عندما نتحدث عن المشاريع الصناعية ، يعد الفولاذ أحد أكثر المواد صلابة استخدامًا. تعالج ورش العمل عادةً ألواح الصلب والكتل عن طريق قصها وتشكيلها لتشكيل أجزاء معدنية أصغر.
هناك العديد من خيارات عملية القطع ، مثل EDM والبلازما والقطع بالليزر.
ومع ذلك ، فقد اكتسبت إحدى تقنيات القطع شعبية أكثر من غيرها من تقنيات القطع المعدنية. أصبحت تقنية قطع المعادن بالماء النفاث واحدة من أكثر عمليات قطع الفولاذ والمعادن استخدامًا في العديد من الصناعات.
هل يمكن قطع المعادن بالماء ؟
قد يبدو من المستحيل حتى تخيل فكرة قطع الماء للمواد الصلبة. بعد كل شيء ، إنه ماء ، ونحن نتحدث عن مواد صلبة مثل الفولاذ ، وليس مواد أكثر ليونة مثل الورق أو الرغوة.
ومع ذلك ، تتغير ديناميكيات المياه بشكل كبير عندما تزداد السرعة والضغط العالي للمياه بشكل كافٍ. في هذه الحالة ، يكتسب الماء قوة مدمرة يمكنها قطع الفولاذ والمعادن الصلبة الأخرى بشكل أفضل من أدوات القطع الميكانيكية. و هي ما سنسميه قطع المعادن بالماء.
كيف تعمل تقنية قص المعادن بالماء النفاث؟
هل لاحظت كيف يجعل الماء عالي الضغط في مغسلة السيارة سيارتك تبدو متألقة جديدة في غضون دقائق؟ الضغط الذي نتحدث عنه هنا هو 1000 رطل لكل بوصة مربعة. يبدو أنه ضغط مرتفع جدًا ، أليس كذلك؟
الآن عندما نتحدث عن القطع بنفث الماء عالي الضغط أو بما يسمى waterjet ، فإننا نتحدث عن ضغط المياه من 50.000 إلى 60.000 رطل لكل بوصة مربعة. تخيل ما يمكن أن تفعله هذه المياه ذات الضغط العالي للفولاذ! لسبب واحد ، يمكن للقواطع المائية النفاثة قطع العديد من المواد المختلفة ، بما في ذلك المعادن المختلفة مثل الفولاذ.
يتم تحقيق الضغط العالي من خلال مضخة الضغط العالي وأنابيب الضغط العالي الخاصة وفوهة ضخ الماء الضيقة أو رأس القطع ، مما ينتج عنه تيار نفاث قوي ولكنه صغير.
تحت أي قيمة للضغط تعمل تقنية قطع المعادن بالماء؟
يمكن أن يختلف ضغط الماء المطلوب ، بناءً على نوع المادة الكاشطة المستخدمة ، وسمك المواد الكاشطة ، ونوع الفولاذ.
عادة ، يتراوح نطاق ضغط الماء بين 20000 رطل لكل بوصة مربعة و 55000 رطل لكل بوصة مربعة. تتطلب المواد الكاشطة الأصغر والأصعب والموحدة ضغط ماء أقل.
كم بوصة من الصلب يمكن أن تقطع نفاثات الماء؟
من الناحية النظرية ، لا يوجد حد لسمك الفولاذ الذي يمكن لنفاثات الماء المتقدمة قطعه. ومع ذلك ، عند قطع قطعة فولاذية سميكة بشكل استثنائي ، يزداد الوقت المستغرق بشكل كبير ، مما يجعل العملية غير مجدية.
لذلك ، عادةً ما تقطع آلات القطع بنفث الماء حتى 6 بوصات من الفولاذ. ولكن يمكن للآلات المتوفرة تجاريًا التعامل مع ما يصل إلى 9 بوصات أيضًا.
في بعض التطبيقات ، يتم تعديل نفاثات الماء الكاشطة والقرعية المتطورة لقطع كتل فولاذية بسمك 18 بوصة ؛ ومع ذلك ، فإن هذه السماكة ليست شائعة الاستخدام.
محاسن استخدام تقنية قطع المعادن waterjet:
- لا توجد منطقة متأثرة بالحرارة (HAZ): على عكس قواطع المعادن الأخرى ، فإن القطع بنفث الماء هو عملية خالية من الحرارة ، لذلك لا يوجد تشكيل لمنطقة متأثرة بالحرارة عند قطع المعدن. يمكن للمناطق المتأثرة بالحرارة أن تدمر سلامة المادة ، بل تضعفها بالقرب من منطقة القطع. نظرًا لأنه يتم التخلص من هذه المناطق في القطع بنفث الماء ، لا يمكن أن ترتفع درجة حرارة المادة ، مما يحافظ على سلامتها.
- تشطيب متفوق: نتيجة لعدم وجود منطقة متأثرة بالحرارة في قطعة العمل ، لا يوجد تغير في اللون ، ويكون القطع أنظف. هذا يخلق لمسة نهائية رائعة . كما أنه يلغي الحاجة إلى أي تشطيب ثانوي ، على عكس القواطع المعدنية التي تترك السطح النهائي بحاجة إلى مزيد من التشطيب.
- جودة القطع: يتحرك تيار القطع من نفاثات الماء الكاشطة بشكل موحد عبر المواد ، حتى مع الحد الأدنى من قطع الشق. لذلك ، جودة القطع دقيقة. في الواقع ، إذا مررت يدك على المادة المقطوعة ، ستلاحظ حافة ناعمة.
- الأشكال والتصاميم: حتوي قطع Waterjet على الكثير من خيارات الضبط المختلفة ، ويمكنك التحكم في نفاثات الماء الكاشطة باستخدام CNC. لا تقتصر نفاثات الماء على الخطوط المستقيمة ، لذا يمكنها قص العديد من الأشكال والتصاميم المختلفة. هذا يجعل القطع بنفث الماء مثاليًا لإنتاج المكونات المعقدة.
- الكفاءة: باستخدام أداة القطع بنفث الماء ، يمكنك تكديس طبقات متعددة من المواد فوق بعضها البعض وتقطيعها معًا. هذا يزيد من كفاءة عملية القطع الفعلية.
- تفاوتات القطع الدقيقة: التسامح هو الانحراف عن القطع المقصود. لذلك فهو يتناسب عكسيا مع الدقة. يعتبر القطع بنفث الماء من أكثر الطرق دقة ، حيث يتم قطع الأجزاء المعدنية بدقة في كل مرة.
تطبيقات تقنيات القطع بالماء النفاث:
- مكونات المحرك: نظرًا لكون عملية القطع بنفث الماء عملية قطع متعددة المحاور ، يتم استخدام قواطع نفث الماء ذات 5 أو 6 محاور لصياغة أشكال معقدة مثل أجزاء المحرك المعقدة. يتم إنشاء العديد من الأجزاء الصغيرة التي تراها في صناعة السيارات الحديثة باستخدام أدوات القطع بنفث الماء الكاشطة. تساعد دقتها في توفير تكاليف المعالجة.
- معالجة المواد الخام: الصلب مادة خام للعديد من الصناعات. من أجل جعلها جاهزة للنقل والتخزين ، غالبًا ما يتم تقطيعها إلى صفائح وكتل صغيرة. يتم ذلك عن طريق قطع المياه النفاثة.
- الفن والعمارة: تُستخدم النفاثات المائية لإنشاء تصميمات فنية متنوعة عن طريق قطع قطع العمل وثقب الثقوب في المواد. تستخدم هذه التصاميم لأغراض الديكور الداخلي أو الهياكل المعمارية.
- أدوات طبية: القطع بنفث الماء هو طريقة قطع دقيقة لا تتطلب ملامسة جسدية لرأس القطع مع الجسم المراد قطعه. هذا يجعلها مثالية لقطع المعدات الجراحية والأدوات الطبية.
للمزيد اقرأ:
