ما تحتاج إلى معرفته عن القطع بالبلازما

لقد كان القطع بالبلازما موجودًا منذ عقود، ولا يزال أحد أكثر الطرق فعالية لتقطيع المواد الموصلة للكهرباء. إذا كنت قد عملت في ورشة ماكينات أو مصنع تصنيع أو حتى مجرد العبث بالمعادن في المرآب الخاص بك، فمن المحتمل أنك قد واجهت ذلك. إنها طريقة موثوقة وسريعة ودقيقة بشكل مدهش لقطع المعادن. دعنا نتعرف على ماهية القطع بالبلازما، وكيف تعمل، وأين تتناسب مع طرق القطع الأخرى.

ما هو القطع بالبلازما؟

القطع بالبلازما هو عملية تستخدم نفاثة عالية السرعة من الغاز المتأين - البلازما - لقطع المعدن. وهي مفيدة بشكل خاص على مواد مثل الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والنحاس الأصفر والنحاس. ما يميز البلازما هو أنها لا تقوم فقط بصهر المعدن - بل تقوم بتفجيره بدقة وسرعة.

غالبًا ما سترى قواطع البلازما في ورش التصنيع الصناعي، وكراجات تصليح السيارات، وساحات الخردة وحتى في بعض الورش المنزلية. وهي مفضلة لقدرتها على قطع المعادن السميكة والرقيقة على حد سواء، ولا تتطلب دورة تسخين مسبق مثل بعض الطرق القديمة.

كيف تعمل

إليك الفكرة الأساسية: تقوم بإرسال قوس كهربائي عبر غاز (عادةً ما يكون هواء مضغوط). وهذا يحول الغاز إلى بلازما - وهي حالة موصلة للكهرباء وفائقة السخونة للمادة. يتم توجيه هذه البلازما من خلال فوهة صغيرة، وعندما تصطدم بالمعدن، فإنها تقطعه عن طريق صهره وتفجير المعدن المنصهر بقوة.

تستخدم معظم الآلات مزيجًا من الكهرباء والهواء المضغوط وإلكترونيات التحكم. يقوم مصدر الطاقة بتوصيل القوس، ويقوم الهواء بتوليد البلازما، وتساعد الفوهة في تشكيل التيار للحصول على قطع أنظف وأضيق.

وببساطة: أنت تقوم بقطع المعدن باستخدام البرق في أنبوب.

مكونات القطع بالبلازما

قد يبدو قاطع البلازما بسيطًا من الخارج، ولكن من الداخل، إنه نظام مضبوط جيدًا حيث يقوم كل جزء بسحب وزنه. إذا لم تقم قطعة واحدة بعملها، فلن تحصل على قطع نظيف - بكل بساطة وبساطة.

أولاً، لديك مزود الطاقة. هذه هي عضلاتك. فهو يأخذ الكهرباء العادية ويحولها إلى نوع من التيار عالي الجهد اللازم لإنشاء قوس بلازما. ثم هناك وحدة تشغيل القوس الكهربائي - وهي مثل شمعة الإشعال. وهي تطلق الأشياء عن طريق إطلاق شرارة عالية التردد تضيء القوس.

الشعلة هي قبضة يدك - الجزء الذي تمسكه وتوجهه أثناء القطع. في الداخل، يعمل القطب والفوهة معًا لإطلاق وتشكيل نفاثة البلازما. يقوم القطب الكهربائي بتوصيل التيار إلى القوس، وعادةً ما يكون مصنوعًا من مواد صلبة موصلة مثل سلك الهافنيوم أوسلك الزركونيوم أو سلك نحاسي، اعتمادًا على القاطع والاستخدام. تقوم الفوهة بتضييق التدفق، وتركيز تيار البلازما بحيث تحصل على قطع نظيف ودقيق. يحمي غطاء الدرع الموجود في المقدمة الفوهة من الترشيش ويساعد على توجيه تدفق الغاز بشكل صحيح.

لا تنسى إمداد الغاز. معظم الناس يستخدمون الهواء المضغوط فقط، ولكن يمكنك أيضًا تشغيل النيتروجين أو الأكسجين اعتمادًا على ما تقوم بقطعه. هذا الغاز هو ما يتأين ليتحول إلى بلازما - كما أنه ينفخ المعدن المنصهر خارج القطع.

وأخيرًا، تحتاج إلى مشبك أرضي. هذا يكمل الحلقة الكهربائية. بدون مشبك، لا يوجد قوس.

إذا كنت تعمل باستخدام الأتمتة، فأضف وحدة تحكم بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب. هذا يعتني بالحركة حتى تخرج القطع بالطريقة التي خططت لها بالضبط، دون تخمين.

كل جزء مهم. حافظ على نظافتها، وافحصها كثيرًا، وستحصل على نتائج جيدة في كل مرة.

مزيد من القراءة: مواد القطب الكهربائي لماكينات القطع بالبلازما

مزايا القطع بالبلازما

لنجعل الأمر واضحًا ومباشرًا. يتميز القطع بالبلازما ببعض نقاط القوة الواضحة:

• السرعة: إنه أسرع من القطع بالوقود الأوكسجيني، خاصة على المعادن الرقيقة إلى المتوسطة السماكة. صفيحة فولاذية مقاس 1/2 بوصة؟ سوف يقطعها قاطع بلازما جيد في ثوانٍ.
• القطع النظيف: الحواف ناعمة ولا تحتاج إلى الكثير من الطحن أو التنظيف.
• تعدد الاستخدامات: تعمل على معظم المعادن الموصلة. الفولاذ والألومنيوم والمعادن غير القابلة للصدأ - سمِّ ما شئت.
• سهولة الاستخدام: العديد من قواطع البلازما الحديثة محمولة وبأسعار معقولة نسبيًا وسهلة التشغيل.
• تشويه حراري أقل: نظرًا لأنها سريعة، تتراكم حرارة أقل في قطعة العمل.

تطبيقات القطع بالبلازما

تُستخدم في أي مكان تحتاج فيه إلى قطع المعادن بسرعة ودقة. ويشمل ذلك

• التصنيع والتصنيع: قطع الصفائح المعدنية للأجزاء.
• السيارات: إزالة الألواح التالفة أو إنشاء قطع مخصصة.
• الإنشاءات: قطع الفولاذ الهيكلي في الموقع.
• الفن والتصميم: إنشاء علامات ومنحوتات معدنية معقدة.
• الصيانة والإصلاح: رائعة لتفكيك المعدات القديمة بسرعة.

أحد الاستخدامات الشائعة في تصنيع أنابيب أنابيب التدفئة والتهوية وتكييف الهواء - قطع صفائح الفولاذ المجلفن بسرعة ودقة. وهو شائع أيضًا في بناء السفن والفضاء، حيث تكون الدقة مهمة ولكن السرعة مهمة بنفس القدر.

القطع بالبلازما مقابل القطع بالليزر مقابل القطع بالوقود الأوكسي

لكل من طرق القطع هذه مكانها. وإليك كيفية تكديس البلازما:

• القطع بالليزر: يوفر دقة عالية للغاية، خاصة على المواد الرقيقة. ولكنه أكثر تكلفة وأبطأ على المواد السميكة. ستجدها في خطوط التصنيع المتطورة.
• القطع بالأوكسجين والوقود: أفضل للصلب السميك جدًا (أكثر من 1 بوصة)، ولكنه أبطأ وينتج المزيد من الخبث. كما أنها لا تستطيع قطع الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ بفعالية.
• القطع بالبلازما: تقع بشكل جيد في المنتصف. إنه أسرع من وقود الأكسجين على أي شيء أقل من 1.5 بوصة وأرخص من الليزر لمعظم المهام. ويمكنها التعامل مع المعادن الخشنة أو المطلية أو الصدئة دون الكثير من الضجة. لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

على سبيل المثال، إذا كنت تقوم بقطع صفيحة فولاذية صدئة مقاس 3/4 بوصة في الميدان، فإن البلازما هي الخيار المناسب لك. أما إذا كنت في غرفة نظيفة تقطع صفيحة فولاذ مقاس 1/8 بوصة من الفولاذ المقاوم للصدأ بتفاوتات ضيقة فربما يكون الليزر أفضل. وإذا كنت تقوم بتقطيع صفيحة 3 بوصة في ورشة تصنيع ثقيلة، فإن وقود الأكسجين سيظل ينجز المهمة.

الخلاصة

يكتسب القطع بالبلازما قيمته من خلال كونه سريعًا ومتعدد الاستخدامات وعمليًا. قد لا تكون هذه الطريقة الأكثر روعة، ولكن عندما تعمل مع مواد حقيقية في ظروف حقيقية، فمن الصعب التغلب عليها. سواءً كنت تقوم بالبناء أو الإصلاح أو مجرد إنجاز شيء ما قبل الغداء، فإن قاطع البلازما سيساعدك على إنجاز ذلك بشكل أسرع - مع متاعب أقل.

تذكر فقط: لا يتعلق الأمر دائمًا بالحافة الأنظف أو الماكينة الأكثر لمعانًا - بل يتعلق الأمر بما يناسب المهمة التي تقوم بها. وفي كثير من الأحيان، يكون هذا هو قاطع البلازما الجيد والصلب.