يُعدّ لحام البلازما، كتقنية لحام عالية الكفاءة والدقة، شائع الاستخدام في صناعات الطيران والفضاء، وصناعة السيارات، والطاقة، وغيرها. لاختيار الغاز تأثيرٌ بالغ الأهمية على جودة وكفاءة لحام البلازما. في هذه الورقة البحثية، سنتناول بالتفصيل الغازات الشائعة المستخدمة في لحام البلازما وتطبيقاتها.

لحام البلازما-1

نظرة عامة على غازات اللحام البلازمي

يستخدم لحام البلازما قوس بلازما عالي الحرارة كمصدر حرارة. يلعب الغاز في لحام البلازما دورًا في تكوين قوس البلازما، وحماية حوض المنصهر، والتأثير على استقرار عملية اللحام، بالإضافة إلى أدوار أخرى عديدة. تشمل غازات لحام البلازما الشائعة الاستخدام ما يلي:

الأرجون (Ar)الأرجون هو غاز لحام البلازما الأكثر استخدامًا. يتميز بإمكانية تأين منخفضة، وثبات القوس الكهربائي، وحماية ممتازة، وغيرها، وهو مناسب لمعظم عمليات لحام المواد المعدنية.

الهيليوم (He):إمكانية تأين الهيليوم أعلى من إمكانية تأين الأرجون، مما يُشكل قوسًا بلازميًا بدرجة حرارة وكثافة طاقة أعلى. الهيليوم مناسب للحام الصفائح السميكة، والمعادن ذات درجة الانصهار العالية، والأماكن التي تتطلب عمق انصهار أكبر.

الهيدروجين (H)للهيدروجين خصائص اختزال، مما يُزيل الأكاسيد بفعالية ويُحسّن جودة اللحام. غالبًا ما تُخلط كميات صغيرة من الهيدروجين (2-5%) مع الأرجون لزيادة سرعة اللحام وتحسين تكوينه.

غاز مختلط:وفقًا لمتطلبات مادة اللحام وعملية اللحام، يمكن خلط الأرجون والهيليوم والهيدروجين بنسب مختلفة للحصول على أفضل نتائج اللحام.

اختيار الغاز وتطبيقه

المواد: تختلف متطلبات غازات اللحام باختلاف المواد. على سبيل المثال، غالبًا ما يُلحم الألومنيوم وسبائكه باستخدام خليط من غاز الأرجون النقي أو خليط من غاز الأرجون والهيليوم، بينما يُستخدم الأرجون أو خليط غاز الأرجون والهيدروجين في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، إلخ.

السمك: يستخدم الأرجون النقي عادة في لحام الصفائح الرقيقة، في حين قد تكون هناك حاجة إلى خليط من غاز الهيليوم أو الأرجون والهيليوم في لحام الصفائح السميكة للحصول على عمق كافٍ من الاندماج.

سرعة اللحام: تعمل مخاليط غاز Ar-He على زيادة سرعة اللحام ويتم استخدامها عندما يكون اللحام السريع مطلوبًا.

متطلبات الجودة: يمكن استخدام مخاليط غاز Ar-He أو مخاليط الغاز مع كمية صغيرة من الهيدروجين حيث تكون هناك حاجة إلى جودة لحام عالية.

لحام البلازما-2

اتجاه تطوير غاز اللحام البلازمي

مع التطور المستمر لتكنولوجيا لحام البلازما، تزداد متطلبات نقاء الغاز، ونسبة الخلط، والتحكم في التدفق، وغيرها من الجوانب. في المستقبل، ستتطور غازات لحام البلازما في الاتجاهات التالية:

غاز عالي النقاء: تحسين نقاء الغاز سيساعد على تقليل عيوب اللحام وتحسين جودة اللحام.

الخلط الدقيق: التحكم الدقيق في نسبة الغازات المختلطة لتحقيق تحكم أدق في عملية اللحام.

التحكم الذكي: باستخدام أجهزة الاستشعار والخوارزميات الذكية، يتم تحقيق المراقبة في الوقت الحقيقي والتعديل الذكي لتدفق الغاز وتكوينه.

خاتمة

يؤثر اختيار غاز اللحام بالبلازما وتطبيقه بشكل مباشر على جودة اللحام وكفاءته. ومن خلال الفهم المتعمق لخصائص الغازات المختلفة وتطبيقاتها، بالإضافة إلى مراعاة احتياجات اللحام الفعلية، سيساعد اختيار الغاز المناسب على تطوير تكنولوجيا اللحام بالبلازما لتلبية احتياجات مختلف الصناعات من اللحام عالي الجودة.


وقت النشر: ٧ يونيو ٢٠٢٤