قطع الألومنيوم بالبلازما: نصائح واعتبارات أساسية للحصول على قطع مثالية

قطع الألمنيوم بالبلازما

يشكّ الكثيرون في قدرة قواطع البلازما على قطع الألومنيوم. والحقيقة هي أن أنظمة البلازما قادرة على قطع الألومنيوم بكفاءة عالية عند استخدامها بالشكل الصحيح.

At غزيرنحن نعمل غالبًا مع قطع الألومنيوم ونفهم كيفية تفاعلها مع البلازما وغيرها. تقنيات تصنيع الصفائح المعدنيةيفترض الكثيرون أن القطع بالليزر أفضل، لكن الألومنيوم يعكس الحرارة والضوء، مما يجعل القطع بالليزر بطيئًا ومكلفًا.

سنوضح في هذه المقالة أكثر الخرافات شيوعًا حول قطع البلازما نصائح خاصة بالألمنيوم. ستتعلم أيضاً كيفية اختيار الغاز المناسب وكيفية إدارة القطع تحت الماء بأمان وكفاءة.

 

ما هي جودة القطع المتوقعة؟ تصنيع أجزاء الألومنيوم بالبلازما

قطع صفائح الألومنيوم بالبلازما

بينما يفترض الكثيرون أن القطع بالبلازما يخلق حواف ألومنيوم "خشنة"، من خلال ضبط إعداداتك بشكل صحيح، يمكنك الحصول على "نظيف" و "ناعم" قم بقصها من الألومنيوم الخاص بك. للقيام بذلك، ستحتاج إلى تحديد نوع غاز القطع المناسب للألمنيوم والسرعة المثلى لاستخدام شعلة القطع، بناءً على سمك الألمنيوم. بالإضافة إلى ذلك، يُعد الحفاظ على ارتفاع ثابت للشعلة أثناء القطع أمرًا ضروريًا لتجنب تكوين حواف غير منتظمة أو عريضة. عند الإعداد الصحيح، سيترك الألمنيوم القليل جدًا من الخبث وحافة حادة نسبيًا تتطلب الحد الأدنى من التنظيف.

مع ذلك، إذا ترك الألمنيوم حوافًا خشنة أو محترقة، فمن المحتمل وجود مشكلة إما في سرعة شعلة القطع أو معدل تدفق الغاز. لذا، يُنصح بإجراء اختبار تجريبي قبل البدء في مشروعك الفعلي لتحسين معايير القطع.

مع العناية المناسبة، ينتج القطع بالبلازما باستمرار أجزاء ألومنيوم ممتازة بطريقة أكثر كفاءة من تقنيات القطع التقليدية.

 

كيفية الحصول على أفضل جودة قطع عند قطع الألومنيوم باستخدام قاطع البلازما

ألومنيوم عالي الجودة مقطوع بالبلازما

ابدأ دائمًا بالرجوع إلى الجدول المرفق في دليل تشغيل جهاز قطع البلازما، والذي يحدد معايير القطع المثلى لسمك الألمنيوم المحدد الذي تنوي قطعه. تستند هذه الجداول إلى بيانات تجريبية جُمعت من خلال اختبارات مكثفة على سبائك ألمنيوم متنوعة.

استخدم جهد القوس المناسب والتحكم في ارتفاع الشعلة (THC)، وتحقق من تعويض القطع واستراتيجية الدخول/الخروج، واضبط سرعة القطع وارتفاع الشعلة لكل سمك: على سبيل المثال، 3 مم - 200 مم/دقيقة عند ارتفاع 4 مم، 6 مم - 150 مم/دقيقة عند ارتفاع 6 مم، 10 مم - 100 مم/دقيقة عند ارتفاع 8 مم لتقليل الخبث الداخل. 

بعد إجراء عدة عمليات قطع ومراجعة النتائج، قم بإجراء تعديلات طفيفة على معايير القطع. على سبيل المثال، إذا لاحظت وجود كمية كبيرة من الخبث، يمكنك محاولة زيادة سرعة شعلة القطع و/أو رفع ضغط الهواء في جهاز القطع بالبلازما. احرص دائمًا على فحص رأس شعلة القطع بحثًا عن أي تلف، لأن الرأس التالف قد يؤثر سلبًا على جودة القطع. (للحصول على مزيد من المعلومات حول: القطع بالبلازما مقابل القطع بالليزر)

 

قطع الألومنيوم بالبلازما على طاولة مائية

القطع بالبلازما على طاولة مائية

يُساعد استخدام طاولة مائية لقطع الألومنيوم على تقليل الأبخرة المصاحبة للقطع بالبلازما، بالإضافة إلى خفض الضوضاء والشرر. مع ذلك، يتطلب قطع الألومنيوم في طاولة مائية توخي الحذر الشديد، إذ يتفاعل الألومنيوم كيميائيًا مع الماء مُنتجًا غاز الهيدروجين. في حال عدم اتخاذ الاحتياطات اللازمة، قد يؤدي تراكم غاز الهيدروجين إلى إصابات خطيرة.

استخدم مخاليط الغاز الآمنة

لا تستخدم مزيجات الغاز مثل H-35 أو H-2 عند قطع الألومنيوم تحت الماء، يزيد استخدام مزيج الغازات هذا بشكل كبير من احتمالية تراكم غاز الهيدروجين واشتعاله. لذا، احرص دائمًا على استخدام مزيج الغازات المعتمد صراحةً من قِبل الشركة المصنعة لنظام قطع البلازما الخاص بك.

فهم تكوين الهيدروجين

عند قطع الألومنيوم، تتساقط جزيئات معدنية صغيرة في الماء. وبمجرد ملامسة هذه الجزيئات للأكسجين الموجود في الماء، تتفاعل كيميائيًا مُكَوِّنةً غاز الهيدروجين. وبطبيعة الحال، يتسرب جزء من هذا الغاز على شكل فقاعات، بينما يتجمع جزء آخر أسفل الطاولة. وإذا سُمح لهذا الغاز بالتراكم، فقد يصل تركيزه في النهاية إلى مستوى يُحتمل أن يُسبب انفجارًا.

منع تراكم الغاز

اختر فقط طاولات الماء المصممة خصيصًا لقطع الألومنيوم بالبلازما. صُممت هذه الطاولات لإطلاق غاز الهيدروجين بأمان ومنع تراكمه. كما أن تنظيف الماء وتحريكه بانتظام يساعد على إزالة فقاعات غاز الهيدروجين المحتبسة.

العمل مع الموردين ذوي الخبرة

احرص دائمًا على التعامل مع موردين يدركون المخاطر المرتبطة بقطع البلازما. بإمكانهم مساعدتك في اختيار مستوى الماء المناسب وجدول الصيانة لقطع الألومنيوم بأمان وكفاءة. (اقرأ المزيد عن: تصنيع صفائح الألمنيوم)

 

هل يمكن استخدام حاجز مائي بدون طاولة مائية لقطع الألومنيوم بالبلازما؟

نعم، يمكنك استخدام الماء كغاز واقٍ حتى بدون طاولة تبريد مائية. يعمل الماء كمبرد أثناء القطع، ويقلل من الخبث، وينتج حافة نظيفة. يتبخر معظم الماء المستخدم عند قطع ألواح الألمنيوم الكبيرة. مع ذلك، قد يتسرب بعض الماء إلى طاولة التبريد السفلية.

بحسب تصميم نظامك، قد يؤثر الماء الزائد سلبًا على الفلاتر و/أو المكونات الأخرى. استشر الشركة المصنعة لطاولة السحب السفلي لمعرفة ما إذا كانت توصي بفلاتر إضافية مقاومة للرطوبة أو أي تعديلات أخرى قبل استخدام الماء كحاجز.

 

أنواع الغازات المثلى لقطع الألومنيوم بالبلازما

عند قطع الألومنيوم بالبلازما، غالباً ما تحتاج إلى نوعين من الغازات. غاز البلازما هو الذي يقوم فعلياً بصهر المعدن وقطعه، بينما يحيط غاز الحماية بالشعلة. كما يتضمن مواد استهلاكية لمنع ارتفاع درجة الحرارة. فيما يلي قائمة بالغازات المختلفة المستخدمة في خدمات قطع البلازما:

هواء

قطع البلازما بالهواء والغاز

يُعدّ الهواء أكثر غازات البلازما شيوعًا. فهو رخيص الثمن ومتوفر بسهولة، مما يجعله مثاليًا لقطع صفائح الألومنيوم الرقيقة وللقطع العام. مع ذلك، عند قطع صفائح الألومنيوم السميكة، قد يُنتج الهواء كمية أكبر من الخبث مقارنةً بالغازات الأخرى.

نتروجين

يُنتج النيتروجين قطعًا نظيفًا ودقيقًا، ولا يُنتج أي خبث تقريبًا. يُستخدم النيتروجين عادةً مع ألواح الألمنيوم متوسطة إلى سميكة. كما أنه خيار ممتاز عند الرغبة في منع الأكسدة على حواف القطع.

أكسجين

يُتيح الأكسجين سرعات قطع أعلى وعمق اختراق أكبر. يُستخدم بشكل أساسي لقطع الفولاذ، ولكن يُمكن استخدامه لقطع الألومنيوم في أنظمة مُحددة. عند استخدام الأكسجين، يجب توخي الحذر الشديد لمنع أكسدة أو احتراق الحواف.

H-35 (35% هيدروجين، 65% أرجون)

H-35 هو خليط غازي قياسي يستخدم في قطع الألومنيوم بالبلازما تصنيع الصفائح المعدنيةيزيد الهيدروجين من سرعة القطع، بينما يعمل الأرجون على تثبيت قوس البلازما، مما يقلل من الأكسدة. ويُستخدم H-35 عادةً مع صفائح الألومنيوم السميكة.

F5 (5% هيدروجين، 95% نيتروجين)

F5 عبارة عن خليط غازي منخفض الهيدروجين يُستخدم لقطع صفائح الألمنيوم الرقيقة. فهو يزيد من سرعة القطع وجودة الحواف مع تقليل احتمالية التواء الصفائح. ويُستخدم F5 بشكل شائع في تطبيقات القطع عالية الدقة.

H-2 (الهيدروجين، الأرجون، النيتروجين)

يُعدّ غاز الهيدروجين (H-2) مزيجًا غازيًا متخصصًا يُستخدم في أنظمة القطع بالبلازما المتقدمة، مثل نظامي XPR 170 وXPR 300 من شركة هايبرثيرم. ويختلف تركيب هذا المزيج الغازي تبعًا لسمك صفيحة الألومنيوم والجودة المطلوبة لحافة القطع. يُمكّن غاز الهيدروجين من الحصول على قطع دقيقة وخالية من العيوب مع الحد الأدنى من الخبث.

غازات الحماية: الهواء، النيتروجين، الماء، ثاني أكسيد الكربون

يُحيط غاز الحماية برأس القطع لحماية الأجزاء المستهلكة وتعزيز كفاءة قوس البلازما. تشمل غازات الحماية الشائعة الهواء والنيتروجين. ويُستخدم الماء وثاني أكسيد الكربون كغازات حماية متخصصة لتبريد قوس البلازما وتحسين جودة سطح القطع.

 

كيفية اختيار الغاز المناسب لقطع الألومنيوم بالبلازما الهوائية

عند استخدام قاطع البلازما الهوائي، يعمل الهواء كـ غاز القطع وغاز الحمايةالهواء رخيص ومتوفر بسهولة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من سماكات صفائح الألومنيوم.

على الرغم من أن الهواء قادر على قطع الألومنيوم بكفاءة، إلا أن الحافة الناتجة قد تظهر عليها علامات الأكسدة، مما يؤدي إلى سطح داكن قد يتطلب المزيد من الصنفرة أو التجليخ أو التشطيب إذا كانت الأجزاء ستُلحم أو تُطلى. يُعد الهواء الخيار الأمثل لقطع الألومنيوم الخشن أو للمشاريع التي لا تتطلب مستوى عالٍ من جودة السطح.

اختيار الغاز لأنظمة قطع الألومنيوم بالبلازما متعددة الغازات

توفر أنظمة القطع بالبلازما متعددة الغازات للمشغل نطاقًا أوسع من تركيبات غازات القطع للاختيار من بينها. استخدام الهواء كغاز القطع الوحيد في هذه الأنظمة قد يؤدي إلى حافة رديئة الجودة، خشنة ومسودة، مع تراكم كميات كبيرة من الخبث.

للحصول على حواف ذات جودة أفضل، يشيع استخدام النيتروجين كغاز للقطع. وتشمل خيارات غازات الحماية النيتروجين والماء، وذلك حسب تصميم نظام الغازات المتعددة.

 

نصائح لقطع الألومنيوم بالبلازما بنجاح 

إليكم بعض النصائح القيّمة لقطع الألومنيوم بالبلازما.

سُمك الألومنيوم واختيار الغاز

يُعدّ سُمك الألمنيوم، وجودة حافة القطع، وسرعة القطع، وتكلفة تشغيل المعدات، من العوامل التي يجب مراعاتها عند تحديد نوع الغاز المستخدم. قد تستفيد صفائح الألمنيوم السميكة من استخدام خليط غاز النيتروجين والهيدروجين للحفاظ على حواف ناعمة وتقليل الخبث. أما صفائح الألمنيوم الرقيقة، فتستجيب بشكل أفضل عمومًا لاستخدام النيتروجين النقي كغاز للقطع.

التزم بإعدادات القطع الموصى بها

يستجيب الألومنيوم للقطع بالبلازما بشكل مختلف عن الفولاذ نظرًا لكونه أكثر ليونة وانخفاض درجة انصهاره. باتباع هذه النصائح، يمكنك الحصول على قطع ناعمة ودقيقة في الألومنيوم.

اختر مزيج الغاز المناسب

ارجع دائمًا إلى الجداول الموجودة في دليل تشغيل الجهاز. ستساعدك هذه الجداول على تحديد شدة التيار الكهربائي وسرعة شعلة القطع الموصى بها لسمك الألمنيوم الذي تقوم بقطعه. سيؤدي الالتزام بهذه التوصيات إلى تقليل الأخطاء، والحد من تراكم الخبث الزائد، وتحسين جودة الحواف.

اختر خليط الغاز الصحيح

استخدم أحد تركيبات غاز البلازما/غاز الحماية التي تمت مناقشتها سابقًا لتحسين جودة القطع، وتقليل الأكسدة، وتقليل وقت المعالجة بعد القطع.

حافظ على سرعة ثابتة لرأس القطع

استخدم شعلة القطع في اتجاه ثابت. تجنب جرّ الشعلة على سطح الألومنيوم، وحافظ على المسافة الموصى بها من الألومنيوم لضمان قطع متساوية وتقليل التشوّه أو تراكم الحرارة الزائدة.

ضمان الاستخدام الآمن لمستويات المياه الجوفية

عند استخدام طاولة القطع المائية لقطع الألومنيوم، تأكد دائمًا من أنها مصممة خصيصًا لهذا الغرض. قد يؤدي عدم القيام بذلك إلى تراكم الهيدروجين أو مخاطر أخرى. اتبع دائمًا تعليمات الشركة المصنعة للاستخدام الآمن لطاولة القطع المائية لتجنب أي مخاطر.

 

الغازات الموصى بها لقطع الألومنيوم الرقيق صفائح < 5 مم (0.188 بوصة)

قطع صفائح الألومنيوم الرقيقة بالبلازما

يُعدّ النيتروجين الخيار الأمثل لكلٍّ من البلازما وغاز الحماية لألواح الألومنيوم التي يقل سمكها عن 5 مم (0.188 بوصة). يوفر النيتروجين حافةً نظيفةً مع أقل قدر من الخبث ودقة عالية في القياسات. يمكن أيضًا استخدام الهواء كغاز حماية نظرًا لانخفاض تكلفته وتوافره؛ إلا أن جودة القطع قد تكون أقل جودةً بشكل طفيف.

يُعد مزيج الغاز N2/N2 مزيجًا موثوقًا به وقابلًا للتكرار لقطع صفائح الألومنيوم الرقيقة، مما يوفر مزايا حافة عالية الجودة، وتقليل متطلبات المعالجة اللاحقة، وقطع دقيقة، خاصة عندما تكون الدقة ضرورية لتطبيقك.

كيفية قص ألواح الألمنيوم متوسطة السماكة التي يزيد سمكها عن 6 مم

قطع الصفائح بالبلازما متوسطة السماكة

عند قطع صفائح الألمنيوم التي يزيد سمكها عن 6 مم (1/4 ″)يُوصى باستخدام مزيج الغازات النيتروجين كغاز للبلازما والماء كغاز واقٍ. يُحسّن هذا المزيج من أنواع الغازات جودة السطح ويُمكّن من زيادة سرعة القطع، مع تقليل تكاليف التشغيل.

كما ذُكر سابقاً، كلما زاد سُمك صفيحة الألومنيوم المراد قطعها، زادت كمية الحرارة الممتصة. لذا، يُعد اختيار تركيبة الغاز المناسبة أمراً بالغ الأهمية لمنع التواء الصفيحة وظهور حواف غير متساوية.

قائمة التحقق من الإعداد السريع واختيار الغاز لقطع الألومنيوم بالبلازما

قائمة التحقق من الإعداد

• تحقق من سمك الألومنيوم قبل البدء.
• اختر البلازما المناسبة وغاز الحماية المناسب لسمك الصفيحة.
• اضبط سرعة القطع وفقًا لسمك المادة.
• اضبط ارتفاع الشعلة وقم بتشغيل خاصية التحكم في ارتفاع الشعلة.
• تأكد من صحة تعويض عرض القطع.
• خطط لمسارات الدخول والخروج لتجنب الخبث.
• افحص رأس المصباح بحثًا عن أي تآكل.
• قم بإجراء قطع تجريبي على قطعة من المواد الخردة أولاً.
• في حال استخدام منضدة مائية، تأكد من أنها آمنة للألمنيوم.
• اتبع جميع احتياطات السلامة: تخلص من الهيدروجين، وارتدِ معدات الوقاية الشخصية، وقم بالتهوية بشكل صحيح.

اختيار الغاز 

• ≤ 5 مم: N₂/N₂ (قطع/حماية) للحصول على حواف نظيفة ومنخفضة الخبث؛ الهواء/الهواء مقبول عندما لا يكون التشطيب حرجًا.
• 6-12 ملم: N₂ (للقطع) + الماء أو N₂ (للحماية) لتحسين التشطيب والسرعة؛ تجنب الأكسجين.
• > 12 مم: H-35 أو H-2 كغاز قطع + N₂ (درع) لكثافة الطاقة وجودة الحافة (القطع الجاف فقط).

 

لماذا لا يُستخدم الأكسجين وF5 في معالجة الألومنيوم؟

يُعدّ الأكسجين مناسبًا للفولاذ الطري، بينما يُعدّ غاز F5 مثاليًا للفولاذ المقاوم للصدأ؛ إلا أن أياً منهما لا يُعطي نتائج جيدة مع الألومنيوم. قد تُسبب هذه الغازات أكسدة شديدة، وضعفًا في جودة الحواف، وأسطحًا خشنة. تتطلب طبيعة الألومنيوم اللينة والعاكسة والموصلة للحرارة اختيارًا دقيقًا لغازات البلازما والحماية لتحقيق قطع سلسة ودقيقة.

لماذا تختار برولين تك لقطع الألومنيوم بالبلازما؟

يتطلب قطع الألومنيوم بالبلازما عناية وخبرة. في برولين تك، نضمن دقة ونظافة كل عملية قطع. فريقنا مُلمٌّ بكيفية تفاعل الألومنيوم مع الحرارة، لذا نُخطط لكل عملية لتقليل التشوّه والحواف الخشنة.

يستخدم فريقنا أحدث آلات القطع بالبلازما CNC المزودة بنظام تحكم دقيق في الشعلة وإعدادات غاز مُحسّنة. وهذا يُساعدنا على الحصول على حواف ناعمة وقطع متناسقة لجميع أنواع الألومنيوم، من الصفائح الرقيقة إلى الألواح السميكة.

بدءًا من النماذج الأولية الصغيرة وصولًا إلى عمليات الإنتاج الكاملة، نركز على تحقيق نتائج دقيقة وأداء موثوق. يتم فحص كل قطعة بدقة لضمان مطابقتها لمتطلباتك وحصولها على اللمسة النهائية المطلوبة. اتصل بنا لطلب عرض أسعار مجاني عبر الإنترنت والحصول على معلومات موثوقة خدمات تصنيع الصفائح المعدنية حسب الطلب.