الإعداد والإجراء الخاص بـ PAC

بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن الإعداد والإجراء الخاص بـ Plasma Arc Cutting (PAC) بمساعدة الرسومات البيانية المناسبة.

مثل لحام القوس البلازمي ، يمكن استخدام PAC في وضعين بمعنى ، المحول بالقوس وغير المحولة ؛ ومع ذلك فإن العملية الأولى هي العملية الرئيسية المستخدمة صناعيا. يبين الشكل 19.16 مخطط دائرى لوحدة قطع البلازما المقوس المنقولة. تعمل هذه العملية مع dcen لإنتاج قوس منقولة ضيقة.

في هذا الوضع ، يتم إنشاء طائرة البلازما للتقطيع بين طرف الإلكترود والشغل. ومع ذلك ، يتم البدء في القوس من خلال قوس تجريبي بين القطب وحافة الفوهة. يتم توصيل الفوهة بالعمل (الموجب) من خلال مقاوم تيار حالي واتصال تتابع قوس تجريبي.

يبدأ القوس الطيار بواسطة مولد بتردد عالي. يحافظ مصدر طاقة اللحام على القوس الطيار المنخفض الحالي في الشعلة. يتأصل غاز البلازما على المرور عبر القوس ويتم نفخه خلال فتحة الفوهة لتوفير مسار مقاومة منخفض لإنشاء قوس البلازما الرئيسي بين القطب ومنطقة العمل. عندما يتم تأسيس القوس الرئيسي يتم إطفاء القوس الطيار تلقائيًا من خلال عملية الترحيل لتجنب التسخين غير الضروري للطرف فوهة.

نظرًا لأن طرف الشعلة يتعرض لدرجات حرارة عالية تتراوح بين 10000 و 14000 درجة مئوية ، فإنه دائمًا ما يكون مصنوعًا من النحاس المبرد بالماء. أيضا ، تصميم الشعلة مثل لإنتاج طبقة حدود الغاز بين البلازما والفوهة.

تستخدم طائرة البلازما غير المنقولة في بعض الأحيان لقطع مواد القياس الرقيقة. يتضمن التركيب لمثل هذا النظام نفس المعدات كما هو الحال بالنسبة للقوس المنقولة ولكن تصميم الشعلة ومخطط الرسم البياني مختلفان كما هو موضح في الشكل 19.17. قطع الشغل لا يشكل جزءًا من الدائرة الكهربائية.

يتم ضرب قوس في هذه الحالة بين قطب كهربائي التنغستن (سلبي) وفوهة النحاس (إيجابية) ونفاثة البلازما يفترض الشكل المطلوب. يبدأ القوس في اللحظة التي يلمس فيها طرف القطب حافة الفوهة ، يتم تحريك القطب بواسطة جهاز مناسب في رأس القطع. قبل أن يتم ضرب القوس ، يتم تصريف الغاز خلال الفوهة. أثناء عملية القطع تبقى المسافة بين طرف الفوهة وقطعة الشغل صغيرة بقدر الإمكان ؛ في بعض الأحيان قد تلميح فوهة تلمس الشغل. في الجزء العلوي يحتوي القطع على عرض مساوٍ لفتحة الفوهة بينما يكون الحد السفلي في الجزء السفلي أضيق.

يتم استخدام هذا النوع من شعلة البلازما لقطع المعادن بسمك 3 إلى 5 مم فقط ، ومن ثم الاستخدام المحدود في الصناعة. ولذلك ، تقتصر بقية المناقشة في هذا القسم على أنظمة قطع البلازما المقطوعة فقط.

تُستخدم أشكال مختلفة من عملية PAC القوسية المنقولة لتحسين جودة القطع لتطبيقات معينة لمواد القطع في حدود 3 إلى 38 مم. يتم استخدام التدريع المساعد في شكل الغاز أو الماء لتحسين الجودة.

تشمل الاختلافات المهمة في العملية ما يلي:

(ط) قطع بلازما ثنائي التدفق ،

(ب) قطع البلازما محمية بالمياه و

(3) قطع بلازما حقن الماء.

قطع البلازما بالتدفق المزدوج:

في هذه العملية يتم توفير غلاف الغاز التدريع حول طائرة قطع البلازما كما هو موضح في الشكل 19.18. غاز البلازما المعتاد عبارة عن نيتروجين بينما يعتمد اختيار غاز التدريع على المادة المطلوب قطعها. بالنسبة للصلب منخفض الكربون ، قد يكون ثاني أكسيد الكربون أو الهواء ، لثاني أكسيد الكربون الفولاذ المقاوم للصدأ ، وخليط أرغون الهيدروجين للألمنيوم.

قطع البلازما المحمي بالماء:

تشبه هذه التقنية قطع البلازما ثنائية التدفق فيما عدا أن غاز التدريع يتم استبداله بالماء مما يؤدي إلى تحسين مظهر القطع والحياة الفوهة. ومع ذلك ، لا يتم تحسين تربيع القطع وسرعة القطع بشكل ملحوظ على طريقة PAC التقليدية.

قطع البلازما بالحقن بالماء:

يستخدم هذا البديل من عملية PAC نفاثًا مائيًا متناظرًا بالقرب من فتحة فوهة الانضغاط لتضييق النفاثة البلازمية كما هو موضح في الشكل 19.19. كما يتجنب الماء النفاث الخلط المضطرب للغازات الجوية مع البلازما. يمكن جعل طرف الفوهة من مادة السيراميك لمنع الانحناء المزدوج. يحدث الانحناء المزدوج عندما يقفز القوس من القطب إلى الفوهة ومن ثم إلى الشغل ، وعادة ما يضر الفوهة.

الشكل 19.19 نظام قطع قوس البلازما بالحقن المائي.

تنتج البلازما المقيدة بالماء سرعة قص محددة بدقة أعلى من تلك التي يمكن الحصول عليها من عملية PAC التقليدية. نظرًا لأن معظم المياه تترك فوهة الرذاذ السائل ، فإنها تقوم بتبريد حافة الشق ، مما يؤدي إلى وصول حاد.

عندما يتم حقن غاز البلازما وقوس الماء بشكل طفيف ، تدور النفاثة البلازمية عندما تترك الفوهة مما يؤدي إلى وجه عمودي عالي الجودة على جانب واحد من الشق. الجانب الآخر من الشق هو مشطوف. لذلك يجب اختيار اتجاه السفر لإنتاج قطع عمودي على الجزء والقطع المائل على الخردة ، كما هو موضح في الشكل 19.20 لإجراء تخفيضات دائرية.

اختيار الغاز:

يعتمد اختيار غاز البلازما على قطع المادة ونوعية القطع المطلوب. يتم قطع الفولاذ الكربوني باستخدام الهواء المضغوط (80٪ نيتروجين و 20٪ أكسجين) أو نيتروجين لغاز البلازما. يستخدم النيتروجين أيضًا في طريقة التفاعل المائي لـ PAC. في بعض الأنظمة يتم استخدام النيتروجين لغاز البلازما ويتم حقن الأكسجين في البلازما النفاثة باتجاه القطب الكهربائي. يزيد هذا الترتيب من سرعة القطع دون التأثير على حياة القطب.

تقطع معظم المعادن غير الحديدية باستخدام النيتروجين أو مخاليط النيتروجين - الهيدروجين أو مخاليط الأرجون - الهيدروجين. يتم قطع التيتانيوم والزركونيوم مع الأرجون النقي بسبب قابليته للتقصف بواسطة الغازات التفاعلية.

في بعض حالات قطع المعادن غير الحديدية مع نظام التدفق المزدوج يستخدم النيتروجين لغاز البلازما بينما يستخدم ثاني أكسيد الكربون كدرع للحماية. للحصول على تخفيضات جودة أفضل ، يتم استخدام خليط الارجون الهيدروجين كغاز البلازما والنيتروجين كغاز التدريع.

يمكن لوحدة PAC نموذجية تتكون من مصدر طاقة تيار مستمر ، وشعلة قطع ، ووحدة ترددات عالية ، وأنظمة مياه غاز ومبردة ، استخدام 24-30 لتر / دقيقة من الأرجون ، و 8-13 لتر / دقيقة من الهيدروجين ، و 30- 150 lit / دقيقة من النيتروجين و1-5 إلى 2 مضاءة / دقيقة من الماء. يوضح الجدول 19.5 البيانات المتعلقة بـ PAC بقوس اختراق المفتاح وقطع أوكسي الأسيتيلين التقليدي.