تحليل مبدأ وتطبيقات ومزايا وعيوب لحام قوس البلازما

 

لحام قوس البلازما (PAW) هو تقنية متقدمة تخلق بلازما عالية درجة الحرارة عن طريق ضغط قوس ويستخدم كثافة الطاقة العالية لذوبان المعادن للحام. نشأت هذه العملية من لحام قوس التنغستن الغازي ، وبعد التحسين ، تم تطبيقها على نطاق واسع في المجالات الصناعية التي تنطوي على المعادن المقاومة للحريق ومتطلبات الدقة العالية. يوفر ما يلي تفسيرا مفصلا من جوانب مثل المبدأ وسيناريوهات التطبيق والمزايا والعيوب.

 

المبدأ التقني

جوهر لحام قوس البلازما يكمن في تأثير ضغط القوس. أثناء اللحام ، يخضع القوس المولد بين قطب التنغستن (الكاثود) وقطعة العمل (الأنود) للضغط الميكانيكي والتقلص الحراري والتقلص الكهرومغناطيسي من خلال فوهة خاصة لتشكيل قوس بلازما بدرجة حرارة تتجاوز 30،000 درجة مئوية. كثافة الطاقة لهذا شعاع البلازما عالي درجة الحرارة يمكن أن تكون أكثر من ثلاثة أضعاف كثافة القوس التقليدي، والتي يمكن أن تذوب على الفور من خلال المادة وتشكيل لحام مستقر. يحيط غاز درع (عادة الأرجون أو خليط من الأرجون) بتدفق البلازما لمنع أكسدة حمام الذوبان وضمان جودة اللحام.

 

مجالات التطبيق

1. القدرة على التكيف مع المواد الواسعة: ينطبق على المعادن المقاومة للحريق أو الأكسدة بسهولة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم وسبائك التيتانيوم والسبائك القائمة على النيكل. وهي مناسبة بشكل خاص لحام المواد ذات الموصلات الحرارية العالية مثل سبيكات النحاس والمغنيسيوم.

2. تصنيع عالي الدقة: في صناعة تصنيع السيارات ، يتم استخدامه للمكونات الرئيسية مثل إطارات الهيكل وكتل أسطوانة المحرك ؛ في مجال الطيران والفضاء ، يتم تطبيقه على مكونات الدقة مثل شفرات محركات الطائرات وخزانات الوقود ؛ في صناعة الأجهزة الطبية ، يتم الاعتماد عليها لتحقيق لحام خالي من العيوب للأدوات الجراحية.

3. لحام لوحات رقيقة وحاويات: هو جيد في التعامل مع لوحات رقيقة بسمك 0.1 - 25 مم ويستخدم على نطاق واسع في الهياكل المختومة مثل أوعية الضغط الكيميائية ومبادلات الحرارة.

 

مزايا العملية

- كثافة الطاقة العالية: فإنه يتيح اختراق عميق. يمكن لحام لوحات سميكة أقل من 8 مم في مرور واحد دون التشفير ، مما يحسن الكفاءة.

- جودة لحام ممتازة: المنطقة المتأثرة بالحرارة ضيقة ، والتشوه هو ثلث لحام القوس التقليدي فقط ، مما يتجنب تراجع الخصائص الميكانيكية للمادة.

- التوافق الأتمتة القوية: يمكن دمجها مع جهاز تغذية الأسلاك لإكمال اللحام الآلي عالي السرعة ، والسرعة أعلى بأكثر من 40٪ من لحام قوس الأرجون.

- استقرار قوس عالي: لديها قدرة قوية على مكافحة التدخل ، وتشكيل لحام موحد ، وهي مناسبة لجميع - لحام الموقف.

 

القيود التقنية

تعقيد المعدات العالية: يتطلب مولد بلازما مخصص ، جهاز بدء قوس التردد العالي ، ونظام تبريد المياه. تكلفة المعدات أعلى من تكلفة اللحامات القوسية العادية.

- عتبة التشغيل الصارمة: تحتاج المعلمات مثل معدل تدفق الغاز الأيوني وطول القوس إلى التحكم بدقة ، ويعتمد بشكل كبير على تجربة اللحام.

- الحد من السمك: الحد الأقصى للسمك المطبق لحام واحد هو حوالي 25 مم. مطلوب لحام متعدد الطبقات ومرور متعدد لقطع العمل السميكة جداً.

- ضعف الوصول: مشعل اللحام كبير نسبيا في الحجم، مما يجعل من الصعب الوصول إلى الداخل من الهياكل المعقدة لللحام.

 

مقارنة أفقية

مقارنة معلحام الليزر ، استثمار معدات لحام قوس البلازما أقل بنسبة 50% - 70٪ ، ولها متطلبات أقل لنظافة سطح المعدن ، ولكن دقتها أقل قليلاً. مقارنة مع لحام قوس الأرجون ، فإن عمق اختراقه أكثر من ضعف عمقه ، ويمكن زيادة سرعة اللحام بمقدار 3 - 5 مرات. في مجال تصنيع أوعية الضغط، يصل معدل مرور عملية لحام البلازما إلى 99.8٪، أعلى بكثير من الطرق التقليدية.