لحام قوس البلازما (PAW)والرش الحراري هما تقنيتان تستخدمان لإعداد سطح المواد وتشتركان في أوجه التشابه في الوظيفة والتطبيق، ولكن لديهما اختلافات كبيرة في العملية والمواد والمعدات والنتائج.
فيما يلي أوجه التشابه والاختلاف الرئيسية بين التقنيتين:
أوجه التشابه الرئيسية
- تحسين السطح: يستخدم كلاهما لتحسين التآكل والتآكل ومقاومة الحرارة لأسطح المواد ويستخدمان بشكل شائع في مجال الطيران وتصنيع السيارات والطاقة والآلات الثقيلة.
- نطاق المواد: يمكن استخدام كلتا التقنيتين على مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك المعادن والسيراميك والمواد المركبة.
2. الغرض
– تمديد عمر الخدمة: إطالة عمر خدمة الأجزاء عن طريق إضافة طبقة واقية على سطح الركيزة.
– الإصلاح والتجديد: يمكن استخدامه لإصلاح الأجزاء البالية لإعادتها إلى وظيفتها وأدائها الأصلي.
3. تعديل السطح: يمكن استخدام كلاهما لتحسين أداء المادة عن طريق تغيير التركيب الكيميائي وبنية السطح.
الاختلافات الرئيسية
1. مبدأ العملية
- لحام تراكب قوس البلازما (PAW)
– مصدر الحرارة: باستخدام القوس الكهربائي كمصدر للحرارة، تتولد درجات حرارة عالية عن طريق قوس البلازما، مما يؤدي إلى ذوبان مادة الكسوة وترسبها على المادة الأساسية.
– وضع التشغيل: تكون مادة الكسوة بشكل عام على شكل سلك لحام أو مسحوق لحام، والذي يشكل طبقة ربط معدنية صلبة على سطح المادة الأساسية من خلال الصهر.
– العملية: يقوم قوس البلازما بتسخين سطح المادة الأساسية موضعياً إلى درجة الانصهار، وتتفاعل مادة الكسوة ميتالورجياً مع المادة الأساسية لتكوين طبقة انصهار صلبة.
– مصدر الحرارة: استخدام اللهب أو القوس الكهربائي أو البلازما لتسخين المادة المرشوشة إلى الحالة المنصهرة أو شبه المنصهرة.
– طريقة التشغيل: يتم رش مادة الرش، التي عادة ما تكون على شكل مسحوق أو سلك، على سطح الركيزة بواسطة تيار هواء عالي السرعة لتشكيل طبقة مرتبطة ميكانيكيًا من المادة المنصهرة.
- العملية: تبرد المادة وتتصلب بسرعة أثناء عملية الرش لتكوين طبقة، ولكن الرابطة مع الركيزة تكون في المقام الأول ميكانيكية وليست معدنية.
2. خصائص المواد والطلاء
- اللحام بالقوس البلازما (PAW)
– اختيار المواد: مناسبة لأسلاك اللحام ومسحوق اللحام وغيرها من المواد، وعادة ما تستخدم للمواد المعدنية والسبائك.
– خصائص الطلاء: تشكيل روابط معدنية، طلاء كثيف وقوي، مع خصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة التآكل.
- سماكة الطلاء: يمكن تشكيل طبقات سميكة تتراوح من بضعة ملليمترات إلى عدة عشرات من ملليمترات.
- الرش الحراري** **الرش الحراري
– اختيار المواد: بالنسبة للمساحيق أو الأسلاك، تشمل أنواع المواد المعادن والسيراميك والبلاستيك وغيرها.
– خصائص الطلاء: يشكل رابطة ميكانيكية، الطلاء أقل كثافة ولكن يمكن معالجته دون تغيير طبيعة الركيزة.
- سماكة الطلاء: يكون الطلاء رقيقًا عمومًا، وعادة ما يتراوح بين بضع عشرات من الميكرونات وبضعة ملليمترات.
3. شروط العملية
- اللحام بالقوس البلازما (PAW)
- التحكم في درجة الحرارة: يلزم التحكم الدقيق في درجة حرارة القوس، عادةً في درجات حرارة العمل المرتفعة التي تصل إلى عدة آلاف من الدرجات المئوية.
– المتطلبات البيئية: تتم عادة في بيئة غازية وقائية، مثل الأرجون، لمنع أكسدة المواد والتلوث.
- الرش (الرش الحراري)**
– التحكم في درجة الحرارة: يمكن إجراء الرش في درجات حرارة منخفضة في البيئات الجوية حيث تتراوح درجات الحرارة من مئات إلى آلاف الدرجات المئوية.
– المتطلبات البيئية: متطلبات بيئية أقل، يمكن تشغيلها في بيئات مفتوحة مع مرونة أكبر في العملية.
4. المعدات والتكاليف
- اللحام بالقوس البلازما (PAW)
- تعقيد المعدات: المعدات أكثر تعقيدا، وتتطلب نظام تحكم عالي الدقة ومشغلين محترفين، وتكاليف أعلى للمعدات والصيانة.
- التكلفة: ارتفاع تكاليف الاستثمار والتشغيل الأولية، وهي مناسبة للتطبيقات ذات القيمة المضافة العالية.
- الرش (الرش الحراري)
- تعقيد المعدات: معدات بسيطة نسبياً، عملية مرنة، تكاليف صيانة منخفضة.
– التكلفة: منخفضة نسبيًا، ومناسبة لمعالجة مساحات كبيرة وطلاء الأسطح لمختلف الركائز.
5. مجالات التطبيق والقيود
- اللحام بالقوس البلازما (PAW)
- مجالات التطبيق: مناسبة للأجزاء التي تتطلب قوة عالية وصلابة عالية ومقاومة تآكل عالية، مثل أجزاء المحرك وشفرات التوربينات وما إلى ذلك. القيود: تستخدم للأجزاء ذات القيمة العالية والحرجة بسبب التعقيد والتكلفة.
- القيود: محدودة بسبب تعقيد المعدات وتكلفتها، وتستخدم بشكل أساسي لتقوية أسطح الأجزاء ذات القيمة العالية والأهمية.
- الرش (الرش الحراري)
- التطبيق: مناسب لمعالجة الأسطح الكبيرة، مثل مقاومة تآكل الأنابيب، وإصلاح سطح أجزاء الماكينة، وما إلى ذلك. القيود: نظرًا لحقيقة أن الطلاء مرتبط ميكانيكيًا، فإنه يستخدم بشكل أساسي لتقوية أسطح الأجزاء ذات القيمة العالية والمهمة .
- القيود: نظرًا لأن الطلاء مرتبط ميكانيكيًا، فإن قوة الطلاء ومقاومة التآكل منخفضة، وهو مناسب للتطبيقات التي لا تتطلب قوة ربط عالية.
خاتمة
تتمتع تقنيات اللحام والرش بقوس البلازما بمزاياها الخاصة في معالجة الأسطح. يعتبر تراكب قوس البلازما مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب قوة ومتانة عالية، بينما يتفوق الرش من حيث المرونة وفعالية التكلفة. يعتمد اختيار التكنولوجيا على متطلبات التطبيق المحددة وميزانية التكلفة وخصائص الأداء المرغوبة.
وقت النشر: 28 يونيو 2024