تُعدّ شعلة نقل البلازما (شعلة PTA) العنصر الأساسي في آلة نقل البلازما (PTA)، وهي المسؤولة عن توليد قوس البلازما وتوصيل مسحوق السبيكة بدقة إلى منطقة اللحام. يختلف تركيبها ومبدأ عملها عن شعلة اللحام العادية، إذ تتميز بدقة واستقرار أعلى.
1. المكونات الهيكلية
الشعلة لحام PTAيتكون بشكل أساسي من الأجزاء التالية:
الكاثود (قطب التنجستن): المكون الأساسي لتوليد قوس البلازما، وعادة ما يكون مصنوعًا من مادة التنجستن المقاومة لدرجات الحرارة العالية والتآكل.
المصعد (الفوهة): يوجه قوس البلازما ويركز عمود القوس، وعادة ما يكون مصنوعًا من النحاس لتحسين تبديد الحرارة.
نظام تغذية المسحوق: يستخدم لتغذية مسحوق السبيكة بشكل موحد في قوس البلازما، بحيث ينصهر ويترسب على سطح قطعة العمل.
قناة الغاز الواقي: عادةً ما يتم استخدام الأرجون أو الهيليوم كغاز بلازما وغاز واقي لمنع الأكسدة في منطقة اللحام.
نظام التبريد: يتم استخدام التبريد بالماء لضمان استقرار شعلة اللحام أثناء التشغيل في درجات الحرارة العالية.
2. مبدأ العمل
مرحلة بدء القوس: نبضة عالية التردد وعالية الجهد تولد قوسًا غير قابل للانتقال بين قطب التنجستن والفوهة (تيار صغير، بدء قوس مستقر).
تكوين قوس البلازما: غاز البلازما (مثل الأرجون) يمر عبر الفوهة، عن طريق تأين القوس ذي درجة الحرارة العالية إلى بلازما عالية الطاقة، ومن خلال الفوهة إلى سطح قطعة العمل، وتكوين قوس النقل (القوس الرئيسي).
تغذية المسحوق وصهره: يتم تغذية مسحوق السبيكة بشكل موحد إلى منطقة قوس البلازما من خلال وحدة تغذية المسحوق، ويتم صهره على الفور ورشه على سطح قطعة العمل لتشكيل طبقة كثيفة.
الربط المعدني: يتم ربط المسحوق المنصهر معدنياً بالمادة الأساسية لتشكيل طبقة تغليف عالية القوة ومقاومة للتآكل.
3. الميزات والمزايا
كثافة طاقة عالية: أعمدة قوسية طويلة ورفيعة، ودرجات حرارة عالية (تصل إلى 20000 درجة مئوية)، وتحكم دقيق في عمق الانصهار وسمك الطلاء.
منطقة صغيرة متأثرة بالحرارة: تقلل من تشوه الركيزة والإجهاد الحراري، وتحسن استقرار أبعاد قطعة العمل.
معدل استخدام المواد العالي: معدل استخدام المواد المسحوقة يزيد عن 90%، وهو أمر اقتصادي.
جودة طلاء ممتازة: طلاء كثيف، بدون مسامية، قوة ربط معدنية عالية، مقاومة ممتازة للتآكل والصدأ.
4. المواد والتطبيقات الشائعة الاستخدام
مواد مسحوق السبائك: مسحوق سبائك مقاوم للتآكل والتآكل، مصنوع من الكوبالت، والنيكل، والحديد، وكربيد التنجستن، وغيرها.
مجالات التطبيق النموذجية:
النفط والغاز: طلاءات مقاومة للتآكل والتآكل للصمامات وريش الحفر وأجسام المضخات.
الآلات الهندسية: الأعمدة، والبكرات، والتروس، وتقوية وإصلاح أسطح القوالب.
الصناعة المعدنية: معالجة الأسطح وإصلاح البكرات والقوالب ومقاعد الصمامات وغيرها من الأجزاء.
5. احتياطات الاستخدام
حماية قطب التنجستن: منع الأكسدة والاحتراق، وإطالة عمر القطب.
تبريد الفوهة: الحفاظ على تأثير تبريد الماء الجيد لتجنب تلف الفوهة الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة.
استقرار تغذية المسحوق: ضمان تغذية موحدة للمسحوق لتجنب عدم انتظام سمك الطلاء أو عيوب التكتل.
الحماية والسلامة: تتطلب هذه الأجهزة، التي تعمل في درجات حرارة عالية وجهد كهربائي عالٍ، ارتداء أقنعة واقية وقفازات ومعدات سلامة أخرى.
6. مقارنة مع طرق اللحام الأخرى
باستخدام لحام القوس البلازمي (PAW): يستخدم لحام PTA بشكل أساسي لتكسية الأسطح وتقويتها، بينما يستخدم لحام PAW في الغالب للحام الاختراقي.
مقارنة مع التسطيح بالليزر: لحام PTA أرخص وقابل للتطبيق على نطاق أوسع من المواد؛ ومع ذلك، فإن التسطيح بالليزر له منطقة متأثرة بالحرارة أصغر ودقة أعلى.
باستخدام الرش البلازمي: لحام PTA هو ربط معدني، قوة طلاء عالية؛ الرش البلازمي هو ربط ميكانيكي، مناسب لطلاء الطبقات الرقيقة.
تاريخ النشر: 19 فبراير 2025