تحسين قطع البلازما للفولاذ المزدوج السميك: معايير لتحقيق حواف مربعة وحد أدنى من المنطقة المتأثرة حراريًا

تحسين قطع البلازما للفولاذ المزدوج السميك: معايير لتحقيق حواف مربعة وحد أدنى من المنطقة المتأثرة حراريًا

يُعد قطع البلازما العملية المثلى لاختراق الصفائح السميكة بسرعة وكفاءة. ولكن عندما تكون المادة المستخدمة ذات قيمة عالية، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج المعاد مقاومته لل corrosion، تصبح المخاطر أعلى بكثير. إن القسم غير الجيد لا يُفسد المظهر فحسب، بل يمكن أن يُضعف الخصائص التي دفعت مقابلها ثمنًا باهظًا.

تشتق فولاذات الدوبلكس (مثل 2205 / UNS S32205) قوتها ومقاومتها للتآكل من بنية دقيقة شبه متساوية من الأوستنيت والفريت. يمكن أن يؤدي الحرارة المفرطة الناتجة عن القطع إلى إحداث خلل في هذا التوازن، مما يُنشئ منطقة مؤثرة حراريًا (HAZ) كبيرة ذات حواف مُنتفجة ومُتأكسة تكون صلبة وهشة وقابلة للتآكل.

يُوفر هذا الدليل إطارًا عمليًا لتحسين معايير القطع بالبلازما لتحقيق حواف نظيفة ومربعة مع أقل منطقة مؤثرة حراريًا (HAZ) على فولاذ الدوبلكس السميك (عادةً ½" / 12 مم فأكثر).

الهدف: أكثر من مجرد قطع

في فولاذ الدوبلكس، تُعرَّف عملية القطع الناجحة بـ:

1. حواف مربعة وخالية من الرواسب: حد أدنى أو عدم وجود رماد مُقاوم يتطلب تلميعًا مكثفًا.

2. منطقة مؤثرة حراريًا (HAZ) محدودة: حزمة ضيقة من التغييرات البنائية.

3. الحفاظ على مقاومة التآكل: لا ينبغي أن تكون الحافة المقطوعة نقطة ضعيفة للتآكل التقببي أو التآكل في الشقوق.

4. استقرار القوس: قطع سلس وثابت دون تشذيب أو تقريب حواف الأعلى.

تحقيق ذلك يعتمد على توازن دقيق بين الطاقة والسرعة والغاز والمعدات.

الأربعة ركائز الأساسية للتحسين

1. المعدات والقطع الاستهلاكية: الأساس الذي لا يقبل المساومة

لا يمكنك تحسين القطع باستخدام أجزاء مستعملة. هذه هي الخطوة الأكثر أهمية.

• نظام البلازما: أ عالي الدقة (HD) أو إكس ترا دقة (XD) نظام البلازما يُوصى به بشدة لسمك تزيد عن 1 بوصة (25 مم). تستخدم هذه الأنظمة قوسًا مقيدًا وتقنيات متقدمة في تسلسل الغاز لإنتاج قطع أدق وأنظف. يمكن استخدام البلازما الهوائية التقليدية لكنها ستنتج منطقة حرارية أكثر اتساعًا وزاوية قطع أكبر.

• المواد الاستهلاكية:  استخدم المواد الاستهلاكية الأصلية وقم باستبدالها قبل ذلك عندما تكون مستهلكة بالكامل. سيؤدي اهتراء القطب أو الفوهة إلى تشويه القوس الكهربائي، وزيادة عرض الشق، وإحداث تأثير حراري زائد في المادة.

• التحكم في ارتفاع المسبار (THC): إن الحفاظ على مسافة ثابتة ومنتظمة أمر بالغ الأهمية لضمان عمودية الحافة. لا يُوصى باستخدام القطع اليدوي في الأعمال الحساسة.

2. اختيار الغاز: المفتاح لضبط التفاعل الكيميائي والتبريد

الغاز ليس فقط لتكوين القوس البلازما؛ بل هو أيضًا للحماية. بالنسبة للفولاذ المزدوج، يجب أن تتجنب استخدام الهواء المضغوط كغاز بلازما. سيؤدي الأكسجين والنيتروجين الموجودان في الهواء إلى تلويث حافة القطع.

إعداد الغاز القياسي للفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المزدوج هو النيتروجين أو أرجون-هيدروجين للغاز البلازما و CO2 أو الهواء للغاز الواقي الثانوي.

• غاز البلازما (أساسي):

  • نيتروجين (N₂): الخيار الأكثر شيوعًا وأقل تكلفة. يوفر جودة قطع وسرعة جيدتين. يمكن أن يؤدي إلى بعض التزريق على الحافة، ولكن يمكن التحكم في ذلك باستخدام المعلمات الصحيحة.

  • أرجون-هيدروجين (H-35 أو ما يماثله، على سبيل المثال، 65% Ar / 35% H₂): الخيار المتميز للحصول على أفضل جودة حافة ممكنة على المواد السميكة. يضيف الهيدروجين التوصيل الحراري، مما يجعل القوس أكثر سخونة وتركيزًا، مما ينتج حافة أكثر استقامة ويُزيل الرواسب بشكل أكثر فاعلية. يتطلب نظامًا م rated للاستخدام متعدد الغازات.

• غاز الحماية (ثانوي):

  • ثاني أكسيد الكربون (CO₂) أو في بعض الأحيان الهواء يتم استخدامه. وتتمثل وظيفة غاز الحماية في دفع المعدن المنصهر بعيدًا والمساعدة في تبريد الحافة العلوية، مما يقلل من التأكسد و zone المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).

3. ضبط المعلمات: فن التوازن

هذه المعلمات تابعة لبعضها البعض. القيم المذكورة أدناه هي نقطة بداية لنظام بلازما HD حديث (على سبيل المثال، هايبرثرم، إيساب، لينكولن) يستخدم غاز النيتروجين كغاز بلازما. يُرجى دائمًا الرجوع إلى دليل الجهاز الخاص بك.

التفاعل:

• بطيء جدًا / تيار كهربائي مرتفع جدًا: يؤدي إلى إدخال حرارة مفرطة في المادة. مما ينتج عنه منطقة حرارية متضررة واسعة، وتقريب حواف القطع العلوية، ورواسب صلبة يصعب إزالتها عند السرعة المنخفضة.

• سريع جدًا / تيار كهربائي منخفض جدًا: لن يخترق القوس الكهربائي المادة بالكامل، مما يؤدي إلى حافة مائلة ورواسب صلبة تتشكل بسرعة ويلتصق بعضها مجددًا في أسفل اللوحة.

• ضغط الغاز غير الصحيح: يؤدي الضغط المنخفض إلى تقويض القوس الكهربائي، بينما يمكن أن يؤدي الضغط المرتفع إلى تناثر المواد وحدوث قوس غير مستقر.

4. الممارسات الموصى بها بعد القطع: إنهاء العمل

حتى القطع المثالي يتطلب بعض الاهتمام.

• التبريد: اترك اللوحة لتبرد بشكل طبيعي. لا تطفئها بالماء، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى إحداث إجهادات غير مرغوب فيها.

• إزالة البقايا المعدنية (Dross): يجب أن يكون القطع المحسن على معدن duplex خالٍ من البقايا أو شبه خالٍ منها، ويمكن إزالة ما تبقى منها يدويًا أو بنقرة واحدة من مطرقة. تجنب التلميع العنيف على الحافة المقطوعة.

• التنظيف: قم بإزالة طبقة التلوين الناتجة عن الحرارة (الطبقة المؤكسدة الزرقاء/البرتقالية) من الحواف العلوية والسفلية. تفتقر هذه الطبقة إلى الكروم وهي عرضة للتآكل. استخدم فرشاة مخصصة من الفولاذ المقاوم للصدأ فرشاة من الفولاذ المقاوم للصدأ (ولnever استخدم واحدة استُخدمت على الفولاذ الكربوني) أو أقراص تجليخ مناسبة ذات أسطح مرنة.

• التطبيقات الحرجة: بالنسبة للأجزاء المعرضة لبيئات شديدة التآكل، فكر في تلميع الحافة المقطوعة بشكل خفيف أو تشغيلها آليًا لإزالة منطقة التأثير الحراري بالكامل واستعادة سطح نقي مقاوم للتآكل.

استكشاف الأعطال الشائعة في القطع المزدوج

الاستنتاج: الدقة لها الأولوية

قطع الفولاذ المزدوج السميك يُظهر مبدأ "الناتج الرديء ناتج عن المدخلات الرديئة". لا يمكنك تعويض المعدات المستهلكة أو الغازات غير الصحيحة بتعديل المعايير.

وصفة النجاح هي:

1. ابدأ بنظام قطع البلازما عالي الدقة (HD) في حالة جيدة وصيانة منتظمة والمستهلكات الجديدة.

2. استخدم الغازات الصحيحة— النيتروجين أو أرجون-هيدروجين، ولا تستخدم الهواء أبدًا.

3. ابحث عن النقطة المثالية بين التيار وسرعة القطع لسمك معين. استخدم مخططات المصنّع كنقطة بداية.

4. أكمل العملية بشكل صحيح عن طريق إزالة تلون الحرارة من حافة القطع لاستعادة مقاومة التآكل.

عند التعامل مع عملية البلازما باعتبارها عملية حرارية دقيقة بدلًا من كونها مجرد أداة قطع خشنة، فإنك تضمن أن مكونات الفولاذ المزدوج عالية الأداء تعمل كما هو مصمم، من جوهرها إلى أطرافها.