قاطع البلازما 101: الأساسيات للمبتدئين

هل تساءلت يومًا عن التكنولوجيا المتطورة التي أحدثت ثورة في تصنيع المعادن؟ تُعد تقنية القطع بالبلازما مغيرًا لقواعد اللعبة في هذه الصناعة، حيث توفر سرعة ودقة وتعدد استخدامات لا مثيل لها. في هذه المقالة، سنتعمق في عالم قواطع البلازما، ونستكشف مزاياها ومبادئ عملها ومكوناتها الرئيسية. اكتشف كيف تغير هذه التقنية الرائعة الطريقة التي نقطع بها المعادن وتطلق العنان لإمكانيات جديدة في التصنيع.

جدول المحتويات

مقدمة

لمحة موجزة عن القطع بالبلازما

القطع بقوس البلازما هو عملية تصنيع حراري متقدمة تستخدم قوس بلازما عالي الحرارة وعالي السرعة لقطع المواد الموصلة بدقة. وتستخدم هذه الطريقة تيارًا مركزًا من الغاز المتأين (البلازما) لإنشاء منطقة موضعية من الحرارة الشديدة، تصل عادةً إلى درجات حرارة تصل إلى 30,000 درجة مئوية (54,000 درجة فهرنهايت) أو أعلى. تعمل الحرارة الشديدة على إذابة المعدن بسرعة وتبخيره جزئياً عند حافة القطع، في حين أن الطاقة الحركية لنفث البلازما عالي السرعة تطرد المادة المنصهرة من الشق بشكل فعال، مما يؤدي إلى قطع نظيف وضيق.

تبدأ العملية بتكوين قوس تجريبي بين القطب والفوهة داخل شعلة البلازما. وبمجرد إنشاء القوس التجريبي واقتراب الشعلة من قطعة العمل، ينتقل قوس القطع الرئيسي إلى المادة، ويبدأ القطع. يتفوق القطع بالبلازما من حيث السرعة والدقة وتعدد الاستخدامات، وهو قادر على معالجة مجموعة واسعة من المواد الموصلة للكهرباء بكفاءة، بما في ذلك الفولاذ والألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الأخرى، بسماكات تتراوح بين الصفائح الرقيقة والألواح التي يزيد سمكها عن 150 مم (6 بوصات).

غالبًا ما تشتمل أنظمة القطع بالبلازما الحديثة على تقنية التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC)، مما يتيح إجراء عمليات قطع معقدة وعالية الدقة وتعزيز الإنتاجية الإجمالية في عمليات تصنيع المعادن وعمليات التصنيع.

مزايا القطع بالبلازما على طرق القطع التقليدية

لقد تطورت ماكينات القطع بالبلازما بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب بشكل كبير في سرعة القطع ومداه مقارنةً بتقنيات القطع باللهب التقليدية.

يوفر القطع بالبلازما مزايا واضحة مقارنةً بالطرق التقليدية، بما في ذلك الكفاءة الفائقة والدقة والثبات. وتظهر هذه المزايا بشكل خاص في سيناريوهات الإنتاج على نطاق واسع والتطبيقات التي تتطلب قطعًا عالي الدقة.

من وجهة نظر الفعالية من حيث التكلفة، يثبت القطع بالبلازما أنه أكثر اقتصادًا بسبب التخلص من نفقات غاز القطع. وتصبح هذه الميزة من حيث التكلفة أكثر وضوحًا في بيئات الإنتاج على نطاق واسع، مما يؤدي إلى تحسين التحكم في تكلفة العملية.

يبرز القطع بقوس البلازما كحل مثالي للقطع الحراري، حيث يقدم العديد من المزايا الرئيسية:

(1) براعة في معالجة المواد.

يمكن لأقواس البلازما قطع مجموعة واسعة من المعادن بفعالية، بما في ذلك تلك التي تتميز بنقاط انصهار عالية تتحدى طرق القطع الأخرى. ويشمل ذلك مواد مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك المقاومة للحرارة والتيتانيوم والموليبدينوم والتنغستن والحديد الزهر والنحاس والألومنيوم وسبائك الألومنيوم. وبالنسبة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم، يمكن للقطع بالبلازما التعامل مع سماكة تتجاوز 200 مم.

(2) تعزيز سرعة القطع والإنتاجية.

من بين تقنيات القطع الحالية، يُظهر القطع بقوس البلازما سرعة فائقة وكفاءة إنتاجية عالية. على سبيل المثال، عند قطع صفيحة الألومنيوم بسمك 10 مم، يمكن أن تحقق العملية سرعات تتراوح بين 200 و300 متر/ساعة. وبالمثل، بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 12 مم، يمكن أن تصل سرعات القطع إلى 100-130 م/ساعة.

(3) جودة القطع الفائقة.

ينتج القطع بقوس البلازما قطعًا ضيقًا وسلسًا ونظيفًا بحواف شبه عمودية. وتؤدي هذه العملية إلى الحد الأدنى من التشوه والمناطق المتأثرة بالحرارة، مما يحافظ على السلامة الهيكلية للمادة وصلابتها. جودة القطع الإجمالية عالية بشكل استثنائي، مع وجود بقايا لا تُذكر ونتائج متسقة.

(4) انخفاض مدخلات الحرارة والتشويه.

بالمقارنة مع القطع بالوقود الأوكسجيني فإن القطع بالبلازما يُدخل حرارة أقل في قطعة العمل، مما يؤدي إلى تقليل التشوه الحراري. وهذا مفيد بشكل خاص عند قطع المواد الرقيقة أو العمل مع السبائك الحساسة للحرارة.

(5) قدرات الأتمتة والتكامل.

يمكن دمج أنظمة القطع بالبلازما باستخدام الحاسب الآلي الحديثة بسهولة في خطوط الإنتاج المؤتمتة، مما يسهل عمليات القطع الدقيقة والقابلة للتكرار وتحسين كفاءة التصنيع بشكل عام. تجعل إمكانية التكامل هذه من القطع بالبلازما خيارًا مثاليًا لتطبيقات الصناعة 4.0.

فهم قواطع البلازما

التعريف والمبادئ الأساسية للقطع بالبلازما

التعريف

يستخدم القطع بقوس البلازما خليط من الغازات التي يتم تمريرها عبر قوس عالي التردد. يمكن أن يكون الغاز هواء أو خليط من الهيدروجين والأرجون والنيتروجين.

ويتسبب القوس عالي التردد في "تحلل" بعض الغاز أو تأينه إلى جسيمات ذرية أساسية، مما يؤدي إلى "البلازما".

يقفز القوس بعد ذلك إلى قطعة العمل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، وينفخ الغاز عالي الضغط البلازما من فوهة شعلة القطع بسرعة خروج تتراوح بين 800 إلى 1000 متر في الثانية (حوالي 3 ماكينات).

ويؤدي هذا، بالإضافة إلى الطاقة العالية المنطلقة عندما تعود الغازات المختلفة في البلازما إلى حالتها الطبيعية، إلى توليد درجة حرارة عالية تصل إلى 2700 درجة مئوية.

تبلغ درجة الحرارة هذه ضعف درجة انصهار الفولاذ المقاوم للصدأ تقريبًا. ويتسبب ذلك في ذوبان الفولاذ المقاوم للصدأ بسرعة، ويتطاير المعدن المنصهر بواسطة تيار الغاز عالي الضغط.

لذلك، هناك حاجة إلى معدات إزالة العادم والخبث.

مقارنة الخصائص الساكنة بين قوس التنغستن الحر منخفض التيار وقوس البلازما

1- قوس البلازما، طول القوس 6.4 مم، فتحة الفوهة 0.76 مم
2-قوس التنغستن الأبيض، طول القوس 1.2 مم، قطر قطب التنغستن 1 مم

يمكن استخدام القطع بقوس البلازما (القطع بقوس البلازما) لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 3.0 إلى 80.0 مم.

يتأكسد سطح القطع، وبسبب خصائص البلازما، يكون القطع على شكل ثمانية.

مبدأ العمل

القطع بقوس البلازما هو طريقة القطع الحراري التي تستخدم قوس البلازما كمصدر للحرارة وتذيب المعدن المذاب وتزيله لتشكيل قطع بغاز أيون حراري عالي السرعة.

يتشابه مبدأ عمل القطع بقوس البلازما مع البلازما اللحام بالقوس الكهربائي، ولكن مصدر الطاقة لديه أكثر من 150 فولت من الجهد بدون حمل، كما أن جهد القوس الكهربائي أكثر من 100 فولت.

هيكل شعلة القطع أكبر أيضًا من شعلة اللحام ويتطلب تبريدًا بالماء.

يستخدم القطع بقوس البلازما عمومًا النيتروجين عالي النقاء كغاز البلازما، ولكن يمكن أيضًا استخدام الغازات المختلطة مثل الأرجون أو الأرجون-النيتروجين أو الأرجون-الهيدروجين.

بشكل عام، لا يوجد غاز التدريع وأحيانًا يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون أيضًا كغاز تدريع.

التصنيف

هناك ثلاثة أنواع من القطع بقوس البلازما:

قطع القوس القوسي بالبلازما بتيار صغير يستخدم من 70 إلى 100 أمبير من التيار، وينتمي القوس إلى قوس غير ناقل، ويستخدم للقطع اليدوي للألواح الرقيقة من 5 إلى 25 مم أو للتشغيل الآلي مثل المسبوكات المشقوقة والتثقيب;

قطع القوس القوسي بالبلازما بتيار كبير يستخدم من 100 إلى 200 أمبير أو أكثر من التيار، فإن القوس ينتمي إلى قوس ناقل (انظر البلازما اللحام بالقوس الكهربائي)، وتستخدم للقطع الميكانيكي للمواد ذات السماكة الكبيرة (12 إلى 130 مم) أو القطع الميكانيكي للمواد أو القطع بالتشكيل;

قطع القوس القوسي بالبلازما النفاثة للماء يستخدم تيارًا كبيرًا، ويحتوي الغلاف الخارجي لشعلة القطع على فوهة نفاثة مائية على شكل حلقة، ويمكن أن يقلل الماء المرشوش من الدخان والضوضاء المتولدة أثناء القطع ويحسن جودة القطع.

يمكن لقوس البلازما أن يقطع الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ عالي السبائك، والحديد الزهر، والألومنيوم وسبائكه، وكذلك غيرمواد معدنية مثل الخام والألواح الأسمنتية والسيراميك وغيرها.

تكون قطع قوس البلازما ضيقة وناعمة ومسطحة، وتشبه جودة القطع في الدقة قطع الغاز.

وفي ظل نفس الظروف، تكون سرعة القطع لقوس البلازما أسرع من سرعة القطع بالغاز، كما أن نطاق مواد القطع أوسع من نطاق القطع بالغاز.

معلمات القطع بقوس البلازما.

يُعد اختيار معلمات القطع بقوس البلازما أمرًا بالغ الأهمية لجودة القطع وسرعته وكفاءته.

1. قطع التيار

تيار القطع هو الأكثر أهمية معلمة القطعوالتي تحدد مباشرةً سُمك القطع وسرعته، أي قدرة القطع.

كلما زاد تيار القطع، زادت طاقة القوس، وتحسنت قدرة القطع، وأصبحت سرعة القطع أسرع، وزاد قطر القوس، وأصبح القوس أكثر سمكًا، مما أدى إلى زيادة اتساع القطع.

إذا كان تيار القطع مرتفعًا جدًا، يزداد الحمل الحراري للفوهة، وتتلف الفوهة في وقت مبكر جدًا، وتنخفض جودة القطع بشكل طبيعي أو حتى لا يمكن إجراء القطع العادي.

لذلك، من الضروري تحديد تيار القطع والفوهة المقابلة بناءً على سُمك المادة قبل القطع.

2. سرعة القطع

نظرًا لاختلاف السُمك والمادة ونقطة الانصهار والتوصيل الحراري والتوتر السطحي بعد ذوبان المادة، فإن سرعة القطع المحددة مختلفة أيضًا.

يمكن أن تؤدي زيادة سرعة القطع بشكل معتدل إلى تحسين جودة القطع، أي أن القطع يكون أضيق قليلاً، ويكون سطح القطع أكثر سلاسة، ويقل التشوه.

إذا كانت سرعة القطع سريعة جدًا، فإن مدخلات الحرارة أثناء القطع تكون أقل من الكمية المطلوبة، لا يمكن للنفث في القطع أن ينفخ المصهور المنصهر المصهور على الفور، مما يشكل كمية زائدة أكبر، مصحوبة بخبث القطع، وتنخفض جودة سطح القطع.

3. جهد القوس الكهربائي

تتميز ماكينات القطع بالقوس البلازما عمومًا بجهد كهربائي عالٍ في حالة عدم التحميل وجهد تشغيل.

عند استخدام الغازات المؤينة مثل النيتروجين أو الهيدروجين أو الهواء، سيكون الجهد المطلوب لتثبيت قوس البلازما أعلى.

عندما يكون التيار ثابتًا، فإن الزيادة في الجهد تعني زيادة إنثالبي القوس الكهربائي، ويقل قطر النفاثة، ويزداد معدل تدفق الغاز، مما يؤدي إلى سرعة قطع أسرع وجودة قطع أفضل.

جهد عدم التحميل هو 120-600 فولت، ولا يمكن أن يتجاوز جهد عمود القوس الكهربائي 65% من جهد عدم التحميل، ويكون بشكل عام نصف جهد عدم التحميل.

في الوقت الحالي، يبلغ جهد عدم التحميل لماكينات القطع بالقوس البلازما الموجودة في السوق بشكل عام 80-100 فولت.

المكونات الرئيسية لقاطع البلازما

آلة القطع بالبلازما عبارة عن معدات قطع صناعية متطورة تتكون من المكونات الرئيسية التالية:

  1. العارضة المتقاطعة: تُعد العارضة المستعرضة عنصرًا هيكليًا حاسمًا في ماكينة القطع بالبلازما، حيث توفر الثبات وتتيح القطع العرضي الدقيق. وباعتبارها جزءًا لا يتجزأ من إطار الماكينة، فإنها تجتاز أفقيًا لتنفيذ عمليات القطع بدقة عالية.
  2. القاعدة: يتم وضع القاعدة على قضبان توجيه أسفل العارضة المتقاطعة، وتتميز القاعدة بعجلات للحركة السلسة. وهي تسهل الحركة الطولية للماكينة، مما يسمح بالقطع المستمر والمتحكم فيه على طول قطعة العمل.
  3. آلية الرفع: يقع هذا المكون بالقرب من الشعلة ومثبت على العارضة المتقاطعة، ويتحكم في الحركة الرأسية للشعلة. يتيح ضبط الارتفاع بدقة لاستيعاب المواد ذات السماكات المختلفة والحفاظ على مسافة القطع المثلى.
  4. نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي: يعمل نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي (CNC) كمركز قيادة للماكينة، ويتحكم في جميع جوانب التشغيل. فهو يبرمج مسارات القطع، ويدير معلمات العملية، وينسق حركة جميع المكونات الميكانيكية لتحقيق الأداء الأمثل للقطع.
  5. طاولة العمل: تُعرف أيضًا باسم طاولة القطع، وهي مكون أساسي لدعم قطع العمل أثناء عمليات القطع. وهي تتميز بتصميم متخصص لتسهيل مناولة المواد بكفاءة، وتوفير الدعم المناسب، وإدارة تبديد الحرارة من خلال أنظمة التبريد المدمجة.
  6. مزود طاقة البلازما: هذا هو جوهر نظام القطع بالبلازما، حيث يقوم بتوليد قوس البلازما عالي الطاقة والتحكم فيه. إنه يحول المدخلات الكهربائية القياسية إلى خرج عالي التردد والجهد العالي المطلوب لتأيين الغاز وإنشاء قوس البلازما، مع تنظيم تدفق التيار والغاز للقطع الدقيق.
  7. تجميع الشعلة: على الرغم من عدم ذكر الشعلة في النص الأصلي، إلا أنها عنصر حاسم يستحق الإدراج. فهو يضم القطب والفوهة، ويركز قوس البلازما للقطع. قد تشتمل المشاعل المتقدمة على ميزات مثل التحكم التلقائي في الارتفاع وأنظمة منع التصادم.
  8. وحدة التحكم في الغاز: من المكونات المهمة الأخرى التي يجب أخذها في الاعتبار وحدة التحكم في الغاز، والتي تتحكم في تدفق البلازما وغازات التدريع، مما يضمن جودة القطع المثلى والعمر الاستهلاكي.

أنواع قواطع البلازما

يمكن تصنيف ماكينات القطع بالبلازما بنظام التحكم الرقمي بناءً على بيئتها التشغيلية وجودة القطع، حيث تقدم كل منها مزايا مميزة لتطبيقات محددة:

البيئة التشغيلية:

  1. بلازما جافة: تعمل في الهواء الطلق، وهي مناسبة للقطع والتصنيع للأغراض العامة.
  2. بلازما شبه جافة: تستخدم جدول ماء أو رذاذ لتقليل الأبخرة وتحسين جودة القطع.
  3. بلازما تحت الماء: تعمل على غمر عملية القطع، مما يقلل بشكل كبير من الضوضاء وانبعاثات الأبخرة مع تحسين جودة القطع وإطالة عمر المواد المستهلكة.

جودة القطع:

  1. بلازما عامة: توفر جودة قطع قياسية لمهام التصنيع الروتينية.
  2. بلازما دقيقة: تستخدم تصميمات الشعلة المتقدمة ومخاليط الغاز لتحقيق دقة أعلى وحواف قطع أكثر سلاسة.
  3. بلازما عالية الوضوح: توفر جودة قطع شبيهة بالليزر مع الحد الأدنى من الخبث واللمسات النهائية الفائقة للحواف باستخدام تقنية الغاز المتقدمة وكثافة طاقة قوس أعلى.

يعتمد اختيار نوع قاطع البلازما على عوامل مثل سُمك المادة وجودة القطع المطلوبة وحجم الإنتاج والاعتبارات البيئية. قد تشتمل الأنظمة المتقدمة على ميزات مثل وحدة التحكم الأوتوماتيكية في الغاز، والتحكم في الارتفاع، والتكامل مع التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي لتعزيز أداء القطع وكفاءته.

احتياطات السلامة

1. افحص مصدر الطاقة ومصدر الغاز ومصدر المياه وتأكد من خلو مصدر الطاقة ومصدر الغاز ومصدر المياه من التسربات الكهربائية وتسربات الغاز وتسربات المياه، وأن تكون مؤرضة أو متصلة بأمان إلى الصفر.

2. ينبغي وضع العربة وقطعة العمل في الموضع المناسب، وينبغي توصيل قطعة العمل والقطب الموجب لدائرة القطع، وينبغي توفير حفرة خبث تحت سطح عمل القطع.

3. اختر فتحة الفوهة بناءً على مادة ونوع وسُمك قطعة العمل، واضبط مصدر طاقة القطع وتدفق الغاز وانكماش القطب.

4. يجب تشغيل عربة القطع الأوتوماتيكية فارغة، ويجب تحديد سرعة القطع.

5. يجب على المشغلين ارتداء أقنعة واقية, اللحام الكهربائي القفازات، والقبعات، وأقنعة التنفس المرشِّحة، وغطاء الأذنين المانع للضوضاء. ويُحظر تمامًا على الأشخاص الذين لا يرتدون نظارات واقية مراقبة أقواس البلازما مباشرة، ويُحظر تمامًا على الجلد العاري الاقتراب من أقواس البلازما.

6. عند القطع، يجب أن يقف المشغل على الجانب المواجه للريح للتشغيل. يمكن سحب الهواء من الجزء السفلي من طاولة العمل، ويجب تقليل المساحة المفتوحة على طاولة العمل.

7. عند القطع، إذا كان جهد عدم التحميل مرتفعًا جدًا، تحقق من التأريض الكهربائي والتصفير والعزل الكهربائي لمقبض الشعلة، أو اعزل طاولة العمل عن الأرض، أو قم بتركيب قاطع عدم التحميل في نظام التحكم الكهربائي.

8. يجب أن يكون المولد عالي التردد مزوداً بغطاء واقي. وبعد بدء تشغيل القوس العالي التردد، ينبغي قطع دائرة التردد العالي على الفور.

9. ينبغي أن يمتثل استخدام أقطاب الثوريوم والتنغستن للقواعد المنصوص عليها في المادة 12-7-8 من JGJ33-2001.

10. يجب على موظفي عمليات القطع وموظفي الدعم ارتداء معدات حماية العمال حسب الاقتضاء. كما يجب أن يتخذوا تدابير لمنع الصدمات الكهربائية والسقوط على ارتفاعات عالية والتسمم بالغاز والحرائق وغيرها من الحوادث.

11. يجب أن يكون لماكينة اللحام المستخدمة في الموقع سقيفة للماكينة للحماية من المطر والرطوبة والحماية من أشعة الشمس، ويجب أن تكون مجهزة بمعدات مكافحة الحرائق المناسبة.

12. عند اللحام أو القطع في المرتفعات، يجب ارتداء أحزمة الأمان واتخاذ تدابير الوقاية من الحريق حول منطقة اللحام أو القطع وأسفلها، ويجب أن يكون هناك شخص للإشراف.

13. عند اللحام أو القطع على حاويات الضغط أو الحاويات المختومة أو براميل النفط أو خطوط الأنابيب أو قطع العمل الملوثة بغاز أو محلول قابل للاشتعال، يجب التخلص من الضغط في الحاوية أو خط الأنابيب أولاً، ويجب إزالة الغاز أو المحلول القابل للاشتعال.

بعد ذلك، يجب شطف المواد السامة والضارة والقابلة للاشتعال.

بالنسبة للحاويات التي تحتوي على شحوم متبقية، يجب استخدام البخار أو الماء القلوي للشطف، ويجب فتح الغطاء للتأكد من نظافة الحاوية، ثم ملؤها بالماء الصافي قبل اللحام.

يجب اتخاذ تدابير لمنع الصدمات الكهربائية والتسمم والاختناق عند اللحام أو القطع داخل الحاويات.

يجب أن يحتوي اللحام أو القطع على حاويات محكمة الغلق على فتحات هواء، وإذا لزم الأمر, معدات التهوية يجب تركيبها عند فتحات هواء المدخل والمخرج.

يجب ألا يتجاوز جهد الإضاءة داخل الحاوية 12 فولت، ويجب أن يكون اللحام وقطعة العمل معزولين. يجب تعيين شخص للإشراف خارج الحاوية.

يمنع منعاً باتاً اللحام داخل الحاويات التي تم طلاؤها أو طلاؤها بالزيت أو البلاستيك.

14. يجب عدم إجراء عمليات اللحام والقطع على الحاويات وخطوط الأنابيب المضغوطة، أو المعدات المشحونة بالكهرباء، أو الأجزاء المجهدة من الهياكل الحاملة، أو الحاويات التي تحتوي على مواد قابلة للاشتعال والانفجار.

15. لا يسمح باللحام في الهواء الطلق أثناء الطقس الممطر. وعند العمل في مناطق رطبة، يجب على المشغل أن يقف على مواد عازلة وأن يرتدي حذاءً عازلاً.

16. بعد العمل، يجب إطفاء مصدر الطاقة وإغلاق مصادر الغاز والماء.

إعداد ماكينة القطع بالبلازما بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي

يعد الإعداد السليم لماكينة القطع بالبلازما بنظام التحكم الرقمي أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل للقطع والجودة المثلى. إليك دليل شامل لتكوين المعلمات الرئيسية:

  1. وقت بدء القوس (وقت الثقب): تحدد هذه المعلمة المدة التي يظل فيها قوس البلازما ثابتًا لاختراق المادة قبل بدء القطع. قم بإدخال هذه القيمة مباشرةً من خلال لوحة التحكم، مع ضبطها بناءً على سُمك المادة وتكوينها.
  2. سرعة القطع وتعويض الالتواء:
  • سرعة القطع: اضبط هذه المعلمة وفقًا لنوع المادة وسُمكها. يمكن الحصول على سرعات أعلى للمواد الأقل سمكًا، بينما تتطلب الألواح الأكثر سمكًا سرعات أبطأ لقطع نظيف.
  • تعويض الشق: يمثل ذلك عرض المواد التي تمت إزالتها بواسطة قوس البلازما. أدخل قيمة تطابق الشعلة والمواد الاستهلاكية الخاصة بك لدقة الأبعاد.
  1. ارتفاع القوس (ارتفاع الثقب): هذه هي المسافة بين طرف الشعلة وقطعة العمل أثناء الثقب. يتم ضبطه يدويًا عند شعلة القطع، وعادةً ما يتم ضبطه أعلى بالنسبة للمواد الأكثر سمكًا لمنع تناثر المعدن المنصهر.
  2. جهد القوس الكهربائي: قم بضبط هذه المعلمة على مستشعر جهد القوس الكهربائي للحفاظ على جودة قطع متسقة عبر سماكات المواد المختلفة. تنتج الفولتية الأعلى عمومًا شقوقًا أعرض وقد تكون ضرورية للألواح الأكثر سُمكًا.
  3. ضغط الغاز ومعدل التدفق: على الرغم من عدم ذكرهما في الأصل، إلا أنهما من المعلمات الهامة. قم بتعديلها وفقًا لنظام البلازما الخاص بك ومتطلبات المواد لضمان تشكيل القوس وجودة القطع المناسبة.

إجراءات التشغيل:

  1. تسلسل تشغيل الطاقة:
    a. قم بتشغيل ضاغط الهواء لضمان استقرار إمدادات الغاز.
    b. قم بتشغيل كابينة التحكم في الماكينة.
    c. تنشيط مصدر طاقة البلازما.
    d. قم بتعيين جميع المعلمات الضرورية كما هو موضح أعلاه.
    e. قم بتحميل برنامج القطع والتحقق منه.
  2. عملية القطع:
    a. ثبّت قطعة العمل بإحكام على طاولة القطع.
    b. بدء برنامج القطع.
    c. مراقبة العملية، وإجراء تعديلات طفيفة إذا لزم الأمر.
  3. إجراءات ما بعد القطع:
    a. اترك قطعة العمل لتبرد قبل التعامل معها.
    b. قم بإيقاف تشغيل النظام بالترتيب العكسي: مصدر البلازما، ثم كابينة التحكم، ثم ضاغط الهواء.
    c. إغلاق جميع مصادر الطاقة والغاز على الفور لضمان السلامة والكفاءة.

تقنيات القطع الفعال بالبلازما

عند تشغيل ماكينة القطع بالبلازما بنظام التحكم الرقمي CNC، غالبًا ما تنشأ جودة القطع غير المستقرة والاستبدال المتكرر للمواد الاستهلاكية من التشغيل غير الموحد وعدم الاهتمام الكافي بالتفاصيل المهمة. لتحسين عملية القطع بالبلازما باستخدام الحاسب الآلي وإطالة عمر المواد الاستهلاكية الخاصة بك، ضع في اعتبارك تنفيذ أفضل الممارسات التالية:

  1. بدء القطع من حافة قطعة العمل

كلما أمكن، ابدأ القطع من حافة الشُّغْلَة بدلاً من ثقبها. يطيل البدء من الحافة بشكل كبير من عمر المواد الاستهلاكية. تتضمن التقنية الصحيحة محاذاة الفوهة مباشرة مع حافة قطعة العمل قبل بدء قوس البلازما.

  1. تقليل وقت القوس التجريبي غير الضروري

يؤدي وقت القوس التجريبي المفرط إلى تدهور كل من الفوهة والقطب الكهربائي بسرعة. ضع الشعلة ضمن ارتفاع النقل المناسب قبل بدء القطع لتقليل مدة القوس التجريبي.

  1. الالتزام بتقييمات تيار الفوهة

يؤدي التحميل الزائد على الفوهة (أي تجاوز سعة التيار المقدرة لها) إلى تعطل سابق لأوانه. اضبط تيار القطع على 95% تقريبًا من السعة المقدرة للفوهة. على سبيل المثال، عند استخدام فوهة مصنفة بقدرة 100 أمبير، قم بالتشغيل عند 95 أمبير.

  1. الحفاظ على مسافة المواجهة المثلى

التزم بمسافة المواجهة الموصى بها من الشركة المصنعة - الفجوة بين فوهة القطع وسطح قطعة العمل. بالنسبة لعمليات الثقب، قم بزيادة المسافة الفاصلة إلى ضعف مسافة القطع العادية تقريبًا أو أقصى ارتفاع يمكن أن ينتقل عنده قوس البلازما بفعالية.

  1. احترام قدرة الماكينة على الثقب

لا تحاول ثقب المواد الأكثر سمكًا من سُمك النظام المقدر للثقب. عادةً ما يكون الحد الأقصى لسُمك الثقب حوالي 50% من سُمك القطع المقدر. قد يؤدي تجاوز هذا الحد إلى تلف كل من الماكينة والمواد المستهلكة.

  1. التأكد من نظافة الشعلة والمواد المستهلكة

حافظ على نظافة الشعلة والمواد الاستهلاكية، حيث تؤثر الملوثات بشكل كبير على أداء نظام البلازما. عند استبدال المواد الاستهلاكية، استخدم قطعة قماش نظيفة وخالية من الوبر كسطح عمل. فحص وصلات الشعلة بانتظام، وتنظيف الأسطح الملامسة للقطب الكهربائي والفوهات باستخدام مواد التنظيف المناسبة، مثل المحاليل القائمة على بيروكسيد الهيدروجين.

  1. تحسين معلمات القطع

قم بضبط سرعة القطع والأمبيرية وضغط الغاز بناءً على نوع المادة وسُمكها. يضمن اختيار المعلمة المناسبة جودة القطع المثلى والعمر الاستهلاكي الأمثل.

  1. تنفيذ تقنيات الثقب السليمة

بالنسبة للمواد السميكة، استخدم تقنية "الثقب المتحرك" أو "البدء المتداول" لتقليل الحمل الحراري على المواد الاستهلاكية أثناء الثقب.

  1. الحفاظ على سرعة سفر ثابتة

يمكن أن تؤدي التقلبات في سرعة الحركة إلى عدم اتساق جودة القطع وزيادة تآكل المواد المستهلكة. استفد من التحكم الآلي في معدل التغذية بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي للحصول على أفضل النتائج.

  1. الصيانة والفحص الدوري

تنفيذ جدول صيانة روتيني، بما في ذلك الفحص المنتظم للمواد الاستهلاكية وخطوط الغاز والتوصيلات الكهربائية. معالجة أي مشاكل على الفور لمنع تدهور جودة القطع وأداء النظام.

استكشاف مشاكل القطع بالبلازما الشائعة وإصلاحها

الفهرس.

خطأ

أسباب الفشل

طريقة القضاء على المشكلة.

1تشغيل مفتاح الطاقة.

1- الصمام في مفتاح إمداد الطاقة مكسور.

استبدلها.

لا يضيء مصباح مؤشر الطاقة بعد تشغيل مفتاح الطاقة.

2- لقد انفجر المصهر في صندوق الطاقة.

افحص واستبدل.

 3- محول التحكم تالف.

استبدل
 4- مفتاح الطاقة تالف.

استبدل
 5- ضوء المؤشر معطل.

استبدل
2غير قادر على ضبط ضغط غاز القطع مسبقًا.1- مصدر الهواء غير متصل أو لا يوجد هواء في مصدر الهواء.

قم بتشغيل مصدر الهواء.

2- مفتاح الطاقة ليس في وضع "التشغيل".

قم بالتشغيل.

3- صمام تخفيض الضغط تالف.

الإصلاح أو الاستبدال.

4- أسلاك الصمام الكهرومغناطيسي رديئة.افحص الأسلاك
5- الصمام الكهرومغناطيسي معطل.

استبدل
3عند الضغط على زر شعلة القطع أثناء التشغيل، لا يوجد تدفق للغاز.

1- تسرب الأنابيب.

قم بإصلاح الجزء المسرب.

2- تلف صمام كهرومغناطيسي.

استبدل
4يضيء مصباح مؤشر العمل بعد الضغط على زر شعلة القطع، ولكن لا يتم إشعال قوس البلازما على الرغم من أن فوهة الموصل ملامسة لقطعة العمل.1.KT1wrongاستبدل
2- تلف المحول عالي التردد.

تحقق أو استبدل.

3- أكسدة سطح قضيب الشرارة أو مسافة الفجوة غير المناسبة.

تلميع أو ضبط.

4- دائرة قصر مكثف التردد العالي C7.

استبدل
5. ضغط الهواء مرتفع للغايةخفض
6. فقدان الفوهة الموصلة قصيرة جدًااستبدل
7. عنصر مقوم جسر المعدل دائرة مفتوحة أو دائرة كهربائية قصيرةافحصها واستبدلها
8. تلامس ضعيف أو دائرة مفتوحة لكابل شعلة القطعالإصلاح أو الاستبدال
9. السلك الأرضي لقطعة العمل غير متصل بقطعة العملمتصلة بقطعة العمل
10. توجد طبقة طلاء سميكة أو أوساخ على سطح قطعة العملمسح وجعلها موصلة
5لا يضيء ضوء مؤشر القطع عندما تكون الفوهة الموصلة ملامسة لقطعة العمل ويتم الضغط على زر القطع.1. عمل مفتاح التحكم الحراريانتظر التبريد أو العمل مرة أخرى
2. مفتاح زر شعلة القطع تالفاستبدل
6ينطلق صمام التحكم بعد بدء التشغيل بتردد عالٍ.1. تلف محول التردد العالي الترددالفحص والاستبدال
2. تلف محول التحكمالفحص والاستبدال
3. ماس كهربائي لملف الملامساستبدل
7لقد انصهر فتيل مفتاح الطاقة الرئيسي.

1. ماس كهربائي لعنصر المقومالفحص والاستبدال
2 تعطل المحول الرئيسيالفحص والاستبدال
3. ماس كهربائي لملف الملامسالفحص والاستبدال
8هناك تردد عالٍ يحدث ولكن لا يتولد أي قوس.

1. مكون المقوم معيب (يوجد صوت غير طبيعي داخل الماكينة)الفحص والاستبدال
2. المحول الرئيسي تالفالفحص والاستبدال
3. C1-C7 لأسفلالفحص والاستبدال
9عمل طويل الأمد بدون اشتعال القوس الكهربائي.

1. درجة حرارة المحول الرئيسي مرتفعة للغاية، ويتم تنشيط مفتاح التحكم الحراريانتظر حتى يبرد قبل العمل. انتبه إلى ما إذا كانت مروحة التبريد تعمل واتجاه الرياح
1. تلف محول عالي الترددالفحص والإصلاح

صيانة قاطعة البلازما والعناية بها

  1. التركيب الصحيح للمشعل

قم بتركيب الشعلة بدقة، مع التأكد من أن جميع المكونات مثبتة بإحكام وأن تدفقات الغاز وهواء التبريد غير معاقة. قم بإجراء التجميع على سطح نظيف لمنع التلوث. ضع طبقة رقيقة ومتساوية من مادة التشحيم المناسبة على الحلقة الدائرية حتى يصبح لها لمعان خفيف، مع تجنب الإفراط في الاستخدام.

  1. الاستبدال الاستباقي للمواد الاستهلاكية

استبدل المواد المستهلكة عند أول علامة على تدهور الأداء، بدلاً من انتظار الفشل الكامل. يمكن أن تؤدي الأقطاب الكهربائية والفوهات والحلقات الدوامة البالية بشدة إلى عدم استقرار أقواس البلازما، مما قد يتسبب في تلف كبير في الشعلة. افحص المواد المستهلكة بانتظام واستبدلها على الفور عندما تبدأ جودة القطع في التدهور.

  1. الحفاظ على نظافة وصلات الشعلة

أثناء استبدال المواد القابلة للاستهلاك أو الصيانة الروتينية، قم بتنظيف كل من اللولب الداخلي والخارجي للشعلة تمامًا. إذا لزم الأمر، قم بتنظيف اللولب أو إصلاحه لضمان التلامس الكهربائي الأمثل ومنع حدوث مشاكل في الانحناء.

  1. تنظيف أسطح التلامس الحرجة

تعتمد العديد من مشاعل البلازما على سطح التلامس بين الفوهة والقطب لنقل التيار. يمكن أن يؤدي تلوث هذه الأسطح إلى ضعف أداء الشعلة. قم بتنظيف هذه المناطق بانتظام باستخدام منظفات تعتمد على البيروكسيد المصممة خصيصًا لمعدات القطع بالبلازما.

  1. الفحوصات اليومية لنظام الغاز والمبرد

إجراء عمليات فحص يومية لمعدلات تدفق الغاز وسائل التبريد والضغط. أوقف العمليات على الفور إذا تم اكتشاف تدفق غير كافٍ أو تسرب غير كافٍ، وعالج المشكلة قبل استئناف القطع لمنع تلف الشعلة وضمان الأداء الأمثل.

  1. تنفيذ تدابير منع التصادم

للتخفيف من مخاطر الاصطدام، قم ببرمجة مسارات القطع بعناية مع هوامش أمان مناسبة. قم بتركيب أجهزة قوية للحماية من التصادم يمكنها اكتشاف الصدمات بفعالية وسحب الشعلة بسرعة لمنع حدوث أضرار أثناء التصادمات غير المتوقعة.

  1. الأسباب الشائعة لتلف الشعلة

(1) الاصطدام المادي أو اصطدام الشعلة بقطع العمل أو التركيبات.
(2) أقواس البلازما غير المستقرة الناتجة عن المواد الاستهلاكية البالية أو التالفة.
(3) عدم استقرار القوس بسبب تلوث المكونات الحرجة.
(4) الانحناء الكهربائي أو السخونة الزائدة الناجمة عن التوصيلات المفكوكة أو الأجزاء غير المثبتة بشكل صحيح.

  1. الاحتياطات الأساسية

(1) تجنب وضع أي شحوم أو مواد تشحيم غير محددة على جسم الشعلة أو المكونات الداخلية.
(2) استخدم مواد التشحيم باعتدال على الحلقات على شكل O لمنع دخول الفائض إلى مسارات الغاز أو سائل التبريد.
(3) قم بإزالة الغلاف الواقي قبل وضع المركبات المضادة للتناثر لمنع دخول المواد الكيميائية إلى المناطق الحساسة.
(4) لا تستخدم أبدًا المشاعل اليدوية كمطارق مرتجلة أو لأي غرض آخر غير القطع بالبلازما.

الخاتمة

تقدم هذه المقالة المبادئ العلمية وطرق استخدام قواطع البلازما. وطالما أنك تتبع معدات السلامة والتدابير الوقائية، فإن استخدام قاطع البلازما سهل للغاية.

يمكن أن تساعدك قواطع البلازما على توفير الوقت والمال وهي آلة متعددة الاستخدامات وسهلة الاستخدام مع العديد من الخيارات المتاحة في السوق.

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
شين
المؤلف

شين

مؤسس MachineMFG

بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.

قد يعجبك أيضاً
اخترناها لك فقط من أجلك. تابع القراءة وتعرف على المزيد!

قواطع البلازما المحمولة: دليلك النهائي للقطع أثناء التنقل

تخيل تقطيع المعدن مثل السكين في الزبدة، ولكن أثناء التنقل. تُحدِث قواطع البلازما المحمولة ثورة في الصناعات بدءًا من صناعة السيارات وحتى صناعة الطيران من خلال توفير قدرات قطع دقيقة وعالية السرعة بجزء بسيط من تكلفة القطع...

اختيار معلمات القطع المناسبة لماكينات القطع بالبلازما باستخدام الحاسب الآلي

هل تساءلت من قبل عن كيفية تحقيق عمليات قطع خالية من العيوب باستخدام ماكينات البلازما بنظام التحكم الرقمي CNC؟ إتقان معلمات القطع هو المفتاح. تتعمق هذه المقالة في الجوانب الأساسية مثل تيار القطع، والسرعة، و...
الماكينةMFG
ارتقِ بعملك إلى المستوى التالي
اشترك في نشرتنا الإخبارية
آخر الأخبار والمقالات والمصادر التي يتم إرسالها إلى صندوق الوارد الخاص بك أسبوعياً.

اتصل بنا

سيصلك ردنا خلال 24 ساعة.