاستهلاكية منخفضة العمر مثل الفوهة والقطب الكهربي
خاتمة
قطع البلازما هو عملية تنطوي على استخدام المرحلة الرابعة من المادة لقطع المعادن الموصلة. تقدم هذه العملية العديد من المزايا ، بما في ذلك زيادة الإنتاجية ، والتنوع ، والدقة ، وجودة السطح.
للحصول على أفضل النتائج من قطع البلازما كعملية تصنيع المعادن ، فإنك تحتاج إلى RapidDirect. نحن نقدم واحدة من أفضل خدمات قطع البلازما على مستوى العالم ونقدم خدمات القطع الأخرى مثل القطع بالليزر. إلى جانب ذلك ، لدينا واحدة من أسرع المهل الزمنية مع توفير أسعار تنافسية. تريد أن تعمل معنا؟ ببساطة قم بتحميل التصميم الخاص بك على منصة على الانترنت للحصول على اقتباس فوري!
